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天然气脱酸性气体过程中物性研究及数据处理

作 者: 郑洪川
导 师: 贾林祥
学 校: 哈尔滨工业大学
专 业: 制冷与低温工程
关键词: 天然气 物性 相平衡 遗传算法 神经网络
分类号: TE644
类 型: 硕士论文
年 份: 2008年
下 载: 111次
引 用: 2次
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内容摘要


天然气物性在天然气预处理流程中是必不可少的,它的准确性直接决定了整个预处理流程设计的合理性。由于实验数据有限,因此有必要采用有效的方法对其进行计算。本文针对天然气的密度、焓、熵、粘度以及化学吸收剂的粘度、表面张力进行了讨论。对于天然气的密度、焓和熵,本文分别采用Lee-Kesler方程和RKS方程进行了计算,并将计算结果与实验结果进行对比,从而确定它们的计算精度,并由此来确定它们的适用范围。对于天然气的粘度计算,本文分别采用了基于理论的Chung方法和基于对比态定律的Lucas法进行了计算,并将计算结果与实验结果进行了对比,以确定它们的计算精度和适用范围。在天然气预处理流程中有时也必须考虑相平衡问题。本文在推导出Lee-Kes ler、RKS两种方程的逸度表达式的基础上,分别采用这两种方法对天然气的相平衡进行了计算,并将其计算结果与实验值进行了比较。对于化学吸收剂粘度的计算,由于其为强极性流体,本文确定采用Teja-Rice方法来对其进行计算。而对于表面张力,现在没有太好的方法,本文暂定采用简单加和法进行计算。在前面使用的各种方法中存在大量的参数需要通过实验数据进行回归来确定。本文编制了基于精英保留策略的基本遗传算法程序,并验证了采用这种方法进行数据回归的有效性。在此基础上,本文采用遗传算法对Teja-Rice方法中一阶相互作用系数进行了回归计算。并使用此参数对MEA溶液的粘度进行了计算并与Aspen Plus的数据进行了对比,以确定其计算精度和使用范围。在化工设计中,可能存在大量实验数据,但是由于现存理论不是非常完善而无法对这些数据进行有效处理。本文提出采用神经网络来对这些数据进行处理,并拟采用BP网络对CO2-MDEA-PZ-H2O体系的相平衡进行了计算,为实验数据的处理提供新的方法。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章 绪论  8-13
  1.1 课题背景  8-10
    1.1.1 液化天然气发展概况  8-9
    1.1.2 天然气净化的目的  9
    1.1.3 天然气净化工艺技术  9-10
  1.2 天然气物性研究的意义  10-11
  1.3 国内外研究现状  11-12
    1.3.1 国内的研究现状  11
    1.3.2 国外的研究现状  11-12
  1.4 本文的主要研究内容  12-13
第二章 物性计算  13-50
  2.1 热力性质计算  13-38
    2.1.1 常用的状态方程  13-14
    2.1.2 状态方程的选择  14-15
    2.1.3 天然气密度的计算  15-25
    2.1.4 天然气焓熵的计算  25-31
    2.1.5 相平衡计算  31-38
  2.2 粘度计算  38-47
    2.2.1 气体粘度基本理论  38-39
    2.2.2 气体粘度的计算  39-45
    2.2.3 高压气体粘度计算结果的分析讨论  45-46
    2.2.4 液体粘度的计算  46-47
  2.3 表面张力计算  47-49
    2.3.1 纯质表面张力的计算  47-48
    2.3.2 混合物表面张力的计算  48-49
  2.4 本章小结  49-50
第三章 基于遗传算法的数据回归  50-62
  3.1 要解决的问题  50-51
  3.2 优化方法的选择  51
  3.3 遗传算法  51-55
    3.3.1 遗传算法简介  51-52
    3.3.2 遗传算法的流程  52
    3.3.3 遗传算法的实现  52-55
  3.4 算法有效性测试  55-57
  3.5 Teja-Rice 方法中ψij的回归  57-61
    3.5.1 回归数据的获得  57-58
    3.5.2 数据的回归  58-59
    3.5.3 对Teja-Rice 方法的进一步讨论  59-61
  3.6 本章小结  61-62
第四章 基于BP 网络的数据处理  62-70
  4.1 要解决的问题  62
  4.2 BP 神经网络  62-67
    4.2.1 神经网络简介  62-63
    4.2.2 BP 神经网络结构  63
    4.2.3 反向传播学习算法  63-66
    4.2.4 程序流程图  66-67
  4.3 CO_2-MDEA-PZ-H_2O 体系相平衡计算  67-69
  4.4 本章小结  69-70
结论  70-72
参考文献  72-74
攻读学位期间发表的学术论文  74-77
致谢  77

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中图分类: > 工业技术 > 石油、天然气工业 > 石油、天然气加工工业 > 天然气加工 > 预处理
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