冰-水-气生成天然气水合物的实验研究

设计了冰 水 气生成天然气水合物的实验装置 ,并对冰 水 气在冰点以下生成的天然气水合物进行了初步实验 ,得出了在冰点以下关于天然气水合物的生成条件、生成速率等方面的结论 .研究结果对实现天然气水合物的开发利用 ,深入研究青藏高原多年冻土区天然气水合物的形成规律 ,及未来开发冻土区天然气水合物的资源等 ,均有参考价值     

气主导体系集输管道水合物堵塞形成与沉积特性研究综述

为了保障天然气集输管道的安全平稳运行，避免水合物堵塞的形成及其诱发的局部憋压风险，本文分析了天然气水合物结构与性质、热力学与动力学模型和管道水合物沉积、堵塞机理研究进展,并对集输管道天然气水合物防治提出展望。研究表明,气主导体系管道水合物沉积机理主要有以下两种：一是由管壁上凝结液膜的水合物生长引起,其中自由水含量、气体速度、流型变化、气相持液率、过冷度以及管壁表面形貌等因素影响水合物沉积行为；二是气相液滴形成的水合物颗粒通过内聚作用聚集生长为水合物层,从水合物颗粒间粘附强度角度考虑水合物层的剥落和分离,为通过提高气体临界流速来去除水合物沉积层提供了新的思路。本文的研究可为管道水合物堵塞分类分级管理和高效防控研究提供参考。     

水合物藏钻探中的环空多相流溢流特性研究

含天然气水合物相变的环空多相流动问题是天然气水合物藏钻探过程中井筒流体力学问题的一个关键．考虑天然气水合物的相变,建立了溢流期间环空各相流体的连续性方程、动量方程以及能量方程．模拟计算结果表明：溢流期间,天然气水合物的生成区域会随着循环流量的增大或抑制剂浓度的提高而减小,可通过增大流量和抑制剂浓度使水合物的生成区域脱离海底,减小防喷器管线被堵塞的危险;水合物的生成使环空中气体体积分数降低,泥浆池增量减小,给溢流检测带来延迟;当检测到有气侵发生时,水合物藏分解速率比较小时,井筒中生成水合物的可能性要比分解速率大的情况下更为严重;水合物相变对井底压力的影响较小,在工程中计算井底压力时可以忽略;由于天然气水合物的生成使得关井套压值不能真实反应气侵情况,而且随着时间的增加情况会更加严重．     

冰—冰—气生成天然气水合物的实验研究

设计了冰－冰－气生成天然气水合物的实验装置,并对冰－冰－气在冰点以下生成的天然气水合物进行了初步实验,得出了在冰点以下关于天然气水合物的生成条件、生成速率等方面的结论,研究结果对实现天然气水合物的开发利用,深入研究青藏高原多年冻土区天然气水合物的形成规律及未来开发冰土区天然气水合物的资源等,均有参考价值。     

天然气水合物新型动力学抑制剂抑制性能研究

提出了一种组合天然气水合物动力学抑制剂GHI1(聚乙烯吡略烷酮(Inhibex157)与二乙二醇丁醚按1:1的质量比组合而成).在温度为4℃、压力为8.5～9.0 MPa下的1.072 L反应釜内,采用定容法,通过反应引起的温度和压力变化,研究了GHI1对天然气水合物形成的抑制性能,比较了不添加抑制剂、添加商用抑制剂Inhibex501、添加GHI1以及Inhibex157后的水合物大量生成时的温度变化,并分析了添加Inhibex501和GHI1后水合物大量生成时的时间,探讨了组合抑制剂的抑制机理.研究结果表明:在天然气和水的反应体系中添加质量分数w为0.5%的GHI1后,天然气水合物生成的平均引导时间为4 800 min,不添加抑制剂几乎没有引导时间,添加w为0.5%的Inhibex501后,水合物生成的平均引导时间为2 100 min,只添加W为0.5%的Inhibex157,平均引导时间为650 min;机理分析认为GHI1中的Inhibex157主要阻止天然气分子进入水合物笼,而二乙二醇丁醚则阻止水分子进一步形成水合物笼.     

