超臨界乙烯水合萃取及其數(shù)學(xué)模型的研究.pdf

1、超臨界乙烯水合萃取技術(shù)是由水合物分離技術(shù)和超臨界乙烯流體萃取技術(shù)藕合而成的一門新型的水溶液分離技術(shù)，其理論基礎(chǔ)是水合物生成動力學(xué)理論和超臨界流體萃取理論。目前國內(nèi)外學(xué)者對于這兩方面的研究較多，但是對于近臨界或超臨界條件下水合物生成的動力學(xué)行為及水合物生成對流體萃取過程的影響機制等研究報道甚少。論文在本實驗室前期研究工作的基礎(chǔ)上，著重對超臨界乙烯水合萃取的理論基礎(chǔ)和數(shù)學(xué)模型進行了深入研究。 本論文設(shè)計了超臨界乙烯條件下不同濃度甲醇

2、溶液的乙烯水合物生成動力學(xué)實驗，該實驗同時也是超臨界乙烯水合萃取實驗。 論文考察了超臨界乙烯條件下乙烯水合物生成動力學(xué)行為，乙烯水合物生成動力學(xué)P-t曲線在開始階段出現(xiàn)了先下降后突升的現(xiàn)象，而T-t曲線多次較大幅度地上下振蕩，二次成核現(xiàn)象頻繁出現(xiàn)。 論文考察了超臨界乙烯條件下，壓力、溫度和甲醇溶液對乙烯水合物生成的影響，壓力的升高、溫度的降低均促進了水合物的生長。甲醇是熱力學(xué)抑制劑，實驗發(fā)現(xiàn)甲醇水溶液高于一定濃度(>10

3、wt％)時，水合物生成出現(xiàn)明顯的抑制現(xiàn)象。 論文考察了伴隨著水合物的生成，超臨界乙烯條件下的壓力、溫度和萃取時間對甲醇萃取率的影響。超臨界乙烯條件下，伴隨著水合物的生成，一定壓力、溫度范圍內(nèi)，甲醇萃取率的變化是壓力、溫度對超臨界乙烯流體的密度和甲醇傳質(zhì)性能兩方面作用的結(jié)果。萃取時間對萃取過程有一定的影響，傳質(zhì)速率的大小能直接在萃取時間的長短上得到體現(xiàn)。 論文考察了水合物生成過程與超臨界乙烯流體萃取過程的相互影響。超臨界乙

4、烯條件下，液相中的水合物晶體不斷地生成，使得甲醇水溶液濃度增大，促進了甲醇萃取，同時生成的水合物固體逐漸覆蓋氣液兩相界面，對溶質(zhì)傳質(zhì)產(chǎn)生阻礙作用，又對甲醇萃取起到“負面”效果。萃取過程對水合物生成過程的影響主要體現(xiàn)在壓力與溫度對水合物生成的影響，在較高的壓力和較低的溫度條件下，水合物生成速率較快，生成量較大，溶液溫度變化范圍較大，乙烯水合物二次成核現(xiàn)象明顯。 論文建立了超臨界乙烯條件下乙烯水合物生成動力學(xué)模型和超臨界乙烯流體萃取