SDS与THF对水合物法分离CO2+N2混合气的影响

水合物添加剂在一定程度上能够解决纯水体系下水合物分离混合气存在选择性低、水合速率不高和水合物生成条件苛刻等问题,为了系统地研究十二烷基硫酸钠（SDS）及四氢呋喃（THF）对水合物分离特性的影响,采用自行设计的水合物分离实验装置,分别进行了浓度为0、100 mg/kg、300 mg/kg、500 mg/kg、1 000 mg/kg的SDS溶液及摩尔分数为0、0.5%、1.0%、3.0% 的THF溶液体系下,水合物法分离摩尔分数为59%的CO₂和摩尔分数为41%的N₂混合气的实验。实验结果表明：SDS能够提高水合物的生成速率及储气密度,随着SDS浓度的增大,CO₂分离率与N₂损失率都呈现先增大后减小的趋势,分离因子呈现先减小后增大的趋势,在初始压力为5.0 MPa、温度为1.4 ℃的情况下,SDS浓度为0～100 mg/kg时水合物分离效果较佳;THF有效地降低了水合物的相平衡压力,THF本身生成Ⅱ型水合物并占据水合物的大孔穴,CO₂优先于N₂占据水合物的小孔穴,当初始压力为4.8 MPa、温度为1.4 ℃时,THF摩尔分数约为1.0%时能够较好地改善水合物的分离效果。     

水合物法天然气脱酸的影响因素

为了促进水合物法分离CO₂在天然气脱酸工艺中的应用,以CH₄+CO₂混合气为例,采用CO₂分离率、CH₄损失率及分离因子作为水合物法脱酸的评价指标,利用自主设计的水合物法气体分离实验装置考察了初始压力、操作温度、四氢呋喃（THF）及实验用水量对水合物法分离CH₄+CO₂混合气的影响。结果表明,随初始压力增大和操作温度降低,平衡时气相CO₂浓度降低,CO₂分离率和CH₄损失率同时增大,分离因子小幅减小;随THF浓度增大,平衡时气相CO₂浓度增加,在THF摩尔分数为1.0%时,体系具有较大的CO₂分离率和分离因子,较低的CH₄损失率;随实验用水量增加,平衡时气相CO₂浓度降低,CO₂分离率增大,CH₄损失率减小,分离因子增大。综合分析,可通过提高初始压力、降低操作温度、增加实验用水量,并添加摩尔分数1.0%THF来促进水合物生成,提高分离效率。     

乙烯裂解气的水合物法分离实验研究

开发了一种水合物法分离乙烯裂解气的新技术,考察了在选择性热力学抑制剂THF下乙烯裂解气体系的气-水合物相平衡。在一定范围内改变体系的初始压力、温度和THF浓度,得到了各组分在气-水合物两相的摩尔分率和体系达到平衡时的压力。结果表明,通过加入选择性抑制剂,能使甲烷生成水合物,进入水合相,乙烷、乙烯则很难生成水合物而得到抑制,从而使C2组分在气相中得到富集,甲烷在水合物相得到富集,实现乙烯裂解气的分离;在初始压力为4．0MPa、温度为276．15K、THF浓度为8．01％（摩尔分数）的条件下,分离效果达到最佳。     

油田含CO2伴生气变压吸附材料实验研究

变压吸附工艺是国内小规模CO_2驱产出气处置的常用手段,而吸附剂是吸附分离的基础。选用6种沸石类吸附剂,测试了CO_2/CH4单组分吸附平衡等温线,分析了温度对吸附量的影响。优选了两种材料进行了CO_2-CH4混合气体竞争吸附实验,重点分析了温度、压力、气体组分、CO_2含量等因素对吸附剂吸附分离效果的影响,评价了油、水含量对吸附剂的损伤。实验结果表明:吸附剂的分离系数与混合气体中CO_2含量无明显相关性,但吸附体系压力的变化对混合气体分离效果影响较大。在初始气体CO_2摩尔分数50%、温度20℃、压力2.5MPa条件下,优选的吸附剂13X对混合气体的分离系数为25。油水的存在会对吸附剂的分离性能产生较大影响,在温度20℃、压力2.5 MPa、13X吸附剂含水摩尔分数10%及含油摩尔分数10%条件下,吸附总量分别下降32%和78%,分离系数分别下降48%和78%。     