气体组分变化对油井水合物生成温度的影响

近年来对于气井井筒水合物生成研究甚多,而对油井水合物的生成研究则较少,且由于在重力作用下油相将气、水两相隔开给水合物生成条件测试造成了困难。为此,将测定油气水三相水合物生成问题转化为原油脱出气与水生成水合物的问题,首先开展了油气水三相水合物生成条件测试实验,并以此为基础评价优选出了适用的水合物生成条件预测模型;然后结合油藏流体相图和井筒压力温度预测方法及采出井井流物天然气组成的动态相态数值模拟预测,讨论了天然气组成含量随井深的变化规律;最后采用井口、井深1 000 m和井深1 900 m处组分数据预测了井筒水合物生成温度剖面,验证了气体组分变化对井筒水合物生成温度的影响。实验及计算结果表明:不同含水率对水合物的生成条件并无影响,各模型中简化牛顿热力学模型误差为7.31%,预测精度相对较高;随井深增加,轻烃逐渐下降,重组分逐渐增大;最后指出,采用组分数据预测油井水合物生成温度剖面时,其数据选择尤为重要,否则可能导致预测的准确性降低。该研究成果对于准确预测油井水合物的生成条件具有重要的意义。     

酰胺类动力学抑制剂在水合物体系中形成氢键从头计算

对含有动力学抑制剂的水合物体系中的氢键,应用量量子化学MP2从头计算方法在6-31G（d）的基组水平上进行几何优化,计算了水分子之间和抑制剂与水分子之间形成的氢键键长、电子密度和相互作用能,从量子化学角度探讨了水合物动力学抑制剂的作用机理．计算结果表明动力学抑制剂与水分子形成的氢键明显强于水分子之间形成的氢键,抑制剂通过与水分子形成氢键阻止了水合物进一步生成．     

影响水合物形成条件因素敏感性分析

针对天然气水合物的形成条件影响因素,通过实验测试手段,研究了天然气水合物形成时天然的组成、酸气含量、水的矿化度、醇类等各种因素对形成的压力温度条件的影响,通过大量的实验数据的得出：天然气的组成以及各组分的摩尔份数直接影响水合物形成的热力学条件,在一定的压力下,水的含盐量越高,水合物的生成温度越低。当天然气中含有CO2和H2S等酸性气体时,将提高水合物的生成温度和降低水合物的生成压力,特别是硫化氢的影响尤为显著。醇类和电解质体系对水合物的形成具有较大的抑制作用,相同浓度甲醇的效果优于乙二醇,相同浓度NaCl的抑制效果比CaCl2好。     

盐水体系中天然气水合物降压开采数值模拟

考虑盐浓度的分布,根据质量守恒、能量守恒、天然气水合物的分解动力学等方程建立天然气水合物储层降压开采的数学模型,该模型可描述三相八组分水合物储层开采的多相非等温渗流过程.利用该模型对一维条件下纯水和含盐富水相体系水合物的开采动态进行模拟计算.结果表明:模拟结果与试验结果具有较好的一致性;在盐水体系的水合物藏中,盐影响了水合物的相平衡,加快了水合物的分解,压力传播比纯水体系的快得多,并使得试验和模拟的瞬时产气量波动很大.     

二氧化碳气体水合物生成特性的实验研究

在小型高压水合物反应装置上研究了二氧化碳水合物的生成特性.实验结果表明,静态系统下,二氧化碳气体在纯水体系中的生成速率非常缓慢,只在气-液界面处有一薄层浆状水合物生成.通过添加适当的表面活性剂可以有效改善气-水体系的传质阻力,增加气-水接触面,显著提高水合物的生成速率.     

多相混输管道水合物生成及其浆液输送

根据经典的理论研究,依托良好的实验条件,对多相混输管道水合物生成及其浆液输送规律进行研究。结果表明:综合结晶本征动力学传热与传质所建立的水合物壳双向生长模型能有效预测油水乳状液下水合物生成过程中的气体消耗量;在高压水合物生成实验环道上,借助FBRM(颗粒粒度分析仪)和PVM(颗粒录影显微仪)设备可探究水合物生成过程中颗粒/液滴的分布规律;考虑到多相混输管道水合物浆液的输送安全性,流动须满足"最低安全流量"的要求;在高压水合物生成实验环道上,可直观研究不同含水率下天然气-水合物浆液的流型特点。     

膨胀石墨的制备、结构和应用

介绍了膨胀石墨的制备方法、结构、性能及其应用,并对其发展趋势作了展望．在制备方法上重点介绍了化学氧化法、电化学氧化法和一种氧化插层与膨化过程可同时进行的特殊方法——爆炸法．在结构与性能上重点介绍了微观结构,根据微观孔的形成特点和大小进行了四级孔隙的分类．在应用上重点介绍了膨胀石墨在环境保护和生物医学领域的吸附性运用．提出未来的研究方向是探讨反应因素对膨胀石墨结构和性能的影响关系及其深层次的影响机理,并深入研究含油废水动态影响吸附性能的因素．     

