稠油乳状液稳定性实验研究

为确定能够提高辽河油田稠油乳状液稳定性的最优复配体系以及在不同条件下乳状液稳定性的变化规律,利用聚焦光束反射测量仪（FBRM）、流变仪,通过四因素三水平的正交实验,探究了液滴平均粒径、分散度、乳状液黏度的变化规律,考察了外部因素对复配体系下乳状液稳定性的影响。结果表明,OBS?50、AEO15/OS?15、OP?15、十二烷基苯磺酸钠的质量分数分别为4.0%、4.0%、1.4%、1.4%的复配乳化剂有利于提高辽河油田稠油乳状液的稳定性;平均粒径与分散度存在正协同关系,与乳状液黏度存在反比关系;温度、油水体积比的提升,会降低乳状液的稳定性;加大搅拌速率及矿化度,有利于提高乳状液的稳定性;矿化物NaCl的质量分数为0.2%～1.0%时,能较大幅度地提升乳状液稳定性,进一步提高其质量分数对乳状液稳定性的提升效果不明显。     

物化条件对胜利原油乳状液稳定性的影响

利用稳定性分析仪(LUMisizer-LS610)研究胜利原油乳状液的稳定性和粒径的变化规律,考察了乳化剂质量分数、油水体积比、温度及电解质对乳状液的稳定性和粒径的影响。结果表明,原油乳状液稳定性随乳化剂质量分数增大而增强,而液滴粒径则呈相反的变化趋势;乳状液中油相所含比例越大,乳状液越稳定;温度升高,虽然会增加乳化效果,但也同时破坏了乳状液的稳定性;电解质可以增强乳状液的稳定性,降低粒径。     

十字交叉型微通道内液滴形成的数值模拟研究

基于Fluent软件的流体体积分数（Fluid Volume Fraction,VOF）模型,针对十字交叉型微通道内液滴的形成过程开展了三维数值模拟研究,分别研究了连续相黏度、分散相黏度、两相界面张力系数、壁面接触角对液滴形成的影响,为实际应用提供参考。研究表明随着连续相流速的增加,液滴生成直径减少,生成频率增大;增加连续相黏度时,液滴生成直径变小,生成频率的变化则相反;当分散相黏度超过连续相黏度时,出现射流现象而不能生成液滴;液滴生成直径随两相界面张力系数的增加而增大,生成频率降低;增大壁面接触角有利于液滴的产生,且两相流速为0.01 m/s和0.02 m/s时,接触角应分别取到150°和120°才能正常生成液滴。     

分散相微观形态对稠油乳状液流变性的影响

以辽河油田锦45区块22-023号井稠油和矿化水为实验原料,采用等效黏度的方法,制备了与现场性质相近的稠油水乳状液。研究了分散相微观形态对稠油水乳状液流变性的影响。结果表明,在分散相浓度较低时,乳状液流变性符合Bingham模型,而在高浓度时流变性符合Power law模型,分散相浓度一定时,微观粒径越小,乳状液的表观黏度越大,非牛顿流体性质越强,剪切稀释特性越明显。     

含水率对油包水乳状液流变和析蜡特性分析

以含蜡原油和纯净水为工质,制备了多组不同微观液滴分布的W/O型乳状液,结合微观显微镜和聚焦光束测量仪观察及测量分析,得出了乳状液分散相液滴的大小和分布规律,探讨了油包水乳状液分散相液滴分布规律对乳状液流变、析蜡特性的影响机理。结果表明,随含水率的增大,油水乳状液体系将有更高的表观黏度,屈服应力、凝点和析蜡点也随之增大,恒应力表现出逐渐减小的趋势。大庆含蜡原油的转相点为含水率60%左右。     

多元热流体热采稠油乳状液的形成及稳定性研究

利用PVT装置模拟高温高压下热采稠油乳状液的形成过程,并通过RS600流变仪及光学显微镜,测定了渤海脱水原油与模拟水在不同条件下所形成的原油乳状液的黏度及微观特性,考察了影响热采稠油乳状液稳定性的因素。结果表明,随实验温度、搅拌速率以及防膨剂浓度的增加,稠油与模拟水乳化所形成的原油乳状液黏度增加,水滴数量增加、粒径减小,所形成的原油乳状液稳定性增强,而多元热流体的加入使得原油乳状液黏度降低,但水相颗粒以更小的粒径分布得更均匀。这主要与温度增加及多元热流体的作用有关,稠油黏度降低,再加上剪切速率增加及稠油中的天然乳化剂共同作用,使得稠油容易与模拟水乳化,形成稳定的W/O型乳状液。     

柴胡总黄酮提取条件优化及其动力学

研究了柴胡总黄酮提取优化条件和提取动力学,对提取温度、提取剂乙醇的体积分数、搅拌速度以及柴胡原料颗粒粒径进行了水平正交实验.实验结果表明:提取柴胡总黄酮的优化条件为提取温度80 ℃、柴胡颗粒粒径1 mm、乙醇体积分数60%、搅拌速度300 r·min-1.随着提取温度的升高,柴胡总黄酮的提取率迅速增大;提取剂及提取产物通过柴胡颗粒多孔介质是动力学控制步骤.提取温度、乙醇的体积分数对提取的影响相对明显,搅拌速度、柴胡颗粒粒径对提取的相对影响较小;提取过程符合"缩核模型",属内扩散控制,表观活化能为33.271 kJ·mol-1.     

