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《哈尔滨工程大学》 2017年
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基于不同组合方法的天然气水合物相平衡预测

车春文  
【摘要】:天然气水合物是一种潜在的能源,其不仅蕴藏十分丰富,而且相比传统能源在利用过程中更清洁。天然气水合物相平衡预测研究是对天然气水合物进一步进行实验、开采等研究的基础,本文提出了一种新的研究模式来预测天然气水合物相平衡条件。基于van derWaals-Platteeuw模型,本文的研究模式综合考虑了组分逸度和Langmuir常数计算方法对整体相平衡预测精度的影响,并考虑模型的预测精度对气体水合物种类、客体气体配比和温度-压力条件的不同,在计算组分逸度时分别选用了 RK方程、SRK方程、PR方程、PRSV方程和BWRS方程5种常用的方法,计算Langmuir常数使用了Parrish-Prausnitz模型(Munck 改进的)、Parrish-Prausnitz 模型(Moradi 改进的)、Du-Guo模型和压力关联的Langmuir常数计算方法(Hsieh模型)4种常用的简化计算方法,通过从5种计算组分逸度的方法中选择一种从4种计算Langmuir常数方法中选择一种进行组合,因此一共得到20种方法组合。分别使用这20种方法组合并通过Matlab软件平台设计程序实现了对纯组分气体(CH4、C2H6、C3H8和CO2)水合物、双组分气体(CH4-C2H6、CH4-C3H8 CH4-CO2)水合物在不同温度区间(对于双组分气体水合物还考虑客体气体配比情况)的相平衡压力的预测,然后对压力计算值与实验数据进行对比分析。研究结果表明:本文选用的20种方法组合对相平衡预测的精度与水合物种类、客体气体配比和温度-压力条件有关,与之前的认识不同,不能期待一种方法组合都能精确地预测所有气体水合物在不同温度区间的相平衡条件;对于CH4、C2H6和CO2纯组分气体水合物、CH4-CO2和CH4百分比小于56.4%的CH4-C2H6双组分气体水合物相平衡预测的最佳方法组合都含有Du-Guo模型,而对于C3H8水合物相平衡预测的最佳方法组合都含有Hsieh模型;方法组合预测双组分气体水合物相平衡的精度并不是预测各自两个单组分气体水合物相平衡精度的相加;通过本文的研究模式发现对于气体水合物相平衡预测精度的提高可以通过提高这些最精确的方法组合的计算精度来更有效地实现。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TE31

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