CO_2-N_2-THF-H_2O体系水合物的生成和模型计算北大核心CSCD

对合成氨工业排放的烟道气(9.06%(x)CO_2+90.94%(x)N_2)在四氢呋喃(THF)溶液中进行水合物的生成研究。实验结果表明,6.0%(x)的THF水溶液能显著降低该体系的水合物生成压力,具有工业应用价值。通过文献中纯CO_2、纯N_2在THF溶液中的水合物生成数据拟合得到CO_2-THF和N_2-THF的二元交互作用参数,采用改进PR状态方程计算气体逸度,Wilson活度系数模型计算液相中水的活度、Chen-Guo水合物热力学模型计算CO_2-N_2-THF-H_2O体系的水合物生成压力。Chen-Guo水合物热力学模型计算出的生成压力与实验值、文献值进行比较,平均相对误差分别为11.68%和8.46%。     

CO_2-N_2-THF-H_2O体系水合物的生成和模型计算

对合成氨工业排放的烟道气(9.06%(x)CO_2+90.94%(x)N_2)在四氢呋喃(THF)溶液中进行水合物的生成研究。实验结果表明,6.0%(x)的THF水溶液能显著降低该体系的水合物生成压力,具有工业应用价值。通过文献中纯CO_2、纯N_2在THF溶液中的水合物生成数据拟合得到CO_2-THF和N_2-THF的二元交互作用参数,采用改进PR状态方程计算气体逸度,Wilson活度系数模型计算液相中水的活度、Chen-Guo水合物热力学模型计算CO_2-N_2-THF-H_2O体系的水合物生成压力。Chen-Guo水合物热力学模型计算出的生成压力与实验值、文献值进行比较,平均相对误差分别为11.68%和8.46%。     

水合物法分离CO2与N2混合气的实验

与传统的分离方法相比,水合物法分离气体混合物技术具有可降低制冷能耗、简化工艺流程、节省投资成本等优势,但目前该技术还不成熟,尚未形成统一的成套技术。为研究各种因素对分离效果的影响并给出一定配比混合气的最佳分离条件,以摩尔分数59% CO₂+41% N₂混合气为例,利用自行设计的实验装置,系统地进行了温度、初始压力及含水量对分离效果的单值影响实验。分析处理实验数据,得到混合气在温度1.4~5.6 ℃、初始压力4.2~6.8 MPa及含水量160~300 mL范围内的分离效果。实验结果显示：降低温度,升高初始压力都可以提高分离率,但同时也会增大损失率;增加含水量会提高分离率,降低损失率,但含水量超过一定值,对分离率的影响便不再明显。综合考虑,对于一定配比的CO₂+N₂混合气,在允许的损失率及最小气液比下,可以先增大含水量,然后降低温度,最后提高初始压力,以此来达到最佳的分离效果。     

水合物法分离乙烯裂解气的相平衡研究

对水合物法分离乙烯裂解气的气固(水合物)相平衡进行了研究,考察了系统温度、系统压力、初始气液比对分离效果的影响。实验中考察的系统温度、系统压力和初始气液体积比范围分别为268.15~276.15K,4.0~5.0M Pa,140~200。实验结果表明,分离效果随系统温度的降低或系统压力的升高而改善;随初始气液体积比的降低也有一定程度的改善,但不明显。典型的裂解气经一次水合,C2+组分在原料气中的摩尔分数可由37.39%降至4.79%,经二次水合可进一步降到1.02%,显示出良好的工业应用前景。较佳的操作条件为:系统温度268.15K,系统压力5.0M Pa,初始气液体积比140。     

水合物法分离混合气体效果研究

利用可视化高压水合物生成装置对纳米石墨粉(NGP)以及SDBS添加剂体系中CO_2+N_2混合气体的水合物法分离进行实验研究。以CO_2回收率和分离因子作为主要评价参数,研究了实验温度,初始压力以及添加剂对分离效果的影响。结果发现,温度越低、压力越高,分离效果越好,并且纳米石墨粉可以很好地提高混合气体的分离效率。     