采煤机截割部行星传动齿轮啮合动力学仿真

为了分析采煤机截割部行星传动机构齿轮啮合动载系数的影响,利用Pro/E建立了某采煤机截割部两级行星传动机构的三维实体模型,导入到LMS Virtual.Lab Motion模块中,分别进行了有无润滑油影响两种情况下重合度引起的时变啮合刚度动力学仿真。结果表明,不考虑润滑油影响时,高速级外、内啮合的动载系数分别为1.045和1.003,低速级外、内啮合的动载系数分别为1.024和1.014;采煤机截割部行星传动处于低速、重载运行状态,润滑油对其动态动载系数影响相对较小,对于220号和320号齿轮油,高速级外、内啮合的动载系数分别增加了1.53%～2.58%和3.79%～4.19%;低速级外、内啮合的动载系数分别增加了0.88%～1.37%和1.68%～1.97%。     

模拟废水中重金属离子Cr^6＋的处理试验研究

论述了磺化煤的制备方法和原理。研究了磺化煤吸附模拟废水中重金属离子Cr6 的吸附特性及其粒度、用量、吸附作用时间、吸附温度、pH值和吸附液初始浓度对吸附量的影响,初步探讨了磺化煤吸附重金属离子的机理。试验研究表明,pH值是影响磺化煤吸附作用的主要因素,吸附性能随着pH增加发生变化。磺化煤吸附Cr6 的动力学研究表明,吸附符合一级吸附动力学模型。磺化煤对重金属离子的吸附模型符合Freundlich吸附等温式。     

Advances in geochemical research on nanometer materials

Important advances have been made in the field of geochemistry since nanometer science and technology were introduced into the field of geoscience. The nanometer particulates have been discovered in naturally-occurring ore deposits, volcano-eruptive materials and geo-gases, and a more detailed exploration of the metallogenic mechanism of endogenic metallic ore deposits has been conducted. It is considered that some ore-forming metals may transport in the form of native particulates. Because they have very strong capabilities of adsorption, adsorption is always regarded as an important mechanism of metallogenesis under supergenic and low temperature conditions. Therefore, a new technology of ore exploration has also been developed. This paper attempts to review the new advances in geochemical research on nanometer materials, as well as its perspectivess.     

向海湿地土壤草根层对铅镉的静态和动态吸附能力的研究

对向海湿地采集的土壤草根层进行了吸附Pb2 ,Cd2 的静态和动态实验,结果表明土壤草根层吸附Pb2 ,Cd2 的过程符合Langmuir和Freundlich等温吸附曲线(n=8,P=0.02),动态实验的饱和吸附量约是静态实验饱和吸附量的6倍,且吸附Pb2 的能力大于吸附Cd2 的能力.通过分析动态实验流出液的pH值、有机质含量和电导率,对土壤草根层吸附Pb2 ,Cd2 的机理进行了探讨,初步推测土壤草根层对Pb2 ,Cd2 的吸附属于离子交换吸附.     

Kinetics of Dyes Adsorbed by Chitosan

A study on adsorption of Acidic Blue RAWL and Cationic Blue X-GRRL dyes by chitosan have been conducted. The adsorption kinetic parameters including adsorption rate K and effective diffusing coefficient D'i under the optimal pH ranges have been determined. Analysis through the enthalpy calculation reveals a substantial thermodynamic difference between the adsorption processes of the two dyes, which helps to understand the adsorption mechanism by chitosan.     

超声波和AES对原油的降粘试验简

通过试验得到：在去离子水中掺入AES后,其表面张力系数显著降低了,AES的浓度越大,其表面张力越小.该溶液经超声波处理后：表面张力系数有一定的上升,超声波功率越大、作用时间越长,表面张力系数上升越大;随超声波作用时间的增加,该溶液的化学需氧量越来越小,但随作用时间的增加,下降的趋势变慢.掺入AES后,原油的粘度有了较大的降低,其降粘率超过了80％.超声波对掺入AES的原油作用后,原油的降粘率超过了92％.     

亚硝基R盐在汞电极上的电化学行为

研究了亚硝基R盐在汞电极上的电化学行为和电极反应机理.结果表明亚硝基R盐在汞电极上的电极反应为准可逆过程,电子转移数为4,其被还原为其相应的氨类化合物;吸附符合福兰克林吸附方程,吸附系数β=3.63×105 L/mol,饱和吸附量Γs=1.00×10-10 mol/cm2,吸附因子υ=0.94.     

漂白废水中AOCl测定方法研究

采用自制吸附装置测定了漂白废水中的AOCl。通过对水的吸附次数、吸附时间以及燃烧时间和气体流量等条件试验,建立了本实验方法。方法操作简便,具有较高的准确度和重现性,变异系数和加标回收率分别为12%和75%-105%。