重油在催化剂中的有效扩散系数及扩散受阻因子

通过对大港减压渣油超临界萃取（SFEF）窄馏分在FCC催化剂与SiO2模型催化剂中有效扩散系数的研究,得到了催化剂孔径对有效扩散系数的影响和催化剂的扩散受阻因子。结果表明,SFEF窄馏分在FCC催化剂中的扩散受阻因子均小于1,为受限扩散,在大孔FCC催化剂中的扩散受阻因子是参比催化剂中的2～3倍。当扩散分子直径小于1．8nm时,SFEF窄馏分在孔径大于5．6nm的SiO2模型催化剂中的扩散受阻因子均大于1;当扩散分子直径大于1．8nm时,SFEF窄馏分在孔径为5．6～7．9nm的模型催化剂中的扩散为受限扩散。SiO2模型催化剂的曲折因子为2．87,在经验值范围内。当平均孔径相近时,SFEF窄馏分在模型催化剂中的有效扩散系数比大孔FCC催化剂中大两个数量级,说明有效扩散系数不仅与扩散分子直径与催化剂孔径的比值A有关,还与催化剂的孔结构密切相关,仅用λ来关联扩散受限程度是不准确的。采用SiO2模型催化剂研究有效扩散系数与孔径的关系更为准确合理。     

粉煤灰混凝土孔隙结构对气体扩散能力的影响

通过压汞试验研究了粉煤灰掺量对混凝土孔径分布的影响规律,从气体在混凝土中的扩散机理出发,并结合压汞试验结果研究了粉煤灰掺量对气体O。及CO。在粉煤灰混凝土中扩散能力的影响．结果表明：粉煤灰等量取代水泥达45％时,混凝土总孔隙率、有害孔及多害孔（孔径〉50nm）的分孔隙率、最可几孔径及平均孔径均明显增大;0^2及Co^2气体在普通混凝土及粉煤灰混凝土中扩散时,在大多数孔隙（80％以上）中扩散属于过渡区扩散;在同等条件下气体CO。在粉煤灰混凝土中的扩散能力较气体O^2差;由于粉煤灰掺量对过渡区扩散孔分孔隙率占总孔隙率比值影响不大,导致粉煤灰掺量即使达到45％时对气体的有效扩散系数增大幅度不足】0％．     

松散煤体中氧气扩散系数的实验研究

根据松散介质中气体扩散的理论分析。得出了松散煤体中氧气等效扩散系数的理论计算公式。在静态扩散双容积法的基础上，建立了松散煤体中气体扩散系数的实验测定装置，通过测定氧气在不同空隙率松散煤体中的等效扩散系数，确定了它的理论计算公式中修正系灵敏的取值范围，从而得出其与空隙率的函数关系。最后根据热力学原理，推算出松散煤自燃过程中不同温度和压力时氧气等效扩散系数的近似计算公式。     

分子动力学模拟研究:低聚物在高分子母体中的扩散

采用显式表示氢原子的全原子模型,应用分子动力学模拟,在SGI O2工作站和SGI Origin 200服务器上用Molecular SimulationsInc．(MSI)的Cerius2软件研究甲基丙烯酸甲酯低聚物(聚合度n=i～10)在聚甲基丙烯酸甲酯母体中的扩散现象。结果表明,随着低聚物聚合度的增加,从单聚体到三聚体其扩散系数迅速减小,而从四聚体到十聚体其扩散系数几乎保持不变。而且,通过对模拟获得的扩散系数进行标度,所得结果能够与实验得到的数值符合得很好。对低聚物在高分予母体中的扩散机理进行了探讨,在聚合度很小时(三个以下),低聚物可能以整体迁移扩散为主,而在聚合度稍大时,则以局部蠕动扩散为主。     

CO2控水吞吐采油技术分析

结合矿场实验,提出一种间歇式注CO2技术。该技术可提高CO2波及系数,减少CO2在储层中的反应时间,主要适用于CO2气体采油技术。注CO2控水吞吐采油在高含水稠油油藏开发效果已通过生产实践验证。     

黑59区块回注气驱CO2浓度优选

国内部分油田进入了三次采油期.采用CO2驱油提高采收率,具有低碳环保、经济高效等优势,已经得到了推广应用.回注气驱油技术作为CO2驱替技术的一个延伸,其组分的确定对矿场提高采收率具有十分重要的意义.本文针对松辽盆地的油藏特征,进行了细管实验分析和数值模拟研究,分析了回注气组成对最小混相压力的影响以及不同CO2纯度下的驱油效率特征.同时,应用油藏工程方法,确定了回注气提高采收率的工程技术指标,为矿场回注气的高效开发提供技术参考.实验分析和数值模拟结果均表明,黑59区块回注气CO2浓度比例不低于93%时,驱油效果最佳.     