联用型水合物促进剂对甲烷水合物生成过程的影响规律研究

水合物较低的生成动力学速率和较高的相平衡条件是困扰水合物技术工业化应用的主要原因。研究了热力学促进剂（四丁基溴化铵（TBAB））和动力学促进剂（十二烷基硫酸钠（SDS）、十二烷基苯磺酸钠（SDBS））联用时对甲烷水合物生成热力学和动力学的促进行为，重点考察了3种促进剂质量比、联用型水合物促进剂质量分数和初始实验温度等因素对联用型水合物促进剂性能的影响。结果表明，将SDS、SDBS和TBAB以质量比2:1:1联用时，对甲烷水合物生成热力学和动力学均具有良好的促进作用，可有效降低甲烷水合物相平衡条件；适宜的联用型水合物促进剂质量分数为0.05%～0.30%，其中质量分数为0.10%时，诱导时间为75 s；降低初始实验温度可增加甲烷水合物生成的反应推动力，有利于快速成核与生长，当初始实验温度为276.15 K时，储气量高达170 mL/mL(1 mL水储存170 mL气体)。此外，联用型水合物促进剂的核心组分为离子型表面活性剂，在机械搅拌作用下体系会产生大量气泡，加快气液传质速率，因此甲烷水合物颗粒最初在界面气泡处出现，随后呈现气相和液相双向生长趋势，进而快速充满反应釜，有利于对甲烷等气体小...     

Experimental study of separation of ammonia synthesis vent gas by hydrate formation

Termodynamic data on methane hydrate formation in the presence of ammonia are very important for upgrading of ammonia synthesis vent gas using hydrate formation. This paper is focused on the formation conditions of methane hydrate in the presence of ammonia and the effects of gas-liquid ratio and temperature on the separation of vent gas by hydrate formation. Equilibrium data for methane hydrate within an ammonia mole concentration range from 1% to 5 % were obtained. The experimental results indicated that ammonia has an inhibitive effect on hydrate formation. The higher the ammonia concentration, the higher is the pressure reguired for methane hydrate formation would be. The primary experimental results showed that when volume ratio of gas to liquid was 80：1 and temperature was 283.15 K, total mole fraction of （H2＋N2） in gas phase could reach 96.9 %.     

Modelling of CO2 capture and separation from different gas mixtures using semiclathrate hydrates

In this work we present a model for predicting hydrate formation condition to separate carbon dioxide (CO₂) from different gas mixtures such as fuel gas (H₂+CO₂), flue gas (N₂+CO₂), and biogas gas (CH₄+CO₂) in the presence of different promoters such as tetra-n-butylammonium bromide (TBAB), tetra-n-butylammonium chloride (TBAC), tetra-n-butylammonium fluoride (TBAF), tetra-n-butyl ammonium nitrate (TBANO₃), and tetra-n-butylphosphonium bromide (TBPB). The proposed method was optimized by genetic algorithm. In the proposed model, hydrate formation pressure is a function of temperature and a new variable in term of Z, which used to cover different concentrations of studied systems. The study shows experimental data and predicted values are in acceptable agreement.     

A new empirical correlation for prediction of carbon dioxide separation from different gas mixtures

Carbon dioxide (CO₂) emission from different systems such as fuel gas (H₂+CO₂), flue gas (N₂+CO₂), and biogas gas (CH₄+CO₂) is one of the main factors of global warming and environmental problems. So, CO₂ separation from different systems is essential. Low energy consumption, environmental friendliness, and low operational cost of hydrate-based gas separation (HBGS) process show the high potential of this approach in separation of some gases such as CO₂. Hydrate phase equilibrium data are required for designing the separation process. So far numerous models has been proposed for prediction of hydrate formation/dissociation conditions in various systems with/without promoters or inhibitors. This study attempts to present a simple and comprehensive model for fast prediction of hydrate formation conditions to separate CO₂ from biogas, fuel gas, and flue gas systems in the presence of promoters such as tetra-n-butylammonium bromide, tetra-n-butylammonium chloride, tetra-n-butylammonium fluoride, tetra-n-butyl ammonium nitrate, and tetra-n-butylphosphonium bromide. According to the error analysis results, this point can reach the new proposed correlation has better estimation capability in comparison with Sayyad Amin et al. model. On the other hand, hydrate formation temperature can be predicted in the presented correlation with high accuracy.     

