氯化钠在乙二醇溶液中结晶动力学的研究

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目前,越来越多的乙乙二醇再生脱盐系统被应用于深水气田开发的依托平台上,其中尤为关键的脱盐单元主要是将富乙二醇溶液中的固态盐颗粒及液态盐从乙二醇再生脱盐系统中去除,以减轻设备、管线的腐蚀。盐在乙二醇溶液中的结晶速率将直接影响脱盐系统的脱盐效率,同时所结晶出的盐颗粒的粒度大小也将影响分离设备的选择与参数的设定,为了提高脱盐系统的脱盐效率以及为设备选型提供理论依据,有必要对盐在乙二醇中的结晶行为进行系统的研究。本文以钠盐在乙二醇溶液中结晶的角度研究钠盐在乙二醇中的热力学性质、动力学性质以及不同因素对钠盐结晶动力学和粒度分布的影响规律,为脱盐工艺及设备的选择和参数的优化提供数据支撑和理论依据,对实现乙二醇再生脱盐系统设计国产化具有重要的意义。本文针对钠盐在乙二醇中的结晶过程,开展了以下几方面的研究:(1)采用静态法测定了不同温度下氯化钠在乙二醇中的溶解度,采用Ori西n软件对实验数据进行拟合,得到了溶解度经验方程。(2)采用激光法测定了氯化钠在乙二醇中的超溶解度,继而得到了介稳区,并探讨了温度对介稳区宽度的影响。结果表明:在实验条件下,氯化钠在乙二醇溶液中的极限过饱和度较小;低于393.15K的介稳区宽度较宽且稳定,高于393.15K的介稳区宽度将随温度的升高而逐渐变窄。(3)测定了氯化钠在乙二醇溶液中的诱导期,探讨了不同过饱和度对诱导期的影响。结果表明:过饱和度越高,诱导期越小。(4)采用间歇动态法研究了氯化钠在乙二醇溶液中的结晶动力学,回归得到了氯化钠在乙二醇中的成核速率方程和生长速率方程,并在此基础上讨论了过饱和度、温度等因素对氯化钠结晶动力学的影响。结果表明:温度升高,生长速率与成核速率都会增大,且成核更容易发生;增大过饱和度,生长速率与成核速率都会变大;增大悬浮密度,成核速率也会随之变大。(5)通过室内实验研究了温度、真空度等因素对氯化钠晶体粒度分布的影响规律。结果表明:在同等条件下,温度越高,晶体的粒度分布越分散,平均粒度越小;真空度越高,晶体的粒度分布越分散,平均粒度越小;固液比过高或过低都会导致晶体的平均粒度变小;停留时间过长或过短都将导致晶体的平均粒度变小。
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