CO2-原油体系混相状态的渗流特性

为研究CO2-地层原油在混相驱替过程中的渗流特性,分别利用一维填砂模型和平板砂岩模型在油藏条件下进行实验.一维填砂模型实验着重分析了驱替过程中流体组分的含量变化,而平板砂岩模型实验从宏观角度显示了CO2在岩石孔隙中的渗流特征.结果显示:CO2对原油中的轻质组分具有明显的抽提作用.采收率、含水和气油比曲线亦表现出CO2在孔隙介质中渗流的复杂特征,证实CO2混相驱油可以大幅提高采收率.根据含水饱和度分布场图可知:CO2与原油混相后,流体黏度降低、渗流阻力减小,同时CO2/原油相与部分接触水能形成近似于三相混相的状态,这是提高采收率的重要原因之一;实验研究还表明CO2以高密度气体形式进入饱和水、饱和油无法进入的微孔隙,从而扩大了波及体积.     

循环伏安法测定氢在金属钛中的扩散系数

采用循环伏安法于三电极测试系统中测定氢在金属钛片中的扩散系数,经实验结果表明,当TA1钛金属薄片的循环伏安曲线中氧化峰峰位,随着电位扫描速度的增加而向正方向移动时,说明氢在钛中的扩散过程是完全不可逆反应过程.而氢的氧化峰峰值电流Ip与电压扫描速度的平方根v1/2之间存在线性关系,氢原子的扩散过程是整个电极反应的控制步骤,测得氢扩散系数DH为3.31×10-3cm3/s,从而为进一步研究金属钛抗酸碱腐蚀机理及氢在金属钛中的扩散行为提供依据.     

方解石水溶液结晶的分子动力学模拟

将方解石水溶液看作正则系综,采用分子动力学方法对构建的方解石水溶液进行模拟计算,模拟了温度从273～373K变化时方解石水溶液的结晶情况.通过分析不同温度下的扩散系数,径向分布函数图以及结合能的大小,得出水溶液随着温度的升高,水分子的扩散系数不断增大,Ca2+和CO23-的扩散系数在293K时相对较小,容易结晶.计算了293K时方解石水溶液中的Ca2+和CO32-的径向分布函数,得到在距离为2.1处最容易结晶.另外,通过计算得到方解石在(1-1 0)晶面与Ca2+,CO32-的结合能为-0.38 kcal/mol.     

煤屑瓦斯扩散系数时间响应规律研究

为探讨煤屑瓦斯扩散系数随时间变化的响应规律,选取典型煤样进行煤屑瓦斯解吸扩散实验,建立了扩散系数随时间变化的球形煤屑瓦斯扩散微分方程,通过变量代换方法将得到的微分方程转化为经典的扩散方程,并运用分离变量法得到了煤屑时变扩散系数的理论解;基于扩散规律理论解对煤屑瓦斯解吸实验实测解吸数据进行分析,利用Matlab软件编制程序进行解算,得出瓦斯扩散系数的时间响应规律。研究结果表明:煤屑瓦斯等效扩散系数随时间响应规律符合幂函数关系,采用瓦斯扩散系数时间响应模型比经典瓦斯扩散模型和煤屑瓦斯扩散实验吻合度更高;煤屑瓦斯扩散系数时间响应模型描述煤层的瓦斯运移过程更合理、更准确。     

二氧化碳在水中扩散系数的实验测定和计算

当二氧化碳注入海底后,液体二氧化碳或者二氧化碳水合物能否稳定存在,其中重要的参数之一就是不同情况下二氧化碳在液体中的扩散系数。在水温4～30℃,压力为1MPa下,用自制的实验设备测量了二氧化碳的扩散系数。结果表明,在高压条件下,扩散系数是一个与浓度有关的量。根据短时间内扩散量与时间平方根之间存在着线性关系,引入不定函数描述与浓度有关的扩散过程,得到了二氧化碳-水体系与浓度相关的扩散系数的数据,并拟合得到了所研究情况下二氧化碳的扩散系数与温度、浓度等因素之间的计算式。     

