R141b和R142b水合结晶动力学特性实验研究

介绍了气体水合物及其蓄冷应用研究现状，实验研究了过冷度、搅动、表面添加剂和反应物历史对R141b和R142b水合结晶过程的影响。通过对水合结晶过程温度－时间曲线的测量，发现了这些结晶动力学因素对水合结晶过程的不同影响特性。较大的过冷度、合适的表面活加剂和搅动使水合结晶速度增大，反应物历史对水合结晶过程具有较复杂的作用。     

高吸水性聚合物对矿井瓦斯水合分离速率影响研究

为探究瓦斯快速水合分离新方法,利用高吸水性聚合物(SAP)饱和吸附四氢呋喃(THF)-十二烷基硫酸钠(SDS)复配溶液促进瓦斯水合物形成,通过高压可视化分离实验获得瓦斯水合过程压力-温度-时间曲线,结合水合物生长速率计算模型,确定出不同反应体系瓦斯水合物形成诱导时间和水合分离速率,分析SAP-瓦斯-水溶液体系的水合作用机理,建立了SAP促进水合物形成的机理假说模型,探讨了瓦斯与水分子在分离载体中的物质传递作用.结果表明:SAP使瓦斯气体与液体的接触面积由7.065cm2增到79.240cm2,提高了甲烷分子进入接触面机率;本文3组添加SAP的实验体系,其瓦斯水合物形成诱导时间较空白实验分别缩短了9,10和3min,瓦斯水合分离速率较空白实验分别提高了0.56,0.53和1.42cm3/min.     

磁性多壁碳纳米管吸附水中硝基苯酚异构体的研究

研究了利用磁化多壁碳纳米管(MWCNTs)吸附水中硝基苯酚三种异构体(邻硝基苯酚、间硝基苯酚和对硝基苯酚)的过程,考察了MWCNTs投加量、溶液pH值等因素对吸附过程的影响.结果表明:硝基苯酚三种异构体的吸附量随磁性MWCNTs投加量的增加而增大,并且吸附剂量增加到一定阶段后,硝基苯酚三种异构体的吸附量达到平衡.磁性MWCNTs的量为0.8,g/L,且三种异构体的初始浓度为30,mg/L时,它们在水溶液中的去除率为80%～90%左右,而且随溶液pH的增加,各异构体的去除率都呈现先增大后下降的趋势.因此,磁性MWCNTs适合对三种硝基苯酚异构体的吸附.     

酰胺化改性聚砜亲和膜的制备及其对对硝基苯酚的吸附性能

以邻苯二甲酰亚胺钠盐为亲核取代试剂,通过Gabriel反应,成功地将氯甲基化聚砜(CMPSF)转化为酰胺化聚砜(PIPSF);考察了溶剂的极性、反应温度及反应时间等因素对反应规律的影响,并用FT-IR表征了PIPSF的结构.利用相转化法制备PIPSF/PSF共混亲和膜,研究不同共混质量比下膜的结构性能,并用扫描电镜分析膜的断面结构;采用该亲和膜对对硝基苯酚进行吸附行为研究.结果表明:亲和膜对对硝基苯酚的吸附随溶液中对硝基苯酚浓度的增加而增加,最大吸附量为11.23 mg/g,吸附行为满足Freundlich吸附等温式.     

超声波对HCFC-141b水合物结晶过程的影响

在可视化低温实验台上研究了超声波对HCFC－141b(1,1-dichloro-1fluoroethane)水合物结晶过程的影响，并对实验结果进行了分析讨论。结果表明，功率116－800W的超声波可促进面积为19.6cm^2反应器中的水合物生成。在反应器面积增大至38.5cm^2时，水合物结晶引导时间随超声波功率的升高而缩短，二者近成对数关系，水合物结晶过冷度Tf从7.9℃降低到3.9℃。     

HCFC141b气体水合物快速生成实验研究

制冷剂气体水合物快速均匀生成是气体水合物蓄冷技术实用化的关键.1~7℃内,实验中首次发现与试管壁面接触的铁丝对表面活性剂(十二烷基苯磺酸钠)水溶液与HCFC141b(CH3CC l2F,R141b)液体静态生成气体水合物有巨大影响:铁丝与壁面的接触位置改变了R141b气体水合物的成核点和生成区域,明显缩短了气体水合物的引导时间,大大加快了水合反应,相同条件下,穿过两相界面(十二烷基苯磺酸钠水溶液和R141b液体界面)与试管侧壁面接触的铁丝对R141b气体水合物生成的诱导作用最强;气体水合物不但可以在水和制冷剂液体两相界面上或水相中首先生成,而且也可以在制冷剂相中独立完成;水分子贴着玻璃壁面要比直接通过R141b液体容易扩散;水合率随恒温槽温度的变化表明环境温度仍然是决定水合反应快慢的基本因素之一.     

