表面活性剂对气体水合物生成过程的影响

在玻璃试管中就添加物和铁丝对HCFC141b（CH3CCl2F,R141b）水合物生成过程的影响进行了观察研究.首次发现铁丝与十二烷基苯磺酸钠的适当组合可以促使R141b水合物快速结晶成核和生长,并就它们对R141b水合物生成过程的影响机理作了进一步探索,发现：在恒温槽温度一定时,阴离子表面活性剂种类和铁丝与试管壁面的接触点共同决定了R141b水合物的最初结晶成核位置;阴离子表面活性剂种类决定了结晶成核后水合物的生长区域;十二烷基苯磺酸钠水溶液浓度越高,R141b水合物的生长越快;一水合草酸钾对R141b水合物的生成过程则没有明显影响.     

表面活性剂对甲烷水合物储气特性影响的实验研究

利用高压水合物形成实验装置测量了表面活性剂对水合物形成过程的影响。实验结果表明：微量的表面活性剂可使水合物在静止的系统中快速形成，提高了气体水合物的储气能力，并改变了水合物的形成机理。根据活性剂含量与水合物储气量的关系，确认十二烷基硫酸钠(SDS)和烷基多糖苷(APG)在水合物形成体系中的临界胶束质量分数分别为0．03％和0．05％。阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠对水合物储气的促进作用比非离子表面活性剂烷基多糖苷强。     

表面活性剂对水合反应物两相界面张力的影响

为了定量研究阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠（SLS）、十二烷基硫酸钠（SDS）和十二烷基苯磺酸钠（SDBS）对水合反应物HCFC141b与水两相界面张力的影响,利用圆环法分别测定了8．4～20℃HCFC141b的表面张力及HCFC141b与蒸馏水、2450ppm SLS溶液、2470ppm SDS溶液和576ppm SDBS溶液之间的两相界面张力．实验结果表明：在水中分别添加2450ppm的SLS、2470ppm的SDS和576ppm的SDBS后,HCFC141b／水溶液的界面张力分别降低为HCFC141b／蒸馏水界面张力的37％～62％,15％～19％和9％～12％．相同温度下,576ppm的SDBS对水／HCFC141b两相界面张力的改善效果最好．     

聚氧丙烯醚型表面活性剂结构及矿化度对油水界面张力的影响

实验选用9AS-n-0、13AS-n-0系列氧丙烯聚醚型表面活性剂,使用Texa-500型界面张力仪在55℃时不同矿化度条件下,测定了表面活性剂水溶液与桩西106-x18-15脱水原油间的界面张力,研究了矿化度及表面活性剂分子结构与油水界面张力的关系.研究发现,随着矿化度的增加,界面张力不断降低,在某一特定值时,界面张力达到最小值;随着氧丙烯链的增长,达到低界面张力所需矿化度的区域是逐渐降低的;研究还发现,含有分支结构的13AS-n-0系列表面活性剂的界面活性要比9AS-n-0好.     

流体间界面张力的热力学研究进展(表面活性剂体系)

表面活性剂在工业和日常生活中的应用十分广泛。研究表面活性剂体系的界面张力在理论上和实践上都有重要意义。文中介绍了近年来国内外在含表面活性剂体系界面张力的热力学方面的研究进展 ,主要包括如下 3个方面 :表面活性剂体系界面张力的数据来源 ;界面状态方程在表面活性剂体系中的应用以及分子模拟方法在表面活性剂体系界面张力研究中的应用。强调了统计缔合流体理论及分子模拟方法在此研究领域的重要性。     

表面活性剂对瓦斯水合物生成诱导时间影响

为了揭示表面活性剂在瓦斯水合物生成过程的促进作用规律,利用可视化水合物实验设备,研究了5组表面活性剂溶液体系(T40,1.0×10-3 mol·L-1;T80,1.0×10-3 mol·L-1;T40/T80,1.0×10-3 mol·L-1;SDS,10.0×10-3 mol·L-1;SDBS,2.0×10-3 mol·L-1)中瓦斯水合物的生成过程,运用直接观测法测定了水合物生长的广义诱导时间,结合建立的水合物诱导时间模型对实验数据进行了计算和分析.结果表明:表面活性剂的加入降低了溶液的表面张力,促进了烷烃类气体溶解,加快了晶核形成过程,缩短了水合物生成的诱导时间.该成果对运用水合物技术储运瓦斯具有一定理论价值.     

