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随着海上天然气开采技术的不断发展,浮式液化天然气生产储卸装置(LNG-FPSO)应用研究不断深入。天然气预处理作为海上天然气开采的重要环节,其净化效果的优劣关系到设备寿命和天然气纯度等多方面。吸附法由于设备简单和占地面积小的优势,得到许多学者的广泛关注,但海上摇摆工况对吸附净化效果会产生一定影响。因此,开展海上工况下吸附净化天然气的相关研究,有助于了解海上天然气预处理效果的变化规律,提高吸附法在LNG-FPSO应用的可靠性。本文选择13X分子筛作为吸附剂,针对海上工况对吸附法净化天然气的影响采用实验与模拟相结合的方法进行研究。将海上工况分为摇摆和倾斜工况,首先利用摇摆吸附实验台,研究不同摇摆工况对吸附净化效果的影响,并对不同吸附剂装载高度、吸附剂颗粒直径和吸附剂再生性能在摇摆工况下进行研究。在倾斜工况中,对倾斜角度、吸附剂装载高度、入口气体流速进行研究。同时,采用FLUENT软件建立吸附净化模型,在验证模型有效性的基础上,进一步研究了倾斜角度、长径比、入口流速和吸附剂颗粒直径对吸附净化效果的影响。通过研究分析得出:适度的摇摆有利于静态体积法吸附净化天然气,在298 K,压力1.4 MPa左右时,摇摆频率7次/min的吸附选择性系数比静止工况提高69%。动态吸附法在摇摆和倾斜工况下吸附净化效果降低,且在相同角度下倾斜工况的吸附净化效果最差,静止工况穿透点为420 s,倾斜20°仅为362 s;增加吸附剂装载高度,降低入口气体流速,在研究范围内增加吸附剂颗粒直径能改善摇摆和倾斜对吸附净化效果产生的不利影响;摇摆工况能提高吸附剂的再生性能,373 K时,摇摆13次/min的脱附量为6.360 L,静止工况仅为5.400 L;通过模拟发现倾斜工况下吸附罐内气体均匀性差,适当增加吸附罐长径比能提高气体均匀度,降低入口气体流速、适当增大吸附剂颗粒直径、改变吸附罐气体入口分布能有效的改善倾斜对吸附净化产生的不利影响。本文的研究内容对吸附法在海上工况下的应用,提高在海上工况下吸附净化效果方面具有参考意义。