超临界CO2直接合成碳酸二甲酯

考察了在高压反应釜中,以镁为催化剂,甲醇与CO2直接合成碳酸二甲酯的工艺过程。通过单因素试验和正交试验的研究,结果表明:合成碳酸二甲酯各因素的影响顺序为反应温度>反应时间>反应压力,最佳合成条件为反应温度180℃,反应时间7h,反应压力7.5MPa。     

超临界CO2中表面钝化Au纳米粒子的分子动力学模拟

通过分子动力学模拟方法研究了353.15 K下多个氟化的硫醇烷烃钝化的Au纳米粒子在超临界CO2中的分散行为。结果表明:在单分子自组装层的钝化下,Au纳米粒子在超临界CO2溶剂中可以得到稳定分散。通过对径向分布函数、有效平均力势能、渗透压第二维里系数等数据进行分析发现,在超临界流体中,自组装单分子保护层(SAM)的存在可以有效阻止纳米粒子间的团聚,增加溶剂密度和链长,可以提高纳米粒子之间的相互排斥作用,从而有利于纳米粒子的分散。     

Au纳米粒子在超临界CO2中结构和相互作用

为了可控制备分散性的Au纳米粒子,研究Au纳米粒子在溶剂中的界面结构及相互作用。采用分子动力学模拟方法研究不同温度下氟化的硫醇十二烷钝化的Au纳米粒子在超临界CO₂中的界面结构和相互作用自由能。结果表明:温度升高会略微提升纯排斥的特征。通过自由能的分解,发现Au纳米内核与吸附的有机配体间的相互作用完全决定了自由能的排斥特征。焓熵分析结果表明自由能的排斥特征是由熵贡献引起的。     

超临界CO2流体萃取核桃油的工艺条件研究

文章采用正交试验方法,探讨了操作压力、温度、时间对超临界CO2流体萃取核桃油的影响,研究得出了最佳萃取条件为:萃取压力30MPa,萃取温度40℃,萃取时间4h。此时的得油率为55.92%,占种仁油脂含量的91.49%。     

预氧化对高温CO2环境下典型耐热材料腐蚀行为的影响研究

为提高耐热材料在高温CO₂中的抗腐蚀性能,以耐热材料Sanicro 25、HR6W、HR230和740H为对象,经高温O₂短时预氧化后开展CO₂腐蚀实验。采用分析天平测量耐热材料腐蚀前后质量变化;利用X射线衍射仪、扫描电镜及能谱分析仪表征腐蚀产物形貌、成分及其分布。实验结果表明：预氧化后耐热材料在900℃CO₂中的腐蚀动力学曲线符合抛物线规律;预氧化后4种耐热材料表面氧化物主要为Cr的氧化物和少量零星团状的Fe氧化物,该富Cr氧化膜有效减低腐蚀行为的离子扩散,从而降低耐热材料的腐蚀质量增加;耐热材料Sanicro 25和HR6W表面腐蚀层厚度减薄,而740H内氧化加剧。结合耐热材料腐蚀质量变化与腐蚀产物,高温预氧化处理可提高HR6W和HR230的抗高温CO₂腐蚀性能。     

X65MS钢在饱和H2S/CO2环境下的腐蚀产物研究

利用高温高压反应釜模拟酸性油气输送环境,研究X65MS管线钢在饱和H₂S/CO₂环境下的腐蚀行为.采用加速腐蚀实验法评测不同浸泡周期下的平均腐蚀速率.借助X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和电子探针(EPMA)等测试技术,分析了不同实验周期下氧化产物膜层的物相组成、表面形貌和截面形貌.结果表明,根据平均腐蚀速率随时间变化曲线的走势与氧化膜层的结构特征,腐蚀过程分为三个阶段.腐蚀过程以H₂S腐蚀为主,氧化产物主要为硫铁化合物(Fe_○xS_○y).随着浸泡时间的增加,铁元素比例减小,富S相比例增大,腐蚀产物膜层厚度增加,结构由疏松逐渐变为均匀、致密,腐蚀产物顺序为马基诺矿(Mackinawite)→过渡相陨硫铁(Troilite)→磁黄铁矿(Pyrrhotite),稳定的磁黄铁矿对X65MS管线钢基体的耐蚀性起到保护作用.     