新型阴离子-非离子表面活性剂界面张力的研究

实验考察了5种自制的阴离子-非离子表面活性剂与桩西106-15-X18脱水原油在55℃下的动态界面张力与水相矿化度之间的关系.阴离子-非离子表面活性剂在水相中的质量浓度为1g.L-1.实验发现:所研究的表面活性剂与原油之间的动态界面张力受矿化度的影响明显,一定范围内,矿化度的增加有利于界面张力的降低,当矿化度增加到一定程度时界面张力又呈现增大的趋势.对于9AS-0-4、12AS-0-4、13AS-0-4三种表面活性剂,在相同的矿化度条件下,9AS-0-4的界面活性最好,12AS-0-4则略差;表面活性剂亲油基相同的情况下,随分子中氧丙烯链节长度的增加,表面活性剂的最佳盐含量依次降低,可以通过在表面活性剂中引入氧丙烯链节的方式来达到调节表面活性剂亲水亲油平衡之目的.     

水合物分离二氧化碳气体的研究

气体水合物是在一定的温度和压力下由气体分子填充水分子产生的晶格而形成的一种笼形晶体.这种水结晶体具有高密度的特性使其成为诸多基于气体水合物应用技术的基础.利用气体水合物生成的原理,将空气中的二氧化碳分离出来,并以气体水合物的形式储存在海洋深处.对二氧化碳气体水合物的生成过程和表面活性剂的促进作用进行了实验研究.选取十二烷基硫酸钠(SDS)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、对甲苯磺酸(p-TSA)三种表面活性剂进行了二氧化碳气体水合物生成的促进研究,确定了促进气体水合物生成的机理与途径.结果表明:三种表面活性剂在一定的程度上都能缩短气体水合物生成的诱导时间,提高了气体水合物的生成速率.     

气体水合物生成特性实验研究

实验研究了添加剂对甲烷气体水合物形成过程的影响。发现微量的表面活性剂降低了甲烷气体水合物在静止反应器中形成的诱导时间,并使水合物快速形成和生长,提高了水合物形成过程中的填充密度。阴离子表面活性剂（十二烷基硫酸钠）对水合物生长的促进作用比非离子表面活性剂（烷基多糖苷）强。液态烃环戊烷降低了水合物形成的诱导时间,但环戊烷不能提高水合物的填充密度。     

耐垢碱/表面活性剂复合体系与桩西原油的界面张力研究

针对胜利油田桩西区块地层水钙、镁含量高的问题,通过测定耐垢碱与表面活性剂复合体系与桩西原油间的动态界面张力,形成了适合该区块的超低界面张力驱油体系。结果表明,单一表面活性剂和桩西原油的界面张力均无法达到超低水平,其中当质量分数为0.1%的CBET-17,降低界面张力能力最好,界面张力能达到7.5×10-2m N/m左右;由不同浓度偏硼酸钠和0.1%表面活性剂复合体系与桩西原油的界面张力表明,当浓度0.4%偏硼酸钠与0.1%CBET-17或者0.1%SLPS复配时,油水界面张力都能达到超低水平。同时由于偏硼酸钠具有耐垢性,可螯合地层水中的钙、镁离子,使得复合体系具有很好的耐垢能力,可以适合于胜利油田桩西区块的驱油。     

聚苯乙烯微球制备过程中界面张力的影响因素

系统考察了聚苯乙烯(PS)微球制备过程中十二烷基硫酸钠浓度、离子强度对于界面张力的影响.研究结果表明,十二烷基硫酸钠水溶液与苯乙烯的界面张力随十二烷基硫酸钠浓度的增加,先降低再升高,然后趋于平衡.离子强度与苯乙烯/H2O界面张力之间也存在同样的变化关系.根据离子强度对乳液的影响,选择了最佳的离子浓度,采用膜二次射流法制备乳液,然后将乳液加热聚合制备出大小均一的PS微球,粒径约为200 nm.     

