咪唑离子液体抑制甲烷水合物生成实验研究

为了保证油气输送管道正常运行,必须采取相应措施防止水合物大量生成而造成管道及设备的堵塞。为了规避热力学抑制剂用量大、成本高,并且污染环境的缺点,低剂量抑制剂的研究与开发受到研究人员的高度重视。在体系温度4℃,初始压力8.5 MPa的条件下实验研究了质量浓度均为0.1%的1-乙基-3甲基咪唑氯盐(EMIM-Cl)、1-丁基-3甲基咪唑氯盐(BMIM-Cl)、1-己基-3甲基咪唑氯盐(HMIM-Cl)溶液对甲烷水合物生成的抑制作用。结果表明,上述3种离子液体都能够延长甲烷水合物的生成时间,并降低甲烷气体消耗量及水合物的生成体积,即上述3种离子液体都可抑制甲烷水合物的生成。此外,上述3种离子液体抑制甲烷水合物生成效果强弱顺序为:EMIM-ClHMIM-ClBMIM-Cl。     

1-(6-氯己基)-3-甲基咪唑氯盐离子液体载体的合成

探讨了新型离子液体载体1-(6-氯己基)-3-甲基咪唑氯盐的简便、高产率的合成方法。先以氯取代醇和氮杂环化合物(N-甲基咪唑、吡啶)为原料,采用一步法合成了一系列带有羟基的功能化离子液体中间体,然后选择其中在室温下呈液态且对于空气和水稳定的1-(6-羟己基)-3-甲基咪唑氯盐,与氯化亚砜发生分子内的亲核取代反应,合成了新型离子液体载体1-(6-氯己基)-3-甲基咪唑氯盐。合成的4种中间体及目标产物采用红外光谱和核磁共振谱1H NMR等对其结构进行了表征。     

甲基环己烷气体水合物相平衡数据测定与预测

利用恒温压力搜索法在273.60～290.62K温度范围内测量了甲烷和甲基环己烷体系水合物的形成条件,实验结果表明该体系的水合物(H型)相平衡压力比甲烷体系的水合物(Ⅰ型)相平衡压力低1.0MPa以上.根据Langmuir的等温吸附理论,给出了H型气体水合物相平衡计算数学模型.计算结果表明该模型可较好地预测实验体系水合物(H型)的形成条件.     

甲基环已烷气体水合物相平衡数据测定与预测

利用恒温压力搜索法在273.60～290.62K温度范围内测量了甲烷和甲基环已烷体系水合物的形成条件,实验结果表明该体系的水合物（H型）相平衡压力比甲烷体系的水合物（I型）相平衡压力低1.0MPa以上。根据Langmuir的等温吸附理论,给出了H型气体水合物相平衡计算数学模型。计算结果表明该模型可较好地预测实验体系水合物（H型）的形成条件。     

多孔介质及盐度对甲烷水合物相平衡影响

为模拟自然界天然气水合物的合成与分解条件,开发了研究多孔介质中甲烷水合物相平衡特性的实验装置,利用恒定容积法测定了孔隙尺寸、盐度等对甲烷水合物相平衡条件的影响.结果显示多孔介质中甲烷水合物容易生成,诱导时间短.随着孔隙尺寸的增加,甲烷水合物相平衡曲线右移;随着盐度的增加,甲烷水合物相平衡曲线左移;盐度水平和孔隙尺寸水平...     

四氟硼酸盐的合成研究

本文以N-甲基咪唑与1-溴代己烷为原料采用传统方法合成溴化1-己基-3-甲基咪唑[HMIM]Br中间体,通过实验分析反应时间、反应温度及N-甲基咪唑与1-溴代己烷的摩尔比(原料比)对[HMIM]Br收率的影响.中间体经过离子交换.得到化合物[HMIM]BF4.产物的结构经1H NMR确认.与谱图结构一致.     

