自吸式气-液-液反应器的相分散和传质特性

研究了空气 水 煤油三相体系在自吸式搅拌槽反应器中的相分散和传质特性 ,比较了四种不同搅拌桨的油相分散临界转速、气体吸入临界转速、气体的吸入量、搅拌功率和气液传质系数 ,得到试验条件下的最优桨型为双层六叶涡轮桨 1,并系统研究了液相体积分数对搅拌操作性能和气液传质系数的影响。结果表明 ,随着油相体积分数的增大 ,油相分散临界转速降低 ,气体吸入临界转速不变 ,气体的吸入量减小 ,气液传质系数先降低 ,随后又升高 ,并基本保持不变     

乙烯在液体苯中的溶解度和体积传质系数的测定

在温度314～473K、压力0.130～3.641MPa、搅拌转速150r/min的条件下,在机械搅拌高压釜中,测定了乙烯在液体苯中的溶解度(c*)和体积传质系数(kLa)。实验结果表明,c*随压力的升高而增大,随温度的升高而减小;kLa随温度和压力的升高而增大;温度高于343K时,c*与压力的关系基本呈线性。建立了c*和kLa与温度和压力的经验关联式,采用麦夸特方法回归得到经验关联式的参数;c*的计算值与实验值的相对误差基本小于10%,kLa的计算值与实验值的相对误差基本小于3%。     

中心复合设计法研究浆液床反应器的气液传质特性

采用中心复合设计法研究系统压力(P)、气体表观气速(UG)以及固体颗粒体积浓度(Cv)对浆液床中体积气液传质系数(kLa)的影响。在实验中发现,体积气液传质系数随系统压力和气体表观气速的增加而增加,当增加固体颗粒体积浓度时反而下降。在0.1～1.5MPa的压力范围内,甲烷的饱和溶解度遵守亨利定律。     

抗剪切型黄原胶强化泡沫体系的性能

模拟天津大港官15-2油藏条件,利用官15-2油田地层水、黄原胶、甜菜碱和阴离子磺酸盐配制成黄原胶强化泡沫体系,采用SEM对其微观结构进行了表征。筛选了黄原胶的种类并利用泡沫性能测试和岩心驱替实验对黄原胶强化泡沫体系的抗剪切性能进行了评价。表征结果显示,黄原胶吸附在泡沫上形成高厚度且完整致密的液膜。实验结果表明,黄原胶溶液在低剪切速率下呈明显的剪切稀释性,在高剪切速率下具有良好的剪切稳定性;性能最佳的黄原胶为XG4黄原胶,6次高速剪切后,90℃时XG4黄原胶强化泡沫体系的析液半衰期保留率大于80%、原液黏度保留率大于95%;适宜的转速为4 000 r/min。在含油水的非均质多孔介质中,当注速为3 m/d时,XG4黄原胶强化泡沫体系具有很好的流度控制能力。     

生物胶对二氧化碳水合物生成动力学影响实验研究

天然气水合物的生成和沉积是深水钻、完井和油气输送过程中不可避免的挑战之一，同时在酸性天然气藏开发过程中，高浓度二氧化碳和硫化氢可使水合物更容易生成，造成水合物堵塞。高效经济、绿色环保的水合物抑制剂具有广阔的应用前景，是业内的研究热点。采用恒温恒容法研究了3种生物胶（黄原胶、瓜尔豆胶及卡拉胶）在不同质量分数、搅拌状态及与动力学抑制剂复配条件下对二氧化碳水合物生成动力学的影响。结果表明，黄原胶与瓜尔豆胶均具有抑制二氧化碳水合物生长的作用，其中黄原胶主要降低二氧化碳水合物的最终生成量，抑制效果更为明显，并且随着质量分数的增加，其动力学抑制效果增强。在静止状态下液体表面生成一层水合物膜，阻止气液接触，水合物生成量较少；搅拌桨对水合物膜的破坏作用使搅拌状态下的水合物生长速率远高于静止状态。分析实验结果后认为，黄原胶自身黏性增加了水合物颗粒的黏聚力，促进水合物固结成块，进而阻碍二氧化碳气体分子的传质过程，最终阻止水合物的进一步生成。研究结果对解决深水油气资源开发过程中水合物冰堵问题和开发绿色动力学水合物抑制剂具有理论指导意义。     