Time-varying diffusion characteristics of different gases in coal particles

Based on the analytical solution of gas diffusion in spherical coal particles with a constant diffusion coefficient, a calculation method of time-varying diffusion coefficient is proposed by constructing objective function. The time-varying diffusion behavior of methane, nitrogen and carbon dioxide in the coal particles was studied. The results show that with the increase of diffusion time, the diffusion coefficients of methane, nitrogen and carbon dioxide gas in the coal particles exhibit an attenuation characteristic, eventually approaching a limit value individually. The diffusion coefficient of carbon dioxide is larger than methane, and the diffusion coefficient of nitrogen is smallest. Significant phenomenon of limited diffusion was observed for coal of strong adsorption capability. Through the analysis of the diffusion coefficient of gases at different diffusion time, a mathematical model describing the time-varying diffusion characteristic of gases is obtained. The implementation of mixed gases to replace coal bed methane has a very important practical significance.     

储粮中CO2气体的扩散特性及霉菌活动监测研究

将一定量高水分粮食作为模拟霉变点,按照试验的需要埋设在模拟储藏粮堆内,研究霉菌生长产生CO2气体在粮堆中的扩散特性,探索利用气体扩散规律监测储粮霉菌活动的可能性.结果表明:CO2气体可在粮堆中快速扩散,高温能进一步提高扩散速率,30℃比15℃试验组扩散400 mm的速率高58％;霉变发生部位的CO2气体浓度显著高于相隔一定距离检测点的CO2浓度(P＜0.05),但两点间不同浓度CO2气体的扩散比值没有显著差异(P＞0.05);在敞口储藏状态下,粮堆表面CO2气体散失量较大,检测靠近粮堆表层的CO2气体浓度难以准确反映粮堆的霉菌活动状况.CO2气体在粮堆水平方向的扩散具有向底部沉降的特性,可重点在粮堆的中、下层设置气体检测点,以便灵敏、可靠地监测储粮霉菌的危害.     

超临界CO2增透煤热流固耦合模型与数值模拟

针对中国绝大多数高瓦斯煤层渗透性低以及低渗透煤层强化抽采瓦斯效果不理想的现状,结合超临界CO₂强扩散和溶解增透孔隙介质等独特优点,依据超临界CO₂作用后煤微观孔裂隙的演化特征,得到煤微观孔隙率和渗透率演化方程,根据孔隙率的变化确定损伤变量,考虑体积应力、温度、孔隙压力及超临界CO₂溶解增透作用的影响,建立超临界CO₂作用后煤的热流固耦合力学模型,利用ABAQUS软件提供的场变量子程序,结合PYTHON脚本和子程序二次开发功能,实现低渗透煤层注超临界CO₂增透规律数值模拟。结果显示：超临界CO₂注入后,注气孔周围煤体内体积应力、温度及孔隙压力变化明显,随着距注气孔距离的增加,影响程度逐渐减弱,并趋于稳定;经超临界CO₂作用后,注气孔周围煤体内不断萌生新的孔裂隙,并与原有的孔裂隙相互贯通,随注气时间的延长各级孔裂隙不断向煤体纵深演化发展,煤微观孔隙率较注气前提高了2个数量级;超临界CO₂的致裂增透作用引起煤体不同程度的损伤,距注气孔越近,损伤程度越大,损伤增加越快,注气时间越长,损伤增加的幅度越大;煤微观孔裂隙的有效发育为煤层气的扩散渗流提供了更多的运移通道,使煤体渗透系数较注气前提高了3个数量级。     

食品级二氧化碳提纯塔优化控制模型

利用相关系数阵的条件数研究 CO2 影响因素之间的复共线性 ,利用对数回归方法建立成品 CO2 浓度与影响因素之间的非线性回归模型。结果表明 CO2 影响因素之间的复共线性可以忽略。经检验 ,回归方程与回归系数均有较好的显著性。回归模型拟合程度较好 ,对实际生产具有指导意义。同时 ,利用改进单纯形法寻找 CO2 浓度达到 99.5%左右时的最佳控制点 ,得到了令人满意的结果     