柴胡总黄酮提取条件优化及其动力学

研究了柴胡总黄酮提取优化条件和提取动力学,对提取温度、提取剂乙醇的体积分数、搅拌速度以及柴胡原料颗粒粒径进行了水平正交实验.实验结果表明:提取柴胡总黄酮的优化条件为提取温度80℃、柴胡颗粒粒径1mm、乙醇体积分数60%、搅拌速度300r.min-1.随着提取温度的升高,柴胡总黄酮的提取率迅速增大;提取剂及提取产物通过柴胡颗粒多孔介质是动力学控制步骤.提取温度、乙醇的体积分数对提取的影响相对明显,搅拌速度、柴胡颗粒粒径对提取的相对影响较小;提取过程符合“缩核模型”,属内扩散控制,表观活化能为33.271kJ.mol-1.     

孔板式节流元件后油滴剪切破碎的实验测试研究

围绕界面张力、黏度对孔板后液滴破碎程度的影响及孔板后切向、轴向、均方根速度场与粒径分布场之间的关系进行了实验研究。利用石英玻璃制造孔板节流管,采用高速摄像仪拍摄孔板前油滴并用软件分析确定其平均粒径,采用粒子动态分析仪(PDA)检测孔板后油滴平均粒径分布及各速度场分布。结果表明,分散相黏度和界面张力越大,液滴内部恢复力越大,油滴越不容易破碎;切向速度对液滴破碎程度影响最大。切向速度梯度变化是造成液滴破碎的主要原因,而轴向速度梯度和均方根速度梯度对孔板后液滴破碎影响不大,仅造成液滴的变形。孔板后适度旋流有利于液滴的聚结。     

冷榨芝麻油微胶囊乳状液乳化条件及乳化体系研究

研究了制备冷榨芝麻油微胶囊的乳状液乳化工艺条件及乳状液的黏度、粒径.根据乳状液的稳定性选择大豆分离蛋白和β-环糊精复合作为包埋壁材,选用蔗糖酯S-15、单甘酯作为乳化剂制备冷榨芝麻油微胶囊乳状液,得出最佳的乳化条件为:乳化温度70℃,剪切时间4 min,乳化剂复配比例为2∶1,此条件下制备的冷榨芝麻油微胶囊乳状液稳定指数均值可达98.2%.采用TA-DHR-1型流变仪研究冷榨芝麻油微胶囊乳状液的黏度表明:乳状液黏度在初始阶段发生剪切变稀,随着剪切速率不断增加,其黏度也趋向稳定.乳状液总固形物含量为17%~22%时乳化效果较好.冷榨芝麻油微胶囊乳状液的粒径测定结果表明:乳状液粒径大多分布在1~10μm的区间内,占81.93%,说明乳状液粒径大小分布较为集中、均匀.     

基于CFD⁃PBM模拟水力旋流器油水分离特性研究

分析讨论了常规欧拉模型和耦合PBM下水力旋流器的静压力、切向速度及湍流耗散率等流场信息分布规律,结果表明在流场预测方面二者基本一致。在此基础上,采用基于PBM模型的CFD数值模拟方法,对水力旋流器的分离特性进行研究,并探究了不同入口流量、溢流分流比、油相黏度及密度等因素对油滴粒径分布以及油水分离特性的影响。结果表明,随着入口流量的增加,水力旋流器的分离效率呈先增大后减小的趋势,在处理量为4 m³/h时达到98%的最高分离效率;溢流分流比的增大有利于提升分离效率;随着油相黏度的增大,油滴受到的径向力减小,不易发生聚结,使分离效率明显降低;油相密度的增大导致尾管段平均油滴粒径的增加,使分离效率明显降低。总体而言,利用CFD?PBM数值模拟方法可以获得水力旋流器内部油滴粒径分布及变化特性,有利于从不同尺度揭示水力旋流器的分离机理。     