超临界CO2萃取条件对α-VE和脂肪酸萃取效果的研究

以豆油脱臭馏出物为原料,利用超临界二氧化碳萃取技术浓缩α-VE,探讨萃取压力、萃取温度和二氧化碳流量对α-VE和豆油脱臭馏出物中几种主要脂肪酸萃取效果的影响,结果表明萃取压力和萃取温度对α-VE和几种主要脂肪酸在超临界二氧化碳中的溶解效果有非常显著的影响,萃取压力增加,萃取得率和α-VE含量随着增加,萃取温度升高,萃取得率下降,而二氧化碳流量对萃取效果影响较小.在萃取温度308K、萃取压力18MPa、二氧化碳流量6～10L/min的萃取条件下,可以获得较高的萃取得率和α-VE浓度.     

超临界CO2萃取灵香草净油的研究

用正交法获得灵香草净油最佳超临界萃取条件为压力为15MPa，温度为35℃，时间为1.5h,CO2流量为30m^3/h。放大试验结果表明，平均收率可达1．5％，变异系数为0．72％。用GC－MS技术分析净油的化学成分，发现用超临界CO2萃取的净油的化学成分与以往的研究有一定差异。     

黑茶中茶多酚及咖啡碱的超临界CO2流体萃取研究

以益阳黑茶为原料,采用超临界CO2萃取技术提取黑茶中的茶多酚和咖啡碱,采用正交试验对萃取温度、萃取压力、夹带剂浓度和夹带剂用量等因素进行优化(固定萃取时间为2 h).采用分光光度法测定茶叶中茶多酚和咖啡碱的含量,根据正交试验极差分析结果得出茶多酚的最佳萃取条件:萃取温度50℃,萃取压力20 MPa,夹带剂采用体积分数为70%的乙醇,适宜用量为100 mL/150 g,得率为(0.190±0.004)%.咖啡碱的最佳萃取条件:萃取温度40℃,萃取压力20 MPa,夹带剂采用体积分数为70%的乙醇,适宜用量为300mL/150 g,咖啡碱得率为(0.457±0.036)%.     

页岩气低伤害超临界CO2凝胶压裂液研究

针对常规水压裂液会对页岩造成伤害,容易产生水锁,不易返排,还造成水资源消耗和污染环境等问题,制备了低伤害二氧化碳凝胶压裂液。将自备的F2EU和F4EU增稠剂加入到超临界CO₂基液中,探究两种增稠剂的加入量对CO₂凝胶压裂液黏度的影响,综合考虑成本与效果,优选了2%的F4EU增稠剂,可将CO₂的黏度增至15.4 mPa·s。研究了温度、压力以及剪切速率对凝胶压裂液黏度的影响。实验结果表明,随着温度升高黏度总体降低,但中间出现一个短暂升高阶段;随着压力上升压裂液黏度增加;随着剪切速率的增加压裂液黏度下降,属于一种典型的剪切变稀的假塑性流体。F4EU超临界CO₂凝胶压裂液的平均伤害率为1.39%,远远小于常规压裂液对岩芯的伤害率。实验表明,F4EU超临界CO₂凝胶压裂液在页岩气压裂开采中具有良好的应用前景。     

注CO2采油井油管柱腐蚀速率预测

针对注CO₂采油井生产中油管柱存在的腐蚀现象,开展了注CO₂采油井不同阶段的油管腐蚀规律研究。对油管柱CO₂腐蚀进展进行了概述,基于动力学原理与金属的电化学腐蚀理论,考虑油气生产过程的产液量、含水率、井口温度、生产压差、流体流速等因素,得到油管内温度压力分布,研究了CO₂采油井油管腐蚀速率预测方法。对实例井的油管柱腐蚀速率做出了预测,并开展主控因素下油管柱腐蚀速率随时间、井深的变化规律研究。结果表明,在整个吞吐周期中,油管腐蚀主要发生在生产阶段。腐蚀情况预测结果与现场实测腐蚀情况吻合较好。     

