原油压缩系数实验与关联

采用Ruska高压PVT装置,测定了9个油田油样的压缩系数,其温度与压力范围分别为308—338 K,0.6—6.6 MPa。并测得了各油样4个温度下的密度值。实验发现,原油压缩系数随温度的升高而增加,随压力的升高而降低。并建立了温度、压力和密度函数的原油压缩系数关联式,其对404个数据点的平均误差为2.96%。该式可用于预测不同条件下的原油压缩系数计算,方便原油输送的计量与管道的设计。     

Ni(Ⅳ)引发丙烯酸甲酯与三元尼龙接枝共聚反应的研究

以二过碘酸合镍(Ⅳ)钾〔Ni(Ⅳ)〕为氧化剂,共聚尼龙上的弱的还原基团(酰胺基)为还原剂,组成氧化还原引发体系,于碱性介质中直接在共聚尼龙分子骨架上产生接枝点,引发丙烯酸甲酯(MA)的接枝共聚合反应,获得了较高的接枝效率(可达90%以上)。探讨了引发剂浓度、单体浓度、反应温度对接枝参数的影响,结果表明:当c〔Ni(Ⅳ)〕=8×10-4mol/L,c(MA)=1 5mol/L,θ=35℃时,接枝效率和接枝百分比可达到最高值。用红外光谱、X射线衍射、扫描电镜对接枝共聚物进行了表征,提出了建立在镍(Ⅳ)还原为镍(Ⅱ)的过程为两步单电子转移的基础之上的引发机理。将所得接枝共聚物用作尼龙/聚甲基丙烯酸甲酯体系的增容剂,通过扫描电镜分析表明:该共混体系的相容性得到一定程度的改善。     

CO2置换CH4水合物中CH4的实验和动力学

在自行设计的反应装置中考察了2.8 MPa和3.25 MPa压力下，温度271.2、273.2和276.0 K时CO2气体置换十二烷基硫酸钠（SDS）体系CH4水合物中CH4的置换过程。实验数据表明，在反应的前50 h，CH4水合物的分解速率较快，其后分解速率变慢。冰点以上CH4水合物的分解速率较快。基于动力学数据，建立了SDS体系置换反应过程中CH4水合物的分解动力学模型和CO2水合物的生成动力学模型。计算得到CH4-CO2置换反应过程中CH4水合物的分解活化能为28.81 kJ·mol-1，CO2水合物的生成活化能为68.40 kJ·mol-1。数据表明，CH4水合物的分解可能受置换反应过程中水分子的重排控制，而CO2水合物的生成可能受CO2气体在水合物中的扩散控制。     

基于真实结构的多孔铝缓冲吸能研究

基于真实结构的多孔铝材料，提出了随机胞孔投放算法与材料属性识别算法，并根据结构特点建立了具有随机胞孔大小、随机胞孔分布及随机壁厚的数值计算模型。利用现有实验数据对数值计算模型进行了准静态压缩及动态压缩验证，然后分析了冲击速度、胞孔随机分布、均匀壁厚和随机壁厚对闭孔多孔铝材料缓冲吸能的影响。结果表明，所建立三维细观模型在准静态及动态压缩下的结果与实验数据趋势一致，在准静态下空气对闭孔多孔铝的力学性能影响可忽略。闭孔多孔铝的缓冲吸能能力受冲击速度和壁厚的影响较明显，受胞孔随机分布的影响很小。     

聚苯乙烯磺酸钠作用下Ⅰ型水合物的生成热力学与动力学

通过使用表面活性剂来提升水合物的生成速度和转化率是提高水合物技术经济价值的主要方法。因为泡沫过多不利于生产,低起泡性的聚苯乙烯磺酸钠（PSS）在水合物技术领域具有很好应用的潜力。本文根据对含PSS体系的水合物生成热力学研究,提出了乙烯-PSS溶液体系的热力学模型以定量描述PSS对水合物的热力学影响,该模型可较为准确地预测水合物的热力学临界生成压力：平均相对误差为1.1%,最大相对误差为3.8%。在上述研究基础上,本文研究了在PSS存在的情况下,PSS初始浓度和热力学推动力对Ⅰ型水合物的生成速度、最终转化率（水合物生成结束时的转化率）等参数的影响。结果表明,PSS对Ⅰ型水合物的热力学负面影响很小。PSS使水合物的最终转化率由59.6%±1.9%提升到80%以上,并使水合物的生成速度显著提升。当PSS初始浓度或压力低于特定值时,提高PSS初始浓度或压力可有效提升水合物的生成速度和最终转化率;但PSS初始浓度或压力高于特定值时,提高PSS初始浓度或压力对水合物生成速度和最终转化率的提升效果不再明显。     

二氧化碳置换法开发天然气水合物的实验研究

考察了温度在270.15～278.15 K,压力在2.3～4.0 MPa条件下应用CO2置换天然气水合物中CH4的置换过程.结果表明,温度和压力是置换反应速度和效率的重要影响因素.温度和压力越高,越有利于反应的进行.而压力的影响没有温度的影响明显.同时,置换过程中进入水合物相的二氧化碳的摩尔量与气相中CH4增加的摩尔量的比率超过了1:1,这可能是由于纯水水合物的甲烷含气量并未达到理论含气量,置换的同时有部分二氧化碳分子进入水合物的空孔穴和游离水中,形成二氧化碳水合物和水溶液.     

原油正构烷烃沥青质聚沉机理研究及沉淀量测定

用IP 143标准方法测定了我国孤岛和草桥原油正构烷沥青质沉淀量。结果表明两种原油的沥青质沉淀量均随沉淀剂分子量增大而减小、随剂油比增大而增大。在原油沥青质 胶质胶束模型的基础上提出了一种新的沥青质聚沉机理 ,该机理的基本假设是原油中沥青质分子以胶束形式存在 ,其中胶核为沥青质缔合物 ,溶剂化层为胶质和溶剂分子。通过分析沉淀剂性质、剂油比、体系温度和压力等对沥青质 胶质胶束稳定性的影响得出了沥青质沉淀点、沉淀量、沉淀物平均分子量以及沉淀物平均颗粒大小随沉淀剂性质和剂油比等因素变化的规律。经比较说明 ,这些规律与本文及文献实验结果相符     

含(CH4+CO2+H2S)酸性天然气水合物形成条件实验与计算

采用高压全透明蓝宝石水合物相平衡装置,测定了(CH₄+CO₂+H₂S)三元酸性天然气在纯水条件下的水合物生成条件数据.实验温度范围为274.2～299.7 K,压力范围为0.58～8.68 MPa.混合物气体中H₂S和CO₂的浓度分别为 4.95%（mol）～26.62％（mol）和6.81%（mol）～10.77%（mol）.采用Chen-Guo水合物模型对实验数据进行了计算,结果表明,在不同的H₂S浓度下,Chen-Guo水合物模型的预测精度优于CSMHYD 模型.随着H₂S浓度的增加,计算的绝对偏差增大.针对H₂S浓度较高［＞10％（mol）］的体系,该两种水合物模型均有待改进.     

含氢气体水合物生成条件的测定和计算

利用全透明蓝宝石水合物静力学实验装置测定了12组含氢气体混合物（包括5个二元系、4个三元系和3个四元系）在纯水中的水合物生成条件.将Chen-Guo水合物模型应用于含氢体系水合物生成条件的计算,计算中选用PR状态方程以及刘昆元和汪文川提出的混合规则计算含氢气体混合物的组分逸度系数,并对混合规则中的二元交互作用参数进行了重新回归.实验测定的12组含氢气体混合物水合物生成条件的计算结果和实验结果符合得很好.