沸石分子筛材料中次级孔的研究——Ⅱ.Y型沸石晶内次级孔对扩散的影响

以含有次级孔的沸石的晶内扩散为研究对象,对来源于同一NaY母体的一组改性Y型沸石,进行了孔结构分析和正戊烷的扩散系数的测定。得到了具不同次级孔量的Y型沸石晶内扩散性能变化的规律。并采用随机游动方法对实际的Y型沸石晶内扩散进行模拟,得到了与实验测定一致的结果,从而可以对有次级孔的Y型沸石的晶内扩散做定量的估计。     

沸石分子筛材料中次级孔的研究——Ⅰ.晶粒内次级孔与晶粒当量直径

用Micromeritics ASAP 2400仪对多种沸石分子筛材料进行了低温氮吸附等温线的测定。通过BJH法和MP法的孔分布计算表明,可以用2.0nm(BJH法)或1.5nm(MP法)作为区分沸石晶体骨架结构中的微孔和次级孔的孔径界限值。对四种具有相近晶粒外形尺寸的Y型沸石样品的测定和MP法的计算表明,它们在1.6～2.4nm范围内分别有0.0035,0.0381,0.101和0.184mL/g次级孔,这种显著差别说明沸石中存在着晶粒内次级孔。在沸石晶体骨架结构微孔中的内扩散起控制作用的场合,可采用与球形颗粒比表面积相当的晶粒当量直径来反映晶内扩散时从中心到边缘的平均距离。上述四种样品的晶粒当量直径分别为0.66,0.085,0.037和0.023μm。     

NaY沸石膜组件中苯渗透特性的预测

通过分子模拟方法获得NaY沸石中晶内扩散系数,进而采用Maxwell-Stefan (MS)方程描述晶内扩散、主体扩散和努森扩散特性,建立沸石膜及支撑层区域内的一维定态扩散模型,模型化预测苯在NaY沸石膜中的渗透特性。预测结果与文献实验值比较,定量证实苯在NaY沸石中的扩散机制主要是经S_Ⅱ-W-S_Ⅱ笼间跳跃而发生的长程运动;对本文计算体系,支撑层阻力使苯的渗透通量减小1个数量级,阻力的大小与支撑层结构及吹扫气体性质等因素有关,大孔和规则孔道可减小支撑层阻力,增大苯通量,小分子吹扫气体产生阻力相对较小。     

芳烃在HZSM—5沸石中的扩散

苯、甲苯、对二甲苯和间二甲苯在ＨＺＳＭ－５沸石晶内扩散行为采用了活化扩散模型结合非线性程序升温热脱附技术进行了研究，得到扩散活化能（Ｅ）大小顺序是：ＥＢ＜ＥＴ＜Ｅｐ－Ｘ＜Ｅｍ－Ｘ，而且发现从苯到对二甲苯，苯环上每增加一个甲基，Ｅ增加８ｋＪ／ｍｏｌ；常温下扩散系数大小顺序是ＤＢ＞ＤＴ＞Ｄｐ－Ｘ＞Ｄｍ－Ｘ，３５０℃温度时这些Ｄ值近似相等．此外，还发现Ｅ与本征扩散系数存在补偿效应     

乙醇溶液在憎水性分子筛内扩散系数的测定

本文提出了一种新的测定分子筛液相吸附扩散系数的方法和设备,取得了低浓度乙醇溶液在憎水性分子筛(沸石)内的扩散系数的测量结果,建立了低浓度液相在分子筛内扩散过程的数学模型。由实验数据计算所得的扩散系数与Weisz建立的物质在固体内扩散系数与晶体孔径大小的关系的模型是一致的。     