气田采出水乳化规律及其与界面张力的关系研究

为了得到不同影响因素对气田采出水乳化的作用规律,以及乳化规律与界面张力的关系,首先研究了气田采出水的矿化度和主要无机盐（CaCl₂、NaCl）浓度对其乳化规律和界面张力的影响。研究发现：静置初始乳化程度、乳化稳定性和界面张力均随矿化度或无机盐浓度的增加而逐渐降低;增加相同质量浓度的CaCl₂或NaCl时,CaCl₂对乳化程度和界面张力的影响更大。其次,通过研究不同泡排剂含量下的乳化规律,发现增加微量泡排剂就可大幅提升静置初始乳化程度和乳化稳定性：泡排剂质量分数从0仅提升至1‰,静置初始浊度即提高1倍,静置48 h后浊度的降低幅度从94%降至43%。此外,增加矿化度和泡排剂含量均会使油/水界面张力降低,不过二者对静置初始乳化程度的变化趋势影响相反,说明仅凭界面张力的变化无法判断初始乳化程度上升或下降的变化趋势。但对比不同影响因素下界面张力的变化幅度和静置初始乳化程度的变化幅度发现,在单因素实验中,当界面张力的变化幅度越大时,气田采出水静置初始乳化程度的变化幅度也越大。     

冻土带天然气水合物稳定性研究

针对全球气候变暖的现状结合青藏高原冻土带下水合物的特点,运用水合物生成相平衡原理,预测了基于0．04℃／a升温梯度背景下的青藏高原冻土带水合物的稳定性。预测结果显示：温室效应导致的温度变化和冻土层剖面压力条件的变化会直接影响水合物的分布和稳定性,造成冻土带水合物的分解释放出大量CH4强烈温室效应气体,从而对高原环境造成直接的负面影响。     

气-液界面处水合物膜形成过程的传热分析

通过对静止系统的气-液两相界面处水合物膜形成过程的分析,建立了一维水合物膜形成过程的传热数学模型,提出了根据气体的消耗率确定出水合物膜厚度随时间的变化关系,分析水合物的反应体系中各相的温度分布,明确了水侧温度分布规律．结果表明,强化水侧的传热效果对提高水合物的生成速率具有重要的意义．     

界面张力法评价原油破乳剂的性能

基于原油乳状液的稳定性与油水之间的界面张力息息相关,提出了一种破乳剂的性能评价方法。该方法通过测定油水相之间的界面张力来评定多种原油破乳剂的用量及性能;同时,通过瓶试法考察了这几种破乳剂产品的脱水性能,实验结果与界面张力法一致。该方法适宜于破乳剂的初期筛选,可以快速、高效的筛选出一批性能比较优异的破乳剂。     

聚驱后超低界面张力泡沫复合驱实验研究

为研究聚驱后超低界面张力泡沫复合驱提高采收率的效果,在大庆油田的油水条件下,用界面张力仪和泡沫评价仪评价了二元发泡剂体系的界面性能和泡沫性能,用泡沫驱油装置研究了聚合物浓度和交替周期对泡沫复合驱效果的影响.实验结果表明,二元发泡剂体系在较宽的表面活性剂和聚合物浓度范围内可以与原油形成超低界面张力.同时二元发泡剂体系具有非常好的泡沫综合指数.聚驱后二元泡沫复合驱可提高采收率15%以上.聚驱后二元泡沫复合驱的气液交替周期越小采收率越高,且气液同注泡沫驱效果最好.在表面活性剂和聚合物用量相同条件下,二元泡沫复合驱效果好于三元泡沫复合驱、二元液驱及高浓度聚驱,且避免了强碱带来的腐蚀、结垢等问题.     

一种动力学天然气水合物抑制剂合成研究

研发低剂量水合物抑制剂部分代替传统热力学水合物抑制剂是目前水合物研究的热点之一。为提高聚N-乙烯基吡咯烷酮的性能,采用N-乙烯基吡咯烷酮与马来酸酐合成了聚合物MVP。利用四氢呋喃法研究了MVP的合成条件及对水合物的抑制效果。研究表明,以乙二醇丁醚为溶剂,双氧水为引发剂时,马来酸酐与N-乙烯基吡咯烷酮质量比为3∶4、反应温度(80～100)℃、反应时间9 h条件下合成MVP对水合物抑制效果良好。该条件下合成的MVP与聚N-乙烯基吡咯烷酮相比对水合物具有更好的抑制效果,相同加量下能够承受过冷度较聚N-乙烯基吡咯烷酮高3℃;最佳加量为0.7%,该加量下水合物生成温度从-2℃下降到-8.6℃。由于MVP性能受过冷度影响较大,研究发现MVP发挥作用的过冷度不能高于10℃。