卧式搅拌釜气-液传质基础研究

<正> 四氟乙烯聚合和共聚系在气-液-固多相体系中进行,气-液传质将影响聚合速度、分子量和共聚物组成。国内多选用传质较差的立式搅拌釜生产。卧式搅拌釜具有优良的气-液传质特性,国外多采用卧式釜来生产氟塑料。为配合这类釜技术开发的需要,浙江大学建立了φ300×300—1000的卧式气-液传质测试装置。用纯氧稳态物理吸收法测定水和乳液体系的液侧传质容量系数,用激光透射法测定气-液比界面积。研究结果表明,与立式釜相比,卧式釜对气-液传质有一系列优点:如进行正常传质所需的搅     

三相强制环流反应器局部传质行为的研究

在00 mm×1 700 mm的实验装置内,采用新型的氧气气提-空气解吸法,考察了环流反应器局部流动区域和整体的体积传质系数.研究结果表明,环流反应器整体的体积传质系数随内环表观气速和外循环液速的增加而增加,随固含量的增加略有降低;在各流动区域内,外循环液流影响区的体积传质系数最大,外环环隙区的体积传质系数最小,环流反应器整体的体积传质系数与气液分离区体积传质系数接近.适当扩大内、外环截面积比有利于提高环流反应器的传质性能.     

滴流床反应器的研究 Ⅱ.采用电化学技术测定液固传质系数

本文针对球形和三叶形填料，采用电化学技术测定滴流床液固传质系数。试验结果表明，低液速下，传质系数与气速无关；从滴流区到脉动区的过渡，气速对传质的影响为最大；在脉动区，传质系数随着气速、液速的提高而提高。填料特性对液固传质也有较大的影响。本文还根据试验结果，提出了计算球形和三叶形填料液固传质系数的数学关联式。     

分散型黄原胶的界面修饰及性能

为改善黄原胶产生鱼眼与溶解速率小的问题,以有机金属配合物COMe为改性剂、二甲苯为分散介质,利用界面修饰法进行了黄原胶的分散改性。通过正交实验优化了分散型黄原胶(Disperse XC)的制备条件,采用红外光谱对其分子结构进行了表征,考察了Disperse XC的分散性、流变性和溶解性。研究结果表明,制备Disperse XC的最佳工艺参数为:10 g原料黄原胶XC、0.09 g COMe和4.5 g蒸馏水,用柠檬酸调整pH值约为4.5。红外表征结果表明,改性后黄原胶分子结构未发生变化,但分子间氢键作用力减弱。Disperse XC粉末在35 min内完全溶解于模拟海水中,无鱼眼产生,分散液的表观黏度为19.5 m Pa·s。Disperse XC的流变性与原料黄原胶XC相当,分散性和溶解速率均优于国产分散型黄原胶XCD。     

黄原胶降解菌的生长规律及影响因素

黄原胶降解菌是从土壤和水中分离出来的,它是以黄原胶为碳源进行生物降解的一类微生物.对黄原胶降解菌具有较强降解能力的为杆状菌和球菌,杆状菌菌体大小为(0.2～1.0μm)×(0.8～3.2 μm),球菌大小为0.2～0.4μm,革兰氏染色阴性.通过对黄原胶降解菌的生长规律及其影响因素研究,绘制出了黄原胶降解菌的生长曲线,确定出了其最适生长条件矿化度为5×103mg/L,pH值为7.5,温度为35℃,摇床转速为120 r/min,接种量为5%较适宜,黄原胶降解菌在黄原胶浓度为1～5 g/L范围内生长较快.     

