超临界CO_2射流特性数值模拟研究

在利用超临界CO_2射流开采非常规油气资源过程中,工况参数的变化对超临界CO_2射流作业效果有较大影响。为揭示参数变化对超临界CO_2射流特性的影响规律,利用计算流体力学方法模拟了不同喷嘴直径、注入排量、围压和流体温度下超临界CO_2射流特性并进行了对比分析。研究结果表明:喷嘴直径和注入排量对超临界CO_2射流冲击性能的影响明显强于围压和流体温度;超临界CO_2射流等速核长度随喷嘴直径、注入排量和温度的增加而增加,随围压的增加而减小,但围压的增加也使超临界CO_2射流流体密度增大,有利于射流冲击作业;围压和流体温度对超临界CO_2淹没射流和淹没水射流速度特性的影响存在明显差别。研究结果进一步加深了对超临界CO_2射流特性的认识,为超临界CO_2射流技术在钻井和喷射压裂作业中的应用提供了理论参考。     

NaA沸石膜渗透蒸发脱除二氯甲烷中的痕量水

利用热浸渍法在α-Al2O3载体管外表面预涂晶种,水热合成了NaA沸石膜;采用NaA沸石膜进行了分离水-二氯甲烷的研究。考察了进料流量、渗透侧压力和进料温度对水的渗透通量和分离因数的影响。实验结果表明,合成的NaA沸石膜厚度约为24μm,与载体结合紧密,膜连续且致密;随进料流量的增加,渗透通量和分离因数均增大;随渗透侧压力的增大,渗透通量减小,分离因数未发现明显变化;随进料温度的升高,渗透通量增大,分离因数减小;在进料流量198 mL/min、进料温度25℃、渗透侧压力0.1 kPa、进料侧压力0.1 MPa的条件下,水的渗透通量和分离因数分别达到0.172 kg/(m2.h)和39 900。     

纤维素非对称中空纤维超滤膜的制备与油水分离应用的研究

以N,N-二甲基乙酰胺为非溶剂添加剂制备了纤维素非对称中空纤维超滤膜,同时考察了外凝胶浴温度以及芯液种类对纤维素非对称中空纤维超滤膜结构和性能的影响,并制备了大尺寸膜组件进行油水分离实验。实验结果表明,非溶剂添加剂的加入提高了纤维素中空纤维超滤膜的渗透通量;且随外凝胶浴温度的升高,膜断面出现更多的指状孔结构,外皮层厚度逐渐减小,渗透通量增大,在外凝胶浴温度为65℃时达到29.3L/(m2.h1);采用二甲基亚砜为芯液,膜内侧皮层消失,外皮层变薄,得到含有大量贯通状孔的更明显的非对称结构;油水分离实验中,在不同油质量浓度的原料液条件下,膜组件对油的截留率均可达到98%以上;并对油质量浓度50mg/L的原料液进行了540h操作考察,渗透液含油量小于1mg/L。     

PVA/PS中空纤维复合膜脱除丙烯中微量水分的研究

以亲水性的聚乙烯醇(PVA)为原料,采用涂敷法制备了PVA/聚砜(PS)中空纤维复合膜,考察了气相丙烯中脱除微量水分的蒸汽渗透性能。分析讨论了PVA的浓度、交联剂用量、热处理温度及基膜对膜蒸汽渗透分离性能的影响。结果表明,在一定的制膜条件及渗透工艺条件下,对于含水质量分数为4.292×10-3的气相丙烯,其渗透通量为19.8 g/(m2·h),分离因子为739。     

改性埃洛石纳米管/Pebax1657杂化膜的制备及其气体分离性能

以聚多巴胺和聚乙烯亚胺为原料,采用表面涂覆法对埃洛石纳米管(HNTs)进行改性,得到无机填料PDH。再以聚醚共聚酰胺Pebax1657为聚合物基底、PDH为无机填料制备了有机-无机杂化膜,利用SEM,XRD,DSC等方法对膜的结构进行了表征,并考察了膜的机械性能和气体分离性能。实验结果表明,PDH在Pebax1657中分散均匀,且二者相容性较好。PDH与Pebax1657间产生氢键,对分子链运动有一定程度的限制,导致玻璃化转变温度升高,结晶度降低。随PDH含量增加,杂化膜的密度逐渐增加,拉伸强度先增大后减小,断裂伸长率降低,杂化膜的CO_2和N_2的渗透系数增加,与纯Pebax膜相比,杂化膜的渗透系数和选择性逐渐接近Robeson上界,气体分离性能有所提高。     