用超临界CO2络合萃取法脱除中成药中的重金属

研究影响超临界CO2络合萃取中成药中重金属的主要因素.以二乙基二硫代氨基甲酸二乙铵(Et2NH2DDC)为络合剂,研究了压力、温度、携带剂(乙醇)用量和萃取时间等因素的影响.结果表明,对Pb, As, Cu的萃取存在最适宜萃取温度且各不相同,其最适宜萃取温度依次升高; 而汞的去除率随温度升高而下降.压力升高和携带剂用量增加使铜的去除率增加,但对As, Hg, Pb的去除影响不明显.除Pb外, As, Hg, Cu的去除率随萃取时间的延长而升高.因此,主要因素是萃取时间和适宜的萃取温度,压力和携带剂用量的增加有利于加快对微量重金属的萃取速度.该研究可为去除中成药中痕量重金属提供最佳工艺条件.     

超临界CO2对无烟煤孔隙结构影响的实验研究

通过实验室自主研发的超临界CO_2高压加压装置,对临涣矿区的无烟煤进行处理,获得对比煤样。采用压汞法测试了超临界CO_2处理前后煤孔隙的变化情况,获得了处理前后无烟煤孔隙结构的关键参数;同时对进退汞曲线进行分析,进而研究了孔径分布的变化规律。研究结果表明:超临界CO_2处理后的无烟煤在微孔阶段(3~10 nm)多峰现象明显减少,孔隙分布更加连续,大孔阶段(≥1 000 nm)的进汞量明显高于处理前的曲线,大孔和可见孔数量增多。无烟煤的孔隙度和总孔容在处理后增幅达到0.2336%和6.4%;超临界CO_2在一定程度上促进了无烟煤的渗流孔的发育,抑制了吸附孔的发育。     

浅议石油管线钢在H2S/CO2环境下腐蚀行为

本文综述了石油管线钢在H2S、CO2及H2S/CO2环境下的腐蚀行为,分析了不同环境中的腐蚀机理,并对今后的研究方向提出了展望。     

超临界CO2萃取辣椒红色素工艺条件的探讨

报道了用超临界CO2萃取技术提取、分离和纯化辣椒红色素的最佳工艺条件萃取压力为22NPa,萃取温度为40℃,在控制流速为25kg/h时萃取时间为2小时,水作为夹带剂.     

页岩纳米孔内超临界CO2、CH4传输行为实验研究

了解超临界CO₂、CH₄在页岩纳米孔内传输行为,是研究页岩储层超临界CO₂注入能力、注入后时空分布以及提高页岩气藏采收率的基础。选用渗透率小于100 nD的龙马溪组富有机质页岩基块岩样,利用岩芯流动实验装置,通过监测岩芯入/出口端气体压力与混合气体（CO₂、CH₄）浓度变化,对比了页岩纳米孔内超临界CO₂、CH₄传输能力,分析了传输能力差异的原因。结果表明：页岩纳米孔内超临界CO₂压力传递速率明显小于CH₄,实验结束后岩样入口端二元混合气体组分中CH₄百分含量显著降低,证实页岩纳米孔内超临界CO₂传输能力显著低于CH₄,主要原因是超临界CO₂吸附能力更强、扩散-渗流能力更小以及超高密度特性表现出的非混相、活塞式驱替行为。基于以上认识,选择某些压裂段注入超临界CO₂,而其他压裂段作为生产段,比单井"吞吐"方式（即注入-焖井-开井生产）更有利于驱替置换页岩纳米孔内游离态甲烷。     