极限扩散电流技术测定管内强化传质系数

采用极限扩散电流技术(LDCT)测定管内液体传质系数(k),通过使用静态混合器、筛板和不锈钢θ环填料与筛板耦合体等强化元件,考察了不同强化手段对管内k的影响,研究了气液多相体系的传质过程。实验结果表明,LDCT能较好地测定单相和多相体系的k。在液体流量为1.00m3/h的条件下,空直管中的k为2.38×10-2m/s;使用筛板、静态混合器和填料与筛板耦合体时,k分别为3.64×10-2,3.96×10-2,5.90×10-2m/s。由实验测定的k结合传递类比定律可得到液体传热系数。     

超重力场下络合铁法脱硫过程传质模型研究

H_2S是一种有毒有害气体,故天然气在使用之前必须进行脱硫处理。而超重力旋转填料床因其在巨大的剪切力作用下强化了传质,大大增加了设备的生产能力,且装置尺寸远远小于传统塔设备。超重力技术与氧化还原法结合在天然气脱硫领域具有较好的应用价值。因此,建立一个实用可靠的传质系数模型,对超重力技术脱硫的研究具有重要意义。用CH_4和H_2S的混合气模拟含硫天然气,并在某中试装置上用络合铁氧化还原法进行脱硫。根据所得的数据及旋转填料床中气液接触的特性,包括气体流量、液体流量、转子转速对体积传质系数的影响,采用Matlab进行相关数据拟合分析,得到传质系数经验模型。对经验模型进行分析对比,根据超重力装置气液传质的特性对经验模型进行了改进,得到最终的传质系数经验模型。最后,将建立的传质系数经验模型与实验得到的数据进行对比验证。经分析对比,模型与实验数据吻合程度较高,平均偏差仅为0.12%,且该模型可以外推到其他体积与该超重力装置近似的装置,但气体流量应为1~10 m~3/h,液体流量为0.1~1 m~3/h,转速为100~1 500r/min。     

α-纤维素中空纤维致密膜组件吸收CO_2传质过程的研究

采用α-纤维素中空纤维致密膜研究了从N2-CO2混合气中吸收CO2的传质过程,考察了吸收剂种类(一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺)以及吸收剂的浓度和流量、气体流量、气体压力等因素对CO2吸收过程的影响。实验结果表明,3种吸收剂中一乙醇胺的吸收效果最好;当一乙醇胺的浓度为3.5mol/L、流量为10L/h、气体流量为8.9×10-6mol/s、气体压力为0.2MPa、气体走壳程、逆流操作时,总传质通量和总传质系数分别达到最大值8.7×10-5mol/(m2.s)和1.1×10-6mol/(m2.s.kPa)。吸收剂流量对CO2吸收过程没有明显的影响。     

Hydrodynamics and Mass Transfer in a Modified Three-phase Airlift Loop Reactor

A modified internal-loop airlift reactor (MIALR) with a continuous slurry phase was studied to investigate the local hydrodynamic characteristics, including gas holdup, bubble size, bubble rise velocity and local mass transfer properties. Based on the analysis of geometrical construction and fluid properties of gas and slurry, MIALR was divided into six flow regions. In these flow regions, the local hydrodynamic characteristics were investigated over a wide range of operating variables. Furthermore, a new method was developed to measure the dissolved oxygen concentration. The volumetric mass-transfer coefficient in six flow regions was also calculated for comparison.     

