天然气集输系统乙二醇—盐水体系分析、吸附脱氯及机理研究

【摘要】：在天然气集输生产中,乙二醇是常用的脱水剂,在循环使用中,尤其是水中氯盐的累积,对整个工艺设备产生严重的危害。氯腐蚀是造成设备腐蚀的主要因素。对乙二醇富液进行进行脱氯,有效控制氯腐蚀,在除氯盐的同时,乙二醇得到较好的回收利用,,对设备正常运行意义重大,此项研究有显著的应用价值。离子交换法作为一种成熟有效的化学分离技术,具有较好的分离选择性,离子脱除率高,原液回收率高,操作方便,效果较理想。 本论文首先对三种样品进行EDS和XRD分析,结果分析得知,乙二醇富液中主要含NaCl盐,IR和GC未检出氯代有机物。通过对比建立了主要离子检测方法。 其次模拟乙二醇富液,通过静态吸附实验,筛选出对氯离子的吸附能力强、工作交换容量大和交换速度较快的两种强碱性凝胶型阴离子交换树脂(201×4和A600)。在动态吸附实验中,考察流速和交换柱高径比对氯离子脱除的影响,选择8 mL/min流速较合适。为使交换后溶液为中性,进行C100E-A600和001×10-201×4两组固定复床脱氯实验,按照高径比23.7:1和10:1填装树脂后,001×10-201×4复床脱氯,效果更好,处理后溶液氯离子浓度小于25 mg/L,氯离子脱除率达到99%以上,处理后溶液pH值在7.38-8.48之间,达到处理目标。201×4树脂的室温再生条件是:对流,流速8 mL/min,4%NaOH。经10次吸附-解吸实验,证实201×4树脂稳定性较好。 最后用FT-IR和Raman光谱对树脂的氯离子吸附机理进行研究,静态吸附实验结果得到印证并建立四种树脂的等温吸附方程。四种树脂对氯离子的吸附均为自发放热过程,并且吸附剂与吸附质之间无化学键形成。液膜扩散为氯离子吸附速率的主要控制步骤。 【关键词】：乙二醇 脱氯 离子交换树脂 再生 吸附机理
【学位授予单位】：新疆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TE866
【目录】：

• 提要3-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-19
• 1.1 引言9
• 1.2 天然气乙二醇脱水系统概述9-12
• 1.2.1 乙二醇的性质11
• 1.2.2 天然气乙二醇脱水系统氯腐蚀的危害11-12
• 1.3 常用脱氯方法和国内外脱氯研究现状12-18
• 1.3.1 无机氯化物的脱除13-16
• 1.3.2 有机氯化物的脱除16-17
• 1.3.3 微生物法17-18
• 1.4 论文研究目的、意义与内容18-19
• 1.4.1 论文研究目的、意义18
• 1.4.2 研究内容18-19
• 第二章 天然气乙二醇富液体系分析19-31
• 2.1 引言19
• 2.2 实验部分19-30
• 2.2.1 实验试剂和仪器19-21
• 2.2.2 乙二醇富液成分分析21-24
• 2.2.2.1 分析方法21
• 2.2.2.2 结果与讨论21-24
• 2.2.3 乙二醇富液含量分析24-30
• 2.2.3.1 分析方法及基本原理24-28
• 2.2.3.2 结果与讨论28-30
• 2.3 小结30-31
• 第三章 乙二醇-盐水体系离子交换法脱氯研究31-57
• 3.1 引言31
• 3.2 离子交换法基本理论31-36
• 3.2.1 离子交换树脂的种类及结构31-33
• 3.2.1.1 离子交换树脂的种类31-32
• 3.2.1.2 离子交换树脂的结构32
• 3.2.1.3 离子交换树脂的性能32-33
• 3.2.2 离子交换基本理论33-34
• 3.2.2.1 离子交换树脂除盐理论33-34
• 3.2.2.2 离子交换树脂再生理论34
• 3.2.3 离子交换树脂的交换特性34-36
• 3.2.3.1 离子交换树脂的选择性系数34-35
• 3.2.3.2 离子交换容量35
• 3.2.3.3 离子交换速度35-36
• 3.3 实验部分36-56
• 3.3.1 实验试剂和仪器36-37
• 3.3.2 离子交换树脂脱氯实验37-52
• 3.3.2.1 离子交换树脂的选择及预处理37-39
• 3.3.2.2 分析方法39
• 3.3.2.3 静态实验及结果39-43
• 3.3.2.4 动态实验及结果43-52
• 3.3.3 离子交换树脂再生研究52-55
• 3.3.3.1 离子交换树脂再生的方法52-53
• 3.3.3.2 再生剂浓度的选择53-54
• 3.3.3.3 再生剂流速的控制54-55
• 3.3.3.4 再生剂和水用量55
• 3.3.4 离子交换树脂稳定性55-56
• 3.4 小结56-57
• 第四章 阴离子交换树脂对模拟乙二醇盐水体系中氯离子的吸附机理探讨57-70
• 4.1 引言57
• 4.2 实验部分57-69
• 4.2.1 实验试剂和仪器57-58
• 4.2.2 实验方法58-59
• 4.2.3 结果与讨论59-69
• 4.2.3.1 红外光谱结果59-61
• 4.2.3.2 拉曼光谱及结果61-62
• 4.2.3.3 等温吸附模型的建立62-64
• 4.2.3.4 吸附热力学分析64-66
• 4.2.3.5 动力学分析66-69
• 4.3 小结69-70
• 第五章 结论70-71
• 参考文献71-76
• 附录76-79
• 发表论文及参与科研情况79-80
• 致谢80

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