蒙脱土改性核壳乳液的制备及其成膜防水性能

以甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸为聚合单体,有机蒙脱土（OMMT）为改性剂,采用原位插层聚合制备了一系列软核硬壳型核壳乳液,并研究了OMMT的添加方式及添加量对乳液粒径、凝聚率、固含量、稳定性以及乳液膜的防水性能的影响。结果表明,OMMT的添加量和添加方式对乳液粒径、凝聚率、固含量、稳定性等基本性能影响不大;当有机蒙脱土被添加在核壳乳液的核层时,乳液膜的防水性能最佳,原因是核层的玻璃化温度较低,层状OMMT在其中分散更好,增大了水分子扩散的路径;随着OMMT含量的增加,乳胶膜防水性能呈现先增长后下降的趋势,这说明少量OMMT可以分散于膜中提高防水性,而过量的OMMT易团聚反而降低了乳胶膜的防水性能。     

高含水原油流变特性研究

高含水原油的视粘度是温度、含水率以 及剪切速率的函数。从现场实际出发 全面研究高含水原油流变特性,即含水原油视粘度与含水率的关系,含水原油视粘度与剪切速率的关系,含水原油视粘度与油温的关系等。给出了测试的相应曲线并对曲 线进行了分析。该油田油水乳状液转 相点在含水６５ ．２ ％ 左右,在转相点以前是以油为外相,水为内相 Ｗ／ Ｏ 型乳状液,视粘度随含水量上 升而增加,且受温度影响较大,同时剪切速率影响也相当明 显。随着剪 切速率的增加,转相点的视 粘度明显下降。用曲面拟合方法回归出流变参数方程。通过现场取样和数据处理分析可知,含水原油其流变特性可由幂律本构方程表示。这一结论为准确计算高含水原油管道工艺参数奠定基础。     

AM／AQ的反相悬浮共聚合

以环己烷为连续相,十八烷基磷酸单酯为分散剂,无水亚硫酸钠和VA－044为引发剂,以丙烯酰胺（AM）和功能性阳离子型共聚单体丙烯酸乙酯基三甲氯化铵（AQ）为合成单体,采用反相悬浮聚合法,合成了平均粒径约1mm的白色颗粒状阳离子型高分子聚合物,并就分散剂,分散介质,油水比,反应温度,引发剂,搅拌速度和滴加时间等因素对反应的影响进行了具体探讨。     

基于PDA的电喷雾雾化性能研究

随着科技的发展,感应荷电喷雾技术在越来越多的工程领域得到了应用。采用水、甘油及不同体积比的水-甘油混合溶液这些常见常用液体为介质,以雾滴的尺寸和分布状态作为考察喷雾性能的主要指标,通过粒子动态分析仪（Phase Doppler Anemometry,PDA）,对比研究了感应荷电方式下雾化溶液的粘度、电极电压对液滴雾化性能的影响。结果表明,在感应荷电过程中电极电压越大,雾滴在20~50μm数量级上分布的雾滴越多,电极上加载电压后雾滴粒径明显减小分布更均匀,并且随着液体粘度的增大,粒径也增大且雾滴分布均匀度明显下降。     

亲水扩链剂对水性聚氨酯性能的影响

以二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂,探讨了DMPA含量的改变对水性聚氨酯乳液及其涂膜性能的影响.实验结果表明,DMPA含量在5%～7%之间可获得比较稳定的乳液;随着DMPA含量的增加,乳液的粒径变小,粒径的分散性变窄;涂膜拉伸强度增强,伸长率下降.     

水平板上固着碳纳米管燃油液滴的蒸发特性

以正十四烷（C14）为基液,表面活性剂溴化十六烷三甲基铵（CTAB）为助溶剂,采用两步法配制分别含有20、50 nm碳纳米管（CNT）的纳米燃油. 分析比较基液燃油与纳米燃油的黏度特性,采用接触角测量仪记录燃油液滴在加热平板上的蒸发变形,探究不同粒径及质量浓度的CNT对正十四烷燃油液滴蒸发特性的影响. 研究表明,纳米粒子的加入增加了基液的黏度,并且黏度随着纳米粒子质量浓度增大或粒径减小而增加. CNT纳米燃油液滴蒸发过程符合部分润湿状态下单组分液滴蒸发的一般规律. 在液滴蒸发定接触线阶段,纳米燃油导热系数增强,液滴从外界吸收的热量加快向液体内部传递,延滞了液滴边缘处（三相线处）液体分子的挥发. 纳米粒子在液滴边缘处沉积,阻滞了接触线向内收缩,增加了液滴在定接触线阶段蒸发的持续时间,纳米燃油在此阶段的蒸发速率比基液燃油低,且蒸发速率的差异随燃油中纳米粒子数量的增多而加大. 在定接触角与混合蒸发阶段,“自销钉”效应阻滞接触线收缩,液滴与底板的接触面积较大,液滴中纳米粒子质量浓度的增加使液滴吸收更多的热量,在后2个蒸发阶段,纳米燃油的蒸发速率明显加快,大于基液燃油的蒸发速率. 在整个蒸发过程中,纳米燃油的平均蒸发速率高于基液燃油.