多分支井缓释自破胶完井液设计及性能

多分支井缓释自破胶完井液是一种新型井筒工作液,凭借其特殊的储层自破胶能力,可使完井施工避免常规酸化与破胶工序,是衔接后续裸眼砾石充填作业的重要技术体系。结合南海恩平油田多分支井储层特征,分析了缓释自破胶完井液的设计原理,筛选并表征了流型调节剂高丙酮酸黄原胶,并检测了构建缓释自破胶完井液的破胶效果与储层保护性能。研究结果显示,基于核心处理剂黄原胶大分子与完井液自破胶性能间的构效关系,结合破胶与护胶协同作用,建立了缓释自破胶完井液的设计方法;制备的丙酮酸改性黄原胶分子量为8.0×106,丙酮酸基含量达7.9%;与常规黄原胶相比,高丙酮酸黄原胶的构象转换温度及热稳定性均显著下降,且无温度阈值,具有较好缓释降解性;对构建缓释自破胶完井液体系,通过高丙酮酸黄原胶与护胶剂联用方式调节完井液自破胶效能,使破胶时间在5～17 d;自破胶后完井液对孔隙无封堵,岩心渗透率恢复平均值达到90.36%±0.23%,储层保护效果良好。      

多因素对散堆填料吸收塔内有效传质面积的影响

为了明确高压下散堆填料吸收塔内有效传质面积随不同因素的变化规律及影响程度,利用实验室θ环散堆填料塔实验装置,采用添加丙三醇的低浓度NaOH溶液吸收CO₂进行有效传质面积测定实验,并对各因素进行敏感性分析。研究表明：1 MPa为有效传质面积从骤增到平缓增加的分界点压力;吸收温度对有效传质面积的影响幅度较小,呈现先增大后减小的趋势;随着气体流量、溶液流量以及溶液黏度的增大,有效传质面积呈现近似线性增加的趋势;有效传质面积对各因素的敏感性由大到小顺序为溶液黏度、溶液流量、吸收压力、气体流量、吸收温度。     

羧甲基羟丙基黄原胶及其流变特性

为拓宽黄原胶的应用范围,采用环氧丙烷和氯乙酸钠在醇溶剂中与黄原胶（XG）反应制得淡黄色的羧甲基羟丙基黄原胶（CMHPXG）。对羧甲基羟丙基黄原胶的流变特性（剪切变稀性、黏弹性、触变性）以及其作为压裂液的基本性能（携砂性、耐温耐剪切性）进行了研究。结果表明,0.5% CMHPXG溶液的表观黏度比0.5% XG溶液增大了3.35倍,且CMHPXG溶液的弹性模量、黏性模量和触变环面积均比XG溶液有显著的提高。陶粒在CMHPXG溶液的沉降速度远小于在XG溶液的沉降速度,携砂性能得到提高。0.4% XG溶液在30℃的表观黏度为43.1 mPa·s,而0.4% CMHPXG溶液在120℃、170 s-1下剪切90 min后的保留黏度仍有64 mPa·s,CMHPXG溶液的耐温耐剪切性能相对XG有较大程度的提高。XG和CMHPXG溶液的流动曲线可用Cross本构方程进行表征,且模拟值与实验值吻合良好。相较于黄原胶,羧甲基羟丙基黄原胶的基本性能得到了较大幅度的提高。      

黄原胶发酵工艺条件研究

黄原胶是一种具有广泛用途的微生物多糖产品。研究了培养基组成,培养温度、pH值、接种量及种龄对黄原胶发酵的影响,实验确定了黄原胶的优化培养基组成及培养条件。     

旋转填充床中径向传质强度分布的研究

在旋转填充床(转子内半径70mm,外半径200mm)内利用水逆流吸收SO2的实验,考察了气体流量、液体流量、转子转速以及气相中SO2的含量对旋转填充床填料层径向传质强度分布的影响。实验结果表明,除填料层的内缘处,填料层内径向的体积传质系数(KLa)随气相中的SO2含量的增加变化不大,随液体流量、气体流量及转子转速的的增加而增大;填料层内径向的KLa随半径的增大呈非线性变化,KLa在半径70~90mm段内随半径的增大而逐渐减小,在半径大于90mm后随半径的增大而逐渐增大;旋转填充床填料层存在内端效应区,还存在外端效应区。