天然气净化厂Cansolv尾气处理装置废水处理

目的 解决Cansolv尾气处理装置胺液净化单元(APU)废水高盐、高有机物与还原性硫的高浓水质特征影响水处理系统的稳定运行问题。方法 详细分析了两个天然气净化厂的文丘里和APU废水的水质特征,其中,APU废水成分复杂,是影响水处理系统稳定运行的关键。采用臭氧(O₃)、O₃耦合催化剂、臭氧/双氧水(O₃/H₂O₂) 3种氧化技术处理APU废水,通过废水中COD值和TOC值变化来评价有机物降解效果,研究了反渗透膜污堵原因和O₃/H₂O₂降解有机物机理。结果 O₃/H₂O₂氧化技术为去除废水中有机物的最优方法,当200 mL废水中O₃质量浓度为22 500 mg/L、H₂O₂投加量为2 mL、反应时间为60 min时,达到最佳处理效果,COD去除率为60.8%。结论 采用O_3<...     

靖边气田集气站放空系统运行分析

针对靖边气田集气站放空作业过程中出现的气井采出水污染周边场地的问题,从放空分液和火炬燃烧两个环节进行分析,查找出存在的问题,通过对比选型,提出采用双筒式闪蒸分液罐和旋风式放空分液火炬的放空工艺模式。通过现场试验和运行数据的统计分析结果得知,双筒式闪蒸分液罐和旋风式放空分液火炬可以很好地满足产水气井的放空作业,该套放空系统具有良好的环境效益和社会效益,值得推广应用。     

天然气钻井气体回收装置设计探讨

针对天然气钻井没有气体回收设备,采用放空燃烧产生巨大浪费的现象,在调研的基础上确定了天然气钻井气体回收的工艺流程,在理论上建立了回收效率的计算模型,且进行了分离效率的推算。根据国内油田天然气钻井的现状,开发了一种高效、实用的天然气钻井气体回收装置,该装置由旋流分离器、过滤器、沉砂罐、控制阀组等部分组成,其处理量达120m3/min。     

膜分离技术在油田伴生气集输中的应用

通过对国内外目前常用的伴生气集输及处理技术、设备的综合分析、筛选,提出了将新兴的膜分离技术应用至伴生气集输中,研制了脱烃装置应用于长庆油田某采油厂增压点,实现湿伴生气安全、顺利输送。     

含硫气田天然气净化厂腐蚀控制与监/检测

川渝气田某天然气净化厂脱硫装置具有酸气负荷高、处理量大、胺液循环量大等特点,从检修结果看,再生塔底部、重沸器、半贫液返回线等位置腐蚀减薄严重。利用宏观观察、腐蚀挂片、氢探针等方法分析和评价了现场条件下的腐蚀状况,并制定了相应的腐蚀控制措施和监/检测方案。结果表明,循环量和酸气负荷较高是导致再生塔底部腐蚀严重的主要因素,碳钢内衬316L不锈钢可以较好地抑制再生塔底部环境下的腐蚀。     

气体钻井地面分离器的设计及试验研究

气体钻井现有工艺都将环空返回到地面的携岩气体直接排放或放燃,既污染环境又浪费能源。根据气体钻井的特点,设计了由两级串联的旋风分离器与两台过滤器(一台备用)组成的气体钻井地面分离系统,对成本较高的气体钻井介质(氮气或天然气)进行回收和循环利用。通过对井口钻屑的采样分析和浓度计算,得到了旋风分离器入口钻屑的粒度分布和质量浓度范围。对旋风分离器进行的室内模拟试验结果表明,旋风分离器的分离效率稳定在99.5%以上,能够完全除净粒径大于10μm的粉尘颗粒。钻井现场试验结果显示,整个分离系统工作稳定,过滤器出口气体中钻屑的最大粒径小于5μm,质量浓度小于0.05mg/m³,已达到进入压缩机的要求。