基于多级孔沸石催化剂的芳烃苄基化研究

多级孔沸石是一类同时包含有相互交联的微孔和中孔的沸石催化材料,其固有的酸性为其提供活性位,而发达的中孔体系有助于酸性位的接近和分子在其内的扩散,从而有助于催化反应特别是涉及大分子反应的进行。芳烃苄基化反应是一类典型的涉及大分子反应的酸催化反应,寻求合适的固体酸催化剂始终是研究的热点。就近年来多级孔沸石催化剂在各类芳烃分子苄基化反应中的催化性能进行综述和分析,探讨了各类多级孔沸石催化剂,包括ZSM-5,Beta,FAU和丝光沸石中二次中孔的存在对催化剂酸性位的可接近性和分子扩散的促进作用,以及作为芳烃苄基化催化反应催化剂的可能性。研究结果为芳烃苄基化反应提供了一类高效的绿色催化剂,同时为多级孔沸石催化剂的应用提供了一条新路径。     

单片扩散反应器测定气-固催化反应中的有效扩散系数——Ⅰ.多孔介质中的扩散系数

根据多孔介质的“尘埃气”模型,用单片扩散反应器测定了气体在Pd/HM型轻质烷烃异构化催化剂中的有效努森扩散系数、有效分子扩散系数及粘性流动参数。考察了压片条件对催化剂内孔结构参数的影响。压片催化剂能很好的模拟工业挤条异构化催化剂的孔分布。实验结果表明,该反应器装置在室温到350℃条件下具有满意的结果。     

负载型丝光沸石催化剂的催化性能研究

运用二元碱氮置换吸附红外光谱法、分子筛孔径分布测定技术、XPS技术,考察了丝光沸石表面酸性与孔结构的相互关系、钯在丝光沸石上分布情况和价态及其与沸石的相互作用。结果表明,随着丝光沸石脱铝程度的增加,表面出现大量不规整晶格,存在较多的次级孔道。强质子酸中心主要分布在它的“外表面”。钯在其表面富集,并与“外表面”上的质子酸中心协同作用,促进了轻质烷烃异构化反应。     

中孔沸石的合成及其性能研究进展

对近年来关于中孔沸石的合成和相关性能研究方面的进展进行了综述和分析。中孔沸石的合成方法目前主要有:后处理法、硬模板剂法、软模板剂法、键阻断法等,其中软模板剂法是指以两性有机硅烷等为软模板合成中孔沸石,该方法是目前科学研究的热点,特别是应用键阻断机理,实现了中孔沸石的设计合成。同时,研究表明,沸石中中孔的引入,改变了客体分子在传统沸石中的扩散路径,有效缩短客体分子在其中的扩散距离,减小分子的扩散阻力,加快分子的扩散,同时增加沸石表面活性位的有效利用率,提高沸石对大分子反应物的催化活性和产物的选择性,从而拓展传统沸石的应用范围。研究认为,在煤化学工业、重质油工业等实际的催化领域中,中孔沸石作为催化剂,势必产生非常好的应用前景。     

超临界CO_2在致密油藏中的扩散前缘预测

国内外大部分学者认为超临界CO_2在致密油藏中的扩散是吞吐提高采收率的关键因素之一。通过设计基质-裂缝模型结合压降法搭建了测定超临界CO_2在饱和油岩芯中扩散系数的实验装置,系统研究了压力、储层物性等油藏条件对超临界CO_2扩散系数及浓度分布的影响规律,建立了超临界CO_2浓度场及扩散前缘的预测方法。实验结果表明,超临界CO_2在致密岩芯(0.06 mD)中的扩散系数为10~(-12) m~2/s数量级,扩散系数随着初始注气压力的升高而增大,最终趋于平缓,但在临界压力点附近出现最大扩散系数;扩散系数随基质渗透率和孔隙度增大而增大,随岩芯迂曲度的增大而快速递减。经过900 d扩散,扩散前缘仅前进了0.095 m,因此,在致密油藏CO_2吞吐现场作业周期内忽略扩散作用是合理的。在扩散后期,CO_2浓度梯度越来越小,扩散速度逐渐降低。     