磷化氢和二氧化碳混合气调对土耳其扁谷盗(CryptoIestes turcicus Grouville)成虫毒杀作用的研究

本文研究了磷化氢和二氧化碳混合气调对土耳其扁谷盗(Cryptolestes tsrc-icus Grouville)成虫的毒杀作用。二氧化碳能增强磷化氢对土耳其扁谷盗成虫的毒力,增效系数因二氧化碳浓度而异,其最高增效系数为7.96。在混合气调中,二氧化碳增效的最佳浓度为16—32％(容积比)。呼吸作用的研究表明:在 8％二氧化碳条件下,试虫的耗氧量比正常大气增加2.17倍,二氧化碳浓度继续增加到64％时,耗氧量有所降低。试验结果还表明,在混合气调时,当二氧化碳浓度较低,磷化氢毒性增加主要是由于二氧化碳刺激试虫的呼吸所至;在高浓度二氧化碳条件下,由于二氧化碳对试虫的麻醉作用,磷化氢毒性反而降低。此外,随着二氧化碳浓度的增加,试虫对磷化氢的吸收也随着增加。     

润滑油在CO2冷剂系统中的溶解能力及传热研究分析

介绍了润滑油在CO2空调系统中的作用.从CO2的介电常数、密度和扩散系数等方面,分析了超临界状态CO2的溶剂能力,得出了超临界状态CO2溶解非极性润滑油的能力较常态下CO2有较大提高,以及通过在CO2制冷系统中加入少量的共溶物质,可大大增加润滑油在CO2中溶解度,增加其互溶性,保证超临界状态下的CO2制冷系统的正常运行;结合国内外学者的研究结果,提出酯类合成冷冻机油POE较适合CO2冷剂系统;同时还对"润滑油对CO2冷剂系统传热性能影响"的国内外研究现状进行了分析,指出了有待进一步研究的问题.     

CO_2在多孔介质中的运移规律研究

低渗透油藏的储量是油田难动用储量的主要部分,提高这部分油藏的采收率是研究的重点.注CO2提高原油采收率技术由于其独特的优点,已经在国内外多种油藏和各种地质条件下得到了成功应用.通过室内模拟研究CO2在地层中运移机理,得出如下结论:多孔介质中填充水相后对CO2扩散速度影响巨大,水相溶解CO2后与矿物反应损耗是CO2扩散的限制因素;渗透率对扩散的影响程度比温度的影响大;高压下气体扩散速度增加缓慢.根据单相渗流规律结合实验,推出与CO2扩散相关联的温度、压力、渗透率三者之间的关系.     

轻质油藏注空气提高采收率氧化反应速率实验研究

为了分析轻质油藏（如胜利和中原油田）注空气提高采收率的可行性,利用近绝热氧化反应装置,模拟了目标油藏原油与空气的低温氧化反应过程,基于假设的原油与空气反应式及简化的Arrhenius 方程,考察了不同地层温度、压力、粘土含量对反应速率的影响,分析了产出气体组分中氧气和二氧化碳含量。结果表明,目标油藏原油可以发生低温氧化反应,注空气提高采收率技术可行;氧化反应速率受地层温度的影响较大,压力及粘土含量次之;模拟温度在９５ ～ １３０ ℃ 时,温度升高速度很慢,未检测到大幅升温情况。     

基于“源-汇”理论和生态阻力面(UEER)模型的新疆和田地区沙源扩散路径

厘清沙源扩散路径是荒漠化防治的重要方面。基于“源-汇”景观生态学理论,以新疆和田地区为研究对象,应用生态阻力面(UEER)模型提取沙源地、构建沙源扩散生态阻力面,共提取了和田地区128条沙源潜在扩散路径,并通过重力模型筛选出71条沙源扩散重要路径,识别出48个沙源扩散节点,其中Ⅰ类沙源扩散节点31个,Ⅱ类沙源扩散节点17个。结果表明:新疆和田地区沙源高度扩散风险区域面积为11 267.8 km²,占研究区总面积的5.54%,主要分布于和田县中部、墨玉县北部、民丰县中部及南部,其中一级源地面积为8 290.18 km²,二级源地面积为1 955.76 km²,三级源地面积为1 021.93 km²; 沙源扩散路径密度较高的区域集中分布于和田地区西北部,该区域沙源扩散作用最强,东南部沙源扩散作用较集中,中部沙源扩散路径较少,沙源扩散作用最弱; Ⅰ类沙源扩散节点位于绿洲、荒漠交错区域,是防沙治沙的关键节点。上述研究结果可为新疆和田地区荒漠化防治决策提供依据,同时作为对“源-汇”理论应用于沙源扩散路径的探索,为今后类似研究提供参考。