干水对瓦斯混合气水合分离动力学影响研究

利用正交实验法研究了干水中NaCl质量分数、气相疏水性二氧化硅质量分数、原料气摩尔分数配比对瓦斯混合气水合分离动力学的影响,结合瓦斯水合物生长速率计算模型,确定出不同反应体系瓦斯水合物形成诱导时间和生长速率.运用极差法和方差法对实验结果进行分析,结果表明:以诱导时间为目标参数,影响因素干水中NaCl质量分数、气相疏水性二氧化硅质量分数、原料气摩尔分数配比的极差值分别为17,5,9;以生长速率为目标参数,上述3个影响因素极差值为1.33,0.26,0.37;研究发现干水中NaCl质量分数是影响瓦斯水合分离动力学的关键因素;干水中NaCl质量分数为2%、气相疏水性二氧化硅质量分数5%、原料气摩尔分数配比G3工艺条件下,瓦斯水合物形成诱导时间最短,水合物生长速率最快.     

THF-SDS对矿井瓦斯水合分离影响研究

基于瓦斯水合分离实验,研究了3种THF-SDS复配体系(THF,0.50mol/L,SDS,0.20,0.35和0.50mol/L)对3种合成瓦斯气样(Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型)水合分离过程影响,并对THF-SDS复配体系的促进机理进行了初步分析.结果表明:在THF-SDS复配溶液中,φ(CH4)分别为24.90%,40.40%和59.80%的气样经过一级水合分离后,φ(CH4)分别提高13.81%,15.63%和20.04%;THF-SDS复配体系可以改善瓦斯水合分离热力学条件,有效缩短瓦斯水合物生成的诱导时间,随着复配体系中SDS浓度的升高,诱导时间逐渐缩短;然而随着THF-SDS复配体系中SDS浓度的增加,水合物中瓦斯气体含量减少,分离效果变差,高浓度的SDS对CH4-N2-O2-THF-H2O体系水合物晶体生长过程有一定抑制作用.     

甲烷水合物制备及样品分析

在1 L搅拌槽式反应器中设计、研究了恒压降温、低温升压2种甲烷水合方案来制备水合物.实验得出如下结论:①较大初始过冷度有助于甲烷气体的溶解、水合物晶体成核和生长;②低温升压水合过程储气量、水合速率分别为146.3 Vg·V-1H、0.321 Vg·V-1H·min-1,高于恒压降温过程,为较优的操作方法.另外,对比人工样品和海底天然样品的形态特征,发现水合物形态与水合过程有关.同时,实验室模拟了海洋水合物生成过程.结果表明,水合物生长具有方向性,可为水合过程分析及水合反应器设计提供参考.     

超重力因子对CO2水合物生成过程的影响

围绕静态超重力水合反应器构建了一套气体水合物连续生产工艺,考察了该反应器内超重力因子对CO2水合物生成过程中一些重要参数的影响.实验发现,CO2水合物生产速率与超重力因子成指数增长关系,超重力因子为390.285时,CO2水合物生产速率达到最大值36.85 kg/h.在实验范围内CO2气体转化率与超重力因子的关系曲线类似抛物线,超重力因子大约为250左右时CO2气体转化率达到峰值,但总体上转化率不大于27%.同时,对新型水合反应器内CO2水合物生产过程的热量进行分析发现,实验范围内水合反应器热量利用的效率与超重力因子成线性增长关系,其最大值为87.39%.     

对氨基苯乙酰胺与Co(Ⅱ)的配合物的热色性研究

合成对氨基苯乙酰胺与Co(Ⅱ)的配合物,采用元素分析、红外光谱法和差示扫描量热分析(DSC)进行了表征。结果表明:该配合物具有可逆的热色性,此性质是由于加热时Co-N键强度的变化而导致的。     

结晶紫内酯和热敏红的抗氧化性和光稳定性的研究

研究了如何提高有机类热变色材料的光牢度即抗氧化性和光稳定性.在分别以热敏染料CVL、热敏红R1构成的热变色材料中添加不同助剂,用分光光度法考察染料被光照和氧化而转变为无色物质的转化率,得知33种不同助剂对抑制染料的光褪色都有一定的效果,确定2,6-二叔丁基对甲酚可作为相对理想的抗氧化剂使用.为了达到更好的光稳定性,可在包裹材料和粘合料中添加紫外线吸收剂和光稳定剂.     