膜技术在分离沼气中二氧化碳的应用

应用中空纤维膜分离沼气中的二氧化碳,是一种新型脱碳方法,比传统脱碳技术具有诸多优势。介绍膜组件结构、二氧化碳/甲烷分离原理及相关产品性能。以中空纤维膜为例,阐述膜组件用于沼气脱碳的典型工艺,包括单级膜分离流程、双级膜分离流程、带二氧化碳回收装置的膜分离流程,通过系统模拟得出产品气与渗透气的组成、甲烷回收率与纯度等参数。     

Co~(2+)固载PVA促进传递膜渗透汽化分离环己烯/环己烷的研究

针对无载体膜分离烯烃/烷烃选择性差的状况,制备了Co2+固载促进传递膜,研究了固载量、阴离子种类、料液温度及料液中环己烯的质量分数等对膜分离性能的影响。结果表明,膜的较佳固载量([Co2+]/[-OH])是0.75;应优先选用尺寸较大且与Co2+之间的离解能较小的阴离子;料液温度升高,膜的渗透通量增加,分离因子下降,但渗透通量和料液温度之间不符合Arrehenius关系;料液中环己烯的质量分数增大,膜的渗透量增大,分离因子下降。     

渗透汽化膜分离技术及其在石油化工中的应用

概述了渗透汽化过程的进展和动向,简述了渗透汽化膜分离技术的基本原理,综述了有机膜、无机膜、有机-无机复合膜3种渗透汽化膜的特点、制备方法及其分离性能和分离特性,介绍了渗透汽化膜组件特别是适用于管状无机膜的圆管式膜组件的研究和开发情况;从有机溶剂脱水、废水中有机物的脱除、有机混合物的分离、酯化反应的强化4个方面着重介绍了渗透汽化膜分离技术在石油化工领域的应用;最后指出了渗透汽化膜分离技术面临的困难和挑战。     

P110碳钢在CO_2多相流介质中的腐蚀特征

采用腐蚀失重、扫描电镜和X射线衍射分析测试方法,研究了在模拟油水气多相流环境中温度、CO_2分压及含水率等因素对P110碳钢油套管材料腐蚀速率的影响规律。研究结果表明,在P110碳钢模拟油水气多相流环境中的宏观腐蚀形貌具有鳞片状不均匀腐蚀特征。在CO_2分压为0.3 MPa,水的质量分数为60%的条件下P110碳钢的腐蚀速率随温度增加而减小;在CO_3分压为0.3 MPa,温度为60℃的条件下P110碳钢的腐蚀速率随含水率增加而增大;在温度30℃,水的质量分数为60%的条件下P110碳钢的腐蚀速率随CO_2分压增加而增大。     

CO_2分离中空纤维复合膜的制备及其气体渗透性能的研究

以甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯(DMAEMA)-聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯(PEGMEMA)共聚物为分离层材料,以聚砜(PSf)中空纤维膜作为底膜,采用浸渍涂层的方法制备了P(DMAEMA-PEGMEMA)/PSf中空纤维复合膜。考察了涂层液中共聚物的含量和涂层次数对中空纤维复合膜的性能以及操作条件(温度和压差)对分离性能的影响。实验结果表明,涂层液中共聚物的质量分数为2%、经4次涂层制备的中空纤维复合膜具有较佳的性能,在35℃,0.2MPa条件下CO2渗透速率达24.3GPU,选择性系数αCO2/N2,αCO2/CH4,αCO2/H2分别为30.9,12.5,1.5;在中空纤维复合膜中CO2,N2,CH4,H2的渗透速率符合Arrhenius关系式;N2,CH4,H2在中空纤维复合膜中的渗透行为符合溶解-扩散模型,CO2的渗透由溶解-扩散和促进传递两部分组成。     