MoNi/介孔TiO2催化剂的超临界CO2技术制备及其加氢脱硫性能

采用超临界CO2技术制备MoNi/介孔TiO2加氢脱硫催化剂(MoNi/TiO2-SUP)。采用X线衍射仪(XRD)、N2吸附-脱附和透射电子显微镜(TEM)对催化剂的结构进行表征。以二苯并噻吩(DBT)为含硫模型化物,考察催化剂的加氢脱硫性能。结果表明:MoNi/TiO2-SUP催化剂较浸渍法制备的催化剂(MoNi/TiO2-IMG)具有更高的活性组分分散度;MoNi/TiO2-SUP催化剂的单位活性更高,并且直接脱硫的比例较高,有利于燃油的辛烷值(十六烷值)保留。     

X65碳钢的H2S/CO2腐蚀控制因素研究

目前,H₂S/CO₂腐蚀过程的控制因素判定依据主要参考Dunlop等的研究结果,但该判定结果经常与油田实际腐蚀情况不相符。为找到造成偏差的主要原因,更好地指导生产实践,采用动态高温高压釜,使用扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）和X射线衍射（XRD）等手段对X65碳钢在H₂S/CO₂共存体系中的腐蚀控制因素进行了研究。结果表明,不同温度下平均腐蚀速率随H₂S/CO₂分压比（p_H2S/p_CO2）的变化呈现两种不同的规律,这与腐蚀产物的膜形态和组成密切相关;腐蚀控制因素与p_H2S/p_CO2有关,而p_H2S/p_CO2临界值大小与温度密切相关。对于H₂S腐蚀控制,当温度低于40℃时,Dunlop等的研究结果仍然适用;当温度从40℃升高至60℃时,本研究的p_H2S/p_CO2临界值由0.05升高到0.10。对于CO₂腐蚀控制,本研究的p_H2S/p_CO2临界值在85℃以上时由原来的0.002逐渐升高到0.003。根据以上研究结果,修正了X65碳钢的H₂S/CO₂腐蚀过程的控制因素与p_H2S/p_CO2及体系温度的关系图。     

X70管线钢在含CO2湿气环境下腐蚀产物膜的生长

针对X70管线钢在湿气CO2环境下腐蚀产物膜的生长过程,利用高温高压冷凝反应釜进行不同腐蚀时间的动态模拟冷凝试验,分析腐蚀速率随腐蚀时间的变化规律。通过扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)考察不同腐蚀时间下腐蚀产物膜的微观形貌和成分。进行湿气温度为25℃的静、动态模拟冷凝试验,对比动、静态条件下腐蚀产物膜的微观形貌,考察流动状态对腐蚀速率和腐蚀产物膜生长的影响。在湿气冷凝腐蚀的特殊腐蚀环境下,探讨不同腐蚀阶段FeCO3形核和长大的关系,建立低温条件下X70钢湿气CO2腐蚀产物膜的成膜机制。结果表明:流动条件下湿气腐蚀速率高于静态条件,且流动条件下的腐蚀产物膜厚度较厚;X70钢低温下湿气腐蚀产物膜总体呈现无定形状态,内部镶嵌有FeCO3颗粒。     

超临界CO2/NMP混合溶剂萃取萃余煤的结构与气化特性

对曲靖烟煤和南露天褐煤进行超临界CO2/NMP(N-甲基吡咯烷酮)混合溶剂萃取,其中曲靖烟煤萃取率可达到14%(干基),而南露天褐煤萃取率仅有4%(干基)左右。对萃余煤进行表征,结果表明:超临界CO2/NMP混合溶剂对煤中富含羟基及脂肪类物质有良好的萃取性能,经过萃取,两种煤中微晶结构的堆垛高度都有所减小,溶胀度都降低。南露天褐煤的比表面积减小,而曲靖烟煤的比表面积轻微增大。溶剂对煤颗粒表面有腐蚀作用,萃取后两种煤的气化性能得到改善,其中曲靖烟煤改善的程度更大。