SDS促进剂对甲烷水合物蓄冷量的影响

甲烷水合物蓄冷量的确定是甲烷水合物蓄冷降温技术实现工业化的关键。为探究SDS对甲烷水合物蓄冷量的影响,根据Clausius-Clapeyron方程及三参数对应态原理,建立甲烷水合物蓄冷量的计算模型。利用可视化水合物蓄冷实验系统,结合定温压力搜索法测定四组不同SDS浓度体系下甲烷水合物的相平衡条件。依据实验数据和该模型计算得到不同体系、不同相平衡参数下甲烷水合物的蓄冷量。结果表明:甲烷水合物具有较高的蓄冷密度,蓄冷量达40~60 kJ/mol;甲烷水合物的蓄冷量不但与相平衡条件有关,还与SDS的添加浓度有关。相平衡温度越高、SDS添加浓度越高,甲烷气体生成水合物时蓄冷量越低。该研究为甲烷水合物蓄冷降温系统的研制提供了参考。     

天然气水合物形成条件的实验研究与理论预测

利用可视化高压流体测试装置在273.58-288.96K的温度范围内测量了甲烷和合成天然气（甲烷，乙烷和丙烷的混合物）水合物的形成条件。实验结果表明，温度越高，水合物形成的压力越高，而且压力的增加率越大。根据van dew Waals-Platteeuw的理想溶液等温吸附理论，应用气体不合物相平衡计算数学模型对实验体系水合物的形成条件进行了预测计算，取得了较好的结果（甲烷水合物相平衡温度的平均相对误差为0．1554％，合成天然气相平衡温度的平均相对误差为0．2403％）。     

溴化1-己基-3-甲基咪唑离子液体的制备

1:本文以N-甲基咪唑和1-溴代己烷为原料合成溴化1-己基-3-甲基咪唑[HMI]Br,研究了反应时间、反应温度及N-甲基咪唑与1-溴代己烷的摩尔比(原料比)对[HMI]Br收率的影响。结果表明:在反应温度80℃,原料比为1:1.3时,其收率分别达到最大值89.18%和92.40%,产物经核磁共振进行了验证。     

利用高压釜合成烷基咪唑碘及在太阳电池中的应用

利用高压釜在无溶剂的条件下合成了离子液体1-甲基-3-丙基咪唑碘、1-甲基-3-己基咪唑碘.结果表明利用高压釜来提高反应温度,使1-甲基咪唑和碘代烷烃按化学计量比进行反应,产率近100%.该方法所得产品纯度高,操作简单无污染,实现了离子液体的绿色合成.另外,将这两种离子液体配制成电解质并组装成染料敏化太阳电池,测量了其光伏性能参数.     

Equilibrium PT curve of methane hydrates in the presence of AlCl<Subscript>3</Subscript>

Using an experimental transparent sapphire high-pressure cell,three-phase (methane hydrate AlCl3 solution methane )equilibrium conditions of methane hydrates in the aqueous solution containing AlCl3 have been investigated under conditions of temperature from 272.15 to 278.15K and pressure from 4.040 to 8.382 MPa ,It could be clearly verified that AlCl3 is of stronger inhibitive effect than that observed for other electrolytes,such as KCl,CaCl2 ,at the same mole fraction,The induction time of the methane hydrate fromation becomes longer when the water activity decreases with the increase of ion charge numbers.Methane hydrates tend to crystallize more easily with higher concentration (AlCl3 concentration of 18%) than lower one (AlCl3 concentration of 10%) in the same electriclyte solution ,An empirical exponential equation is presented to calculate the equilibrium temperature and pressure of methane hydrate stable occurrence ,and to correlate the measured data for aqueous AlCl3 solution .The results show that there was infinitely small discrepance between the theoretical computed values and the data oberseved in actual experiments.     

甲醇-苯-离子液体等压汽液平衡数据的测定

在101.32 kPa下,用改进的Othmer釜测定了甲醇-苯与三种离子液体的三元物系的等压汽液平衡数据,即甲醇-苯-1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([EMIM]BF4),甲醇-苯-1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([BMIM]BF4),甲醇-苯-1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([OMIM]BF4)。实验结果表明,加入离子液体可以使汽液平衡线偏离甲醇-苯二组分物系的汽液平衡线,离子液体摩尔分数越大,偏离程度越大。[OMIM]BF4表现出明显的盐析效应,使甲醇对苯的相对挥发度发生改变,消除了甲醇—苯物系的共沸点。离子液体对甲醇的盐析效应顺序为：[OMIM]BF4 >[BMIM]BF4 >[EMIM]BF4。因此[OMIM]BF4 可以作为甲醇-苯物系萃取精馏的溶剂。     

氯化1-羧甲基-3-甲基咪唑的热稳定性、平衡蒸汽压和升华焓

利用非等温、等温热重分析法(TG),研究了高纯氮气气氛下氯化1-羧甲基-3-甲基咪唑([cmmim]Cl)的热稳定性、平衡蒸汽压和标准升华焓.非等温TG曲线表明[cmmim]Cl的初始分解温度和最大分解速率对应的温度分别为547和570 K.然而长期等温TG研究表明,[cmmim]Cl的最高可使用温度约为433 K.另...     