管输过程中天然气水合物沉降规律计算研究

天然气水合物具有气含率高、污染低、储量大等优点,具有良好的发展前景,因此对天然气水合物进行研究很有必要。以海底输送管道为研究背景,在多相流模型的基础上,建立了基于有限体积法的天然气水合物气-固两相流问题的数学模型,并进行了数值计算与分析,得出了直径差(管径与通流直径之差)与距管道入口距离之间的关系。设定管道入口流速和管径规格为定值,通过直径差分析了管道中水合物的堆积位置。计算结果表明,在其他条件不变的情况下,随着距管道入口距离的增加,直径差的变化规律符合Gauss曲线函数,并对此进行了拟合,得到了Gauss函数方程,利用此方程在给定管道位置的情况下能计算直径差。最后,通过改变管径大小进行了模拟和分析,得知Gauss函数方程也适用于不同管径的管道,可为预测水合物在管道中的堆积位置以及提高天然气水合物输送效率提供理论依据。     

天然气水合物形成条件与生长过程研究

测量并计算了合成天然气水合物的形成条件,结果表明,温度越高,水合物相平衡压力越高,而且压力的增加率越大．在水合物相平衡测量基础上利用水合物形成实验装置,在定压条件下对表面活性剂体系水合物的形成过程和水合物的储气质量进行了实验研究,实验结果表明,活性剂对水合物的形成具有显著的促进作用,提高了水合物的储气密度．在3．86MPa、274．05K条件下,天然气水合物的储气量达159．     

高镁水泥体积稳定性研究

通过在氧化镁含量高达10%以上的高镁水泥中加入30%的粉煤灰,仍可使其体积稳定性良好。采用差热与X射线方法对比进行了分析,确定其水化产物为CSH、Ca（OH）2、Mg（OH）2和CaCO3。     

干预作业下深水气井井筒水合物沉积规律研究

了解水合物沉积规律,可为深水气井干预作业方案优化及井筒内水合物防治提供思路。在气液两相流动模型的基础上,结合干预作业工具下放引起的热量交换和摩阻梯度变化,建立了干预作业下井筒压力和温度预测模型,采用迭代法对温度和压力模型耦合求解。基于水合物生长动力学模型,结合井筒温度和压力预测结果,建立水合物沉积模型,分析了干预作业下井筒内水合物沉积规律。结果表明,产量的增加导致井筒内压差升高,高产量下泥线处井筒温度较高;随着干预作业工具的下放,井筒内压力升高,但压力升高幅度逐渐减小,井口处压力的最大升高幅度约为3.0 MPa;干预作业工具直径占比小于50%时,干预作业工具直径越大,井筒压力越高;井筒泥线位置是水合物沉积堵塞高风险区域,低产井的水合物沉积速度比高产井的水合物沉积速度快;干预作业工具下放至泥线附近时井筒水合物沉积速度最快,干预作业工具直径占比50%时井筒水合物沉积速度较快。     

甲醇与CO2/CH4混合气开采天然气水合物研究

针对CO2置换法开采CH4水合物的过程中CO2水合物在井底过早生成、高压下CO2发生液化导致渗流过程驱替阻力过大等问题,同时为了获得高压且富含CH4的产物气,选择CO2/CH4混合物作注入气,在岩芯驱替装置上研究了“抑制剂⁃气体置换法”分解CH4水合物的过程。结果表明,当混合气中CH4体积分数为57.4%时,可在7.5 MPa下获得体积分数为72.9%的CH4产物气,并且获得的CH4产物气的量要显著大于所注入的CH4的量。另外,还评估了在地层深部低体积分数的甲醇溶液（20%）和高体积分数CH4混合气（77.9%）对天然气水合物的分解效果,结果显示,随着“抑制剂⁃气体置换法”分解天然气水合物过程的进行,地层深部的CH4水合物基本不发生分解,但CO2水合物生成过程依然十分显著。     

利用工业轻烧粉合成碱式氯化镁晶须的方法

采用盐酸和轻烧粉为原料合成碱式氯化镁晶须(MHCH).利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(IR)等手段对碱式氯化镁晶须进行表征.结果表明:所制备的碱式氯化镁的分子式为Mg2(OH)3Cl·4H2O,粒径约为100~300 nm,晶须长度大于20μm.轻烧粉中的MgO与盐酸的摩尔比在0.75∶1~0.5∶1可以得到形貌较好的碱式氯化镁晶须.合成碱式氯化镁的适宜条件为:轻烧粉中的MgO与盐酸的摩尔比为0.65∶1,反应温度50℃,反应时间2 h.此外,利用配位化学理论合理地解释了轻烧粉与盐酸的反应机理.     

Similarity theory for the physical simulation of natural gas hydrate reservoir development

In order to apply physical simulation results to natural gas hydrate reservoir parameters to provide a theoretical framework for the design of a development plan,an analytical equation method was used to obtain the similarity criteria of natural gas hydrate reservoir development by physical simulation,based on a mathematical model of natural gas hydrate development.Given the approach of numerical simulation,a sensitivity analysis for all parameters was carried out,which specifically demonstrated that initial temperature is the most important parameter.Parameters of thermal conductivity coefficients are not necessary for conducting the NGH dissociation process,which will fundamentally simplify the design and establishment of the model.The analysis provides a sound theoretical basis and design principles for particular similarity.     

磁化水泥的增强机理

用化学分析、ＸＲＤ和测定抗压强度等手段研究了磁化油井水泥浆体的水化，用ＳＥＭ分析了磁化后水泥硬化体的显微结构，结果表明：磁化对油井水泥的水化起促进作用，磁化后硬化体的显微结构得到改善，强度有很大提高。