胜利油区碎屑岩纳米尺度孔隙结构特征

选取胜利油区的3个不同油田取样分析资料,在储层微观孔隙结构研究的基础上通过扫描电镜、透射电镜以及原子力显微镜对储层中纳米尺度的孔隙结构和孔喉配置关系进行研究。结果表明:碎屑岩储层中存在纳米级的孔隙和喉道,且孔隙类型多样,同样可分为原生孔隙和次生孔隙两大类;纳米级原生孔隙包括单晶片层间缝、矿物解理缝、晶内孔、粒间孔和晶间缝5种类型,纳米级次生孔隙包括粒内溶孔、溶蚀缝、构造缝;研究区纳米尺度下的孔喉配置关系归结为孔喉一致型、弯曲沙漏型、"X"形孔喉交叉型、"丰"字形孔隙交叉型和杯形交叉缝型5种类型。     

东营凹陷南坡沙四上亚段滩坝砂岩有效储层成因

通过岩心观察、薄片鉴定、物性测试等技术方法,对东营凹陷南坡古近系沙河街组沙四上亚段滩坝砂岩储层特征、储层物性控制因素及有效储层成因进行研究。结果表明:储层主要为中、低孔储层;成岩作用类型多样,储集空间以原生孔隙为主,发育部分混合孔隙和次生孔隙;有利沉积条件是储层良好物性发育的基础,不同成岩作用类型及强度促使储层储集性能发生变化,油气充注、地层超压利于储层物性保存,其共同作用控制储层储集空间类型、分布组合及演化特征;有效储层其储集空间分布组合特征在纵向上具有分段性,1.0～2.0km储层受成岩作用影响小,常压原生孔隙的良好保存形成以原生孔隙为主的有效储层,2.0～3.1km储层溶蚀作用增加储集空间,地层超压、油气充注保存储集空间形成原生孔隙、混合孔隙、次生孔隙组合发育的有效储层,3.1～3.6km储层油气充注、地层超压继承性发育,保存原有储集空间形成以原生孔隙为主、发育部分次生孔隙的有效储层。     

东濮凹陷超压异常与次生孔隙

目的探讨东濮凹陷深层超压异常的形成原因和对储层的影响。方法利用实际资料，发现异常高压纵、横向分布特点，从宏观和微观两方面对其成因和对储层的作用进行分析。结果超压异常的形成与不均衡压实、孔隙流体增加、孔隙体积减小有关；超压异常控制成岩作用环境及孔隙的纵向演化，主要表现在高次生孔隙的发育和孔隙的分带性；次生孔隙的发育主要受微裂缝形成、生烃酸性环境溶蚀作用、热液循环溶蚀作用、热液交代作用和原生孔隙保存作用的影响。结论在异常超压控制下，东濮凹陷深层形成了次生孔隙发育带为主、次生孔隙递减带和致密带为辅的次生孔隙分布格局，次生孔隙带的广泛发育对扩大东濮凹陷深层勘探领域具有重要意义。     

陆东凹陷后河地区下白垩统储层特征研究

从储层的岩石学特征、孔隙的类型和结构以及其物性等方面,对陆东凹陷后河地区下白垩统储层特征进行分析,认为储集层的成分和结构成熟度低。孔隙类型主要有残余原生粒间孔、次生孔、微孔隙和微裂缝四种,以次生孔为主要的储集空间,是油气主要的富集场所。孔喉以微细喉和特细喉为主,孔隙的连通性较差。储层孔隙大小分布不均,具有低孔、特低渗特性。沉积相带和成岩作用是影响储层物性的主要因素,次生孔隙带的发育与溶蚀作用关系密切。     

烃碱流体对三塘湖盆地马朗凹陷石炭系火山岩储集层的改造作用

三塘湖盆地马朗凹陷石炭系火山岩储集层以基性、中性熔岩为主,储集空间有3种类型,可分为原生孔隙、次生孔隙和裂隙。烃碱流体对火山岩储集层的改造作用主要反映在次生孔隙带的形成、发育程度上。这取决于烃碱流体碱交代作用引起物质的带入与带出的比例。目前研究区镜下鉴定结果表明火山岩次生孔隙大量发育,其中碱交代蚀变、溶蚀使孔渗增加,表明烃碱流体对马朗凹陷深部地层作用的广泛性。次生孔隙连通成次生孔隙带,原生孔隙通过裂缝和次生孔隙带连通构成了良好的油气运移通道和储集空间。     