PDMS/PVDF中空纤维复合膜分离有机蒸汽/氮气的研究

制备了用于正庚烷/氮气分离的PDMS/PVDF复合膜。分析讨论了原料气压力、流速、原料气中正庚烷浓度、透过侧压力及操作温度等因素对气体分离性能的影响。在一定的操作条件下,当原料气中正庚烷质量分数为6%时,正庚烷的渗透速率为2.5E-06 mol/(m2.s.Pa),分离因子可达600左右。     

PDMS/PVDF中空纤维复合膜分离有机蒸汽/氮气的研究

制备了用于正庚烷/氮气分离的PDMS/PVDF复合膜。分析讨论了原料气压力、流速、原料气中正庚烷浓度、透过侧压力及操作温度等因素对气体分离性能的影响。在一定的操作条件下,当原料气中正庚烷质量分数为6%时,正庚烷的渗透速率为2.5×10-6mol/(m2.s.Pa),分离因子可达600左右。     

α-Al_2O_3中空纤维复合膜的制备及其对甲醇水溶液的分离

采用聚酰胺酸(PA)-N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)或PA-SiO2颗粒-DMAC涂膜液涂敷,通过300℃亚胺化或800℃碳化处理,对α-Al2O3中空纤维膜进行改性。在改性α-Al2O3中空纤维膜上浸涂聚乙烯醇(PVA)溶液并用戊二醛(GA)交联剂进行交联,制备α-Al2O3中空纤维渗透汽化复合膜,并对甲醇水溶液进行渗透汽化膜分离,考察了温度、料液浓度、涂膜液组成对复合膜分离性能的影响。实验结果表明,涂敷PA-DMAC涂膜液并经亚胺化的改性方式最佳,在此基础上浸涂12%(w)PVA溶液和6%(w)GA交联剂制备的复合膜分离性能较好;在温度40℃、压差100 kPa的条件下,对96%(w)甲醇水溶液的分离因子为25.0,渗透通量为15.0 g/(m2·h)。     

S Zorb烟气膜分离技术考察

采用以硅橡胶-聚砜中空纤维复合膜制成膜组件的小型烟气膜分离装置,考察了烟气温度、气体流速和压力等工艺条件对S Zorb烟气膜分离的影响。结果表明,作为N₂来源的尾气,其收率和N₂纯度的主要影响因素是膜两侧压差,膜分离温度影响不大,而入膜气适宜流速也主要受压力制约。S Zorb烟气膜分离适宜的工艺条件为,烟气温度(30±15)℃、膜两侧压差(0.40±0.02)MPa;该条件下,SO₂/N₂的分离系数为2.7,渗透气中SO2质量分数达105%左右,可送入Claus装置进行硫磺回收,而尾气的体积收率约为60%,尾气中SO₂质量分数不高于0.5%,可以作为N2回用于S Zorb装置。     

分子筛膜的研究进展

综述了分子筛膜的合成方法和应用的最新研究进展,介绍了分子筛膜的合成方法,如原位水热合成法、晶种法、堵孔法、微波加热法、脉冲激光沉积法、电泳沉积法、缺陷消除和膜掺杂法等,阐述了分子筛膜对同分异构体、醇-水混合物和 CO_2混合气的分离性能以及对二甲苯异构化反应、脱氢反应和其他反应的催化性能,同时展望了分子筛膜研究的发展趋势。     

基膜热处理对复合膜气体分离性能的影响

制备了用于有机蒸汽正庚烷/氮气分离的PDMS/PVDF复合膜,研究了PVDF基膜热处理温度和时间对复合膜的分离性能的影响,用XPS和SEM对PVDF基膜表面结构的变化进行了研究。结果表明,393.2K、12min热处理后的PVDF基膜表面的C-O、C=O极性官能团增加,增强了表面极性,使得PDMS活性层和PVDF基膜能够紧密结合,而且复合膜的分离性能达到最佳值。在固定测试条件下,分离因子αC7H16/N2为445.7,渗透速率JC7H16和JN2为1.9×10-7、4.26×10-10mol/(m2.s.Pa)。     

普里森分离管现状分析和使用寿命判断

本文介绍了普里森膜分离管的结构、膜分离原理,以及如何根据运行数据判断其使用寿命,以便适时进行膜分离管的维修与更换。