[发明专利]加氢反应流出物多相流NH4Cl盐结晶速率的预测方法

权利要求书

1.一种加氢反应流出物多相流NH₄Cl盐结晶速率的预测方法，其特征在于：包括多相流 NH₄Cl盐结晶平衡曲线的绘制方法和NH₄Cl盐结晶速率的预测方法；

1)多相流NH₄Cl盐结晶平衡曲线的绘制方法，包括如下步骤：

步骤1.1)根据加氢反应流出物的多相流动过程，建立NH₃与HCl反应生成NH₄Cl盐的相态 平衡模型，确定多相流体系NH₄Cl盐反应过程的吉布斯函数；

步骤1.2)根据加氢反应流出物的多相流动过程，进行NH₄Cl盐的结晶反应热力学建模， 当反应温度达到平衡时，令吉布斯函数一端等于零，获得气相中NH₃与HCl分压的乘积随温度变化的函数关系，即：

KNH4Cl=43e(0.29T-176RT)]]>

式中：T为多相流介质温度，R为普适气体恒量，取值0.008314；

步骤1.3)根据步骤1.2)，确定加氢反应流出物多相流的工艺温度范围[T₁，T₂]，确定该 工艺温度范围内多相流气相分压的乘积随温度变化的规律，建立横坐标为温度，纵坐 标为的函数曲线，函数曲线上方的区域为结晶区域，函数曲线下方的区域为非结晶区 域；

2)NH₄Cl盐结晶速率的预测方法，包括如下步骤：

步骤2.1)加氢反应流出物多相流温度呈持续性的降低，当反应流出物温度降低至NH₄Cl 盐的结晶温度以下时，NH₄Cl盐的结晶反应经历一个接近平衡的持续过程，多相流温度降低 过程中，降低的温度值|T₁-T₂|划分为n个ΔT；

步骤2.2)假设温度值每降低一个ΔT，气相中的对应的实际计算值位于函 数曲线上方，铵盐开始结晶；

步骤2.3)在温度降低第1个ΔT后，随着步骤2.2)的进行，NH₄Cl盐结晶反应始终朝着反 应正方向进行，随着NH₄Cl盐结晶量的增加，气相中NH₃、HCl的分压逐渐降低，导致对 应的实际计算值逐渐恢复至函数曲线上，完成一次多相流NH₄Cl盐的结晶过程；

步骤2.4)在温度降低第2个ΔT后，重复步骤2.2)气相中的对应的实际计算值再 次位于函数曲线上方，NH₄Cl盐再次开始结晶，此后，重复步骤2.3)，气相中的NH₃、HCl 的分压逐渐降低，导致对应的实际计算值再次逐渐恢复至函数曲线上，完成又一次多 相流NH₄Cl盐的结晶过程；

步骤2.5)类似地，在温度降低第n个ΔT后，重复步骤2.2)、步骤2.3)和步骤2.4)后，多 相流完成n次NH₄Cl盐的结晶过程；

步骤2.6)当ΔT趋近于无穷小时，在一次NH₄Cl盐的结晶过程中，从对应的实际计 算值逐渐降低至函数曲线上所减少的NH₃或HCl的量，即为对应横坐标温度点的NH₄Cl盐结晶 速率；

步骤2.7)在多相流温度从T₁降低至T₂时，重复n次ΔT的降温结晶过程，总的NH₄Cl盐结 晶量m表示为各个温度步长ΔT内NH₄Cl盐结晶量之和，在单位时间内，对应不同温度的NH₄Cl 盐结晶速率ΔR表示为：

ΔR=PNH3+PHCl-(PNH3+PHCl)2-4(PNH3PHCl-K1)2·WP0]]>

K1=e(176-0.285T-RT)/0.75]]>

式中：P₀表示多相流混合压力，W表示气相的总摩尔数，表示NH₃的气相分压，P_HCl表 示HCl的气相分压，T为多相流介质温度，K₁为与多相流介质温度T相关的函数，R为普适气体 恒量，取值0.008314。

2.根据权利要求1所述的一种加氢反应流出物多相流NH₄Cl盐结晶速率的预测方法，其 特征在于：所述多相流为油、气、水、NH₃、HCl和NH₄Cl组成的混合介质。