准噶尔盆地西北缘侏罗系储层成岩作用及孔隙演化

对准噶尔盆地侏罗系砂岩储层成岩作用过程的研究结果表明 ,储层的孔隙演化主要与压实作用、溶蚀作用和胶结作用等有密切的关系。压实作用和方解石胶结作用是使原生孔隙遭受破坏的主要成岩作用类型 ;方解石和粘土矿物的溶蚀作用是形成次生孔隙的主要成岩作用类型 ;高岭石的后期充填是使次生孔隙遭受破坏的主要原因。各种成岩作用的时空配置关系控制着孔隙的发育程度 ;储层孔隙发育具垂向分带性。在纵向上可划分出 4个孔隙发育带 ,这对预测本区侏罗系储层物性的空间分布具有重要意义。     

孝泉-新场地区须四段砂岩储层微观孔隙结构特征

根据岩心观察、铸体薄片、扫描电镜及压汞曲线等分析,从孔隙类型、孔隙结构等方面对孝泉-新场地区上三叠统须家河组四段砂岩储层进行了深入的研究。研究区须家河组四段储层孔隙类型可分为原生残余粒间孔、次生粒间溶蚀孔、粒内溶孔、铸模孔、晶间孔和裂缝6种主要孔隙类型;研究区须四段砂岩中可见多种孔隙组合类型,主要有:残余原生粒间孔-溶孔型,晶间孔-溶孔型,其次还有少量的微孔、微裂缝型;孔隙结构可分为4种类型:Ⅰ类粗喉大孔型、Ⅱ类粗喉小孔型、Ⅲ类细喉大孔型以及Ⅳ类细喉小孔型等4种类型,其中Ⅰ类粗喉大孔型、Ⅱ类粗喉小孔型为较好类型储层孔隙结构,可以获得一定的工业产能。     

砂砾岩储层孔隙结构复杂模态差异机制

针对砂砾岩储层孔隙结构复杂、模态成因机制不明的情况，以325块岩芯分析化验数据为基础，利用压汞、铸体薄片、扫描电镜及X射线-CT扫描等方法，开展了岩石相分类、孔隙结构模态和驱油效率差异机制的研究，从油田开发与实用相结合的方式考虑，将砂砾岩储层岩相分为3大类、7亚类、13细类。研究表明：不同孔隙结构模态特征及注水驱替效率差异较大。单模态岩石颗粒以粗砂岩为主，孔隙发育程度高，孔隙呈网络状结构，相互连通性较好，注水驱替模式以网络状连通驱替为主，效率较高。双模态岩石颗粒由砾岩和中-粗砂岩两级颗粒组成，孔隙较发育，孔隙呈疏网状结构，相互连通性一般，注水驱替模式以星点状连通驱替为主，效率一般。复模态岩石颗粒由砾石、中-粗砂岩、粉砂或泥质三级颗粒组成，孔隙发育一般，孔隙呈星点状结构，相互连通较差，注水驱替模式以零星散乱状驱替为主，局部存在高渗带，效率整体较差。相同岩相呈不同孔隙结构模态和不同的岩相呈相同的结构模态的情况普遍存在。颗粒排列方式及成岩作用差异改造导致了同相异态，而颗粒分选、磨圆、排列方式等因素形成了异相同态。     

上海冻融淤泥质软黏土孔隙结构特征分形研究

对上海第④土层淤泥质软黏土进行了冻融试验、压汞试验和渗透性试验,并结合分形理论,确定了冻融对土壤孔隙结构的影响.根据分形计算,将上海软黏土中的孔隙分为3类.结果表明,在冻融过程中,中孔和大孔的总分形维数和表面分形维数随渗透系数的增加而增大.最后,提出了由小孔隙和中、大孔隙组成的渗透系数与孔隙结构参数之间的关系,小孔隙的渗透系数比中、大孔隙低几个数量级.