蒋文明，陈佳男，来兴宇，刘 杨

（1.中国石油大学（华东）储运与建筑工程学院，山东青岛 266580；2.中国石油西南油气田公司天然气研究院，成都 610000）

0 引言

超音速分离技术是一项新兴的天然气净化技术［1-3］。该技术具有操作简单、无污染和安全可靠等优点，因此，非常有必要进行这方面的研究和突破，以推进超音速分离技术尽快步入规模化工业应用阶段。超音速分离技术依赖较高的初始工作压力，而天然气在集输与加工等上游生产环节中具有较高的压力，因此，这一优势使得超音速分离技术适用于天然气净化领域［4-6］。

然而，天然气本身是易燃品，普通实验室不具备进行天然气超音速分离实验的条件，因此现阶段实验过程中多使用空气与水蒸气混合气体作为实验介质［7-9］。除了实验研究，用数值模拟进行超音速分离研究是一种较为理想的主流研究方式［10-13］。目前，对于模拟超音速分离工艺的研究较少，借助化工过程模拟软件（Aspen HYSYS），不仅可以建立等效超音速分离管模型，还可以快速准确地获取超音速分离工艺中气体物性参数的变化情况，便于进一步分析某个设备和工艺流程的工作状态，进而优化原有流程［14-15］。

本文搭建了室内超声速分离实验系统，通过HYSYS对实验系统的脱碳过程进行模拟，基于模拟结果对该实验系统的脱碳效率和脱碳可行性进行了分析。

1 实验系统工艺流程及设备

1.1 实验系统工艺流程

高压超音速分离实验系统由4 个子系统组成，包括动力系统、给排气系统、测量系统和超音速分离管。……