煤炭直接液化體系高溫高壓氣液相平衡研究.pdf

1、煤炭直接液化反應(yīng)體系為高溫高壓下氣、液、固三相混合物，液相主要是由不同碳數(shù)烴類物質(zhì)組成。液化反應(yīng)物和產(chǎn)物在三相中的分配和狀態(tài)直接影響到整個(gè)煤直接液化過(guò)程的進(jìn)程，液化反應(yīng)體系的高壓氣液相平衡數(shù)據(jù)是液化反應(yīng)過(guò)程及反應(yīng)器設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。在2004年立項(xiàng)的“973”計(jì)劃項(xiàng)目“大規(guī)模煤炭直接液化的基礎(chǔ)研究”中，02課題主要研究煤液化反應(yīng)產(chǎn)物的熱力學(xué)性質(zhì)。煤加氫液化的物系中，由于氫和甲烷的含量很高，同時(shí)又處于超臨界狀態(tài)，這就給液相系統(tǒng)的處理帶來(lái)很多

2、麻煩。另外氫和甲烷又同屬于球形分子，分子都很小，和液化油混合在一起，由于分子大小的差異，形成了極端不對(duì)稱體系，又增加了對(duì)這類體系處理的困難。
　　 本論文主要研究?jī)?nèi)容是根據(jù)煤液化體系的自身特點(diǎn)，通過(guò)對(duì)煤液化油基本熱力學(xué)性質(zhì)的系統(tǒng)分析和研究，探索相應(yīng)混合規(guī)則，建立根據(jù)組成、溫度、壓力等基本變量預(yù)測(cè)混合物熱力學(xué)性質(zhì)的數(shù)學(xué)模型。傳統(tǒng)混合規(guī)則的狀態(tài)方程常常不能準(zhǔn)確描述液相行為，尤其是對(duì)極性體系，強(qiáng)不對(duì)稱體系。而采用新型GE混合規(guī)則為橋梁

3、的狀態(tài)方程.超額Gibbs自由能(EOS-GE)模型，將活度系數(shù)模型和狀態(tài)方程結(jié)合為一體，運(yùn)用基團(tuán)模型概念，對(duì)于煤液化高溫高壓且強(qiáng)不對(duì)稱體系，強(qiáng)極性體系可以得到滿意的計(jì)算結(jié)果。
　　 通過(guò)建立煤液化高溫高壓閃蒸體系，選用PSRK模型自編氣液平衡程序EQ雙層計(jì)算法求解閃蒸模型，該程序包括內(nèi)外兩層迭代循環(huán)，內(nèi)層為β循環(huán)，外層為K循環(huán)，能快速達(dá)到收斂結(jié)果。一般經(jīng)過(guò)5次左右迭代(外層)便能達(dá)到收斂精度要求。利用PSRK模型計(jì)算得到了24