甲醇-碳酸二甲酯-离子液体等压汽液平衡数据测定

在101.32 kPa下,用改进的Othmer釜测定了含离子液体1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸(BF₄)的甲醇-碳酸二甲酯的等压汽液平衡数据,和含离子液体1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(BF₄)的甲醇-碳酸二甲酯的等压汽液平衡数据。结果表明：加入[EMIM]BF₄和[OMIM]BF₄,汽液平衡线偏离甲醇-碳酸二甲酯物系的汽液平衡线;离子液体摩尔分数越大,偏离程度越大[EMIM]BF₄与[OMIM]BF₄表现出明显盐效应,使甲醇对碳酸二甲酯的相对挥发度发生改变,均消除了甲醇-碳酸二甲酯物系的共沸点。离子液体对甲醇的盐析效应顺序为：[EMIM]BF₄>[OMIM]BF₄。因此,[EMIM]BF₄和[OMIM]BF₄可以作为甲醇-碳酸二甲酯物系萃取精馏的溶剂,汽液平衡数据的测定可为分离过程优化设计提供依据。     

混合离子液体中锌的电化学结晶及生长机理

在1-丁基-3-甲基咪唑氟硼酸盐和1-丁基-3-甲基咪唑氯化物组成的混合离子液体中,研究了锌在Pt,Cu,Fe-Ni基体上的电沉积过程.温度和ZnCl2的浓度等因素对锌电沉积的伏安行为会产生重要影响.计时电流实验表明,锌在上述3种基体上的电沉积涉及到扩散和动力学联合控制下的由2D瞬时成核到3D过程成核的晶核形成和生长过程.扫描电镜分析表明,高温和低浓度下,易形成线状或棒状的纳米沉积层;高浓度和较短的电解时间,将产生纳米颗粒的沉积物;高浓度和较长的电解时间,形成微米尺寸具有六方晶相的Zn沉积层.     

离子液体[C2mim]NO3与[C2mim][MetSO4]的热力学性能研究

采用MDY-2型密度仪在常压、一定温度范围内对离子液体1-乙基-3-甲基咪唑硝酸盐(简写为[C2mim]NO3)和1-乙基-3-甲基咪唑硫酸甲酯盐(简写为[C2mim][MetSO4])的密度进行了测定.结果表明,离子液体的密度随温度升高呈线性下降的趋势.由离子液体的密度值计算得到离子液体[C2mim]NO3和[C2m...     

含乙二醇和盐体系气体水合物相平衡测定与预测

利用可视化高压流体测试装置测定了含乙二醇和盐混合体系中合成天然气（甲烷，乙烷和丙烷的混合物）水合物的形成条件，并结合van der Waals-Platteeuw的理想溶液等温吸附理论，给出了含混合抑制剂（乙二醇和盐）体系气体水合物相平衡计算数学模型。计算结果表明，该模型可较好地预测含混合抑制剂体系的水合物形成条件。     

气体水合物法开发高寒地区湖盐的相平衡预测

中国高寒地区年平均气温为气体水合物的生成提供了天然的温度条件,也为气体水合物法实现高寒地区湖盐的节能开发提供了可能.提出气体水合物法开发高寒地区湖盐的新方法,以van der Waals-Platteeuw模型为基础,结合杜亚和郭天民提出的计算Langmuir常数的三参数方程和计算电解质溶液中水的活度的Pitzer方程,预测饱和NaCl溶液中甲烷水合物、乙烷水合物和丙烷水合物的相平衡条件,对比饱和NaCl溶液凝固点,发现利用环境冷量实现气体水合物法开发湖盐具有实际可行性;与甲烷、乙烷气体相比,丙烷气更适合用于湖盐开发.