干水对水合物法分离瓦斯中CH_4的影响

以干水中NaCl质量分数、干水中气相疏水性SiO_2质量分数、瓦斯浓度配比为影响因素,利用正交实验法研究干水对水合物法分离瓦斯中CH_4的影响,通过计算获取瓦斯水合分配系数、CH_4回收率、分离因子.运用极差法与方差法分析实验结果,结果表明:干水中疏水性SiO_2质量分数与瓦斯气样配比是CH_4的回收率的显著影响因素,上述3种因素在设定实验范围内对瓦斯水合分离难度和分离净化程度无显著影响;使水合分离难度较低、CH_4的回收率较高、分离净化程度较高的工艺条件为干水中NaCl质量分数1.8%,干水中疏水性SiO_2质量分数5.0%,瓦斯气浓度配比为气样G1.     

高吸水性聚合物对矿井瓦斯水合分离速率影响研究

为探究瓦斯快速水合分离新方法,利用高吸水性聚合物(SAP)饱和吸附四氢呋喃(THF)-十二烷基硫酸钠(SDS)复配溶液促进瓦斯水合物形成,通过高压可视化分离实验获得瓦斯水合过程压力-温度-时间曲线,结合水合物生长速率计算模型,确定出不同反应体系瓦斯水合物形成诱导时间和水合分离速率,分析SAP-瓦斯-水溶液体系的水合作用机理,建立了SAP促进水合物形成的机理假说模型,探讨了瓦斯与水分子在分离载体中的物质传递作用.结果表明:SAP使瓦斯气体与液体的接触面积由7.065cm2增到79.240cm2,提高了甲烷分子进入接触面机率;本文3组添加SAP的实验体系,其瓦斯水合物形成诱导时间较空白实验分别缩短了9,10和3min,瓦斯水合分离速率较空白实验分别提高了0.56,0.53和1.42cm3/min.     

THF-SDS对矿井瓦斯水合分离影响研究

基于瓦斯水合分离实验,研究了3种THF-SDS复配体系(THF,0.50mol/L,SDS,0.20,0.35和0.50mol/L)对3种合成瓦斯气样(Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型)水合分离过程影响,并对THF-SDS复配体系的促进机理进行了初步分析.结果表明:在THF-SDS复配溶液中,φ(CH4)分别为24.90%,40.40%和59.80%的气样经过一级水合分离后,φ(CH4)分别提高13.81%,15.63%和20.04%;THF-SDS复配体系可以改善瓦斯水合分离热力学条件,有效缩短瓦斯水合物生成的诱导时间,随着复配体系中SDS浓度的升高,诱导时间逐渐缩短;然而随着THF-SDS复配体系中SDS浓度的增加,水合物中瓦斯气体含量减少,分离效果变差,高浓度的SDS对CH4-N2-O2-THF-H2O体系水合物晶体生长过程有一定抑制作用.     

ZIF-8体系富集回收炼厂干气中C2H6+C2H4

炼油工业作为一个能量密集型工业,对炼厂干气中轻烃组分气体进行有效回收且利用,将同时解决其一直面临的节能及环保两大难题。采用吸附法以及吸附⁃水合法分离含有C2（即C2H6+C2H4）的模拟炼厂干气M1:C2H6(11.55%)+C2H4(12.46%)+CH4(29.15%)+N2(27.02%)+H2(19.82%),且将分离混合气M2作为二级分离的原料气,完成ZIF⁃8材料对混合气M1的两级分离过程。结果表明,一级分离采用吸附⁃水合分离法使C2组成摩尔分数降低至9.90%;由于原料气M1中C2摩尔分数较高,较吸附分离法,吸附⁃水合法在平衡气相中y_(C_2 )降低幅度和吸附量MC较大;由于C2组分摩尔分数较低,二级分离过程不易形成水合物,因此采用吸附分离法,规避湿ZIF⁃8水分对分离及吸附量造成的负面影响。经过二次分离过程,可以将原料气M1中C2摩尔分数由24.01%降低至2.90%,有效回收了炼厂干气中C2组分。     

干醇-水氧化钙的制备及催化水解COS的研究

以疏水性纳米二氧化硅、去离子水、乙二醇和氧化钙为原料,考察了不同配比对干醇-水氧化钙形态的影响,制备出白砂糖状的干醇-水氧化钙催化剂。考察了活性组分质量、气体流量、醇-水体积比和催化剂使用寿命对COS催化水解的影响。结果发现,在室温、气体流量10 mL/min、催化剂质量2 g条件下,干醇-水氧化钙（组成为：1.0 g氧化钙、40 mL乙二醇、40 mL去离子水、19 g疏水性纳米二氧化硅、搅拌时间10 s）催化COS水解转化率在90%时,该催化剂的使用寿命为3.25 h。     

干水和碱性干碱的制备及催化水解COS的研究

以疏水性纳米二氧化硅、去离子水和碱性物质为原料,考察其质量配比对干水和碱性干碱形态的影响,并制备出像白砂糖状的干水和干碱催化剂。考察不同的碱性干碱、活性组分质量、气体流量和催化剂使用寿命对COS催化水解的影响。结果发现,在室温、气体流量10mL/min、催化剂质量2g条件下,碱性干氧化钙(制备配比为m (氧化钙)/m (去离子水)/m (纳米二氧化硅)=1∶79∶20)催化COS水解转化率达90%时,该催化剂的使用寿命为340min。     

抑制剂对甲烷水合物生成规律影响的研究

天然气水合物储量巨大，是未来替代煤和石油等传统化石能源的新型清洁能源之一。天然气水合物生成、抑制与分解受多种因素的影响，在研究化学抑制剂对水合物分解抑制与加速效果时需要考虑多重因素的影响，如纯水或海水、反应釜内不同气液比、压力等。利用自行研制的可视化水合物生成、抑制和分解模拟装置进行了水合物相关模拟实验研究。在气液体积比为150∶350时，采用实验室自配的动力学抑制剂KHI3和不同质量分数的NaCl进行复配分析，选出最佳复配方案。结果表明，在3%NaCl+1%KHI3（质量分数）复配方案下，水合物不易生成；KHI3质量分数为2%时，水合物成核速率反而增快，对水合物生成起到促进作用。在实际应用中，应该严格控制抑制剂质量分数，避免出现水合物大量生成而导致的管道堵塞。     

水合物法分离烟道气中CO2的实验及模拟研究

利用四氢呋喃（T HF）作为热力学促进剂对水合物法回收烟道气中的CO2进行了分离实验。结果表明,温度为279．15K,压力为1．6MPa时,利用摩尔分数为6．0％ THF水溶液,进行单级水合物分离,模拟烟道气中CO2的回收率可以达到48．55％,在同一温度下,随着压力的增大,平衡气相和水合物相中CO2的摩尔组成呈现下降的趋势。之后采用气-水合物闪蒸模型计算平衡气相和水合物相中CO2的摩尔组成,并与实验值进行了比较,计算结果的精度有待进一步提高。     

"记忆效应"对瓦斯水合物生成诱导时间的影响

运用可视化水合物实验设备,进行两组不同实验体系中“记忆效应”对瓦斯水合物生成诱导时间的影响研究,利用数据采集系统得到5次实验过程的p-T参数,结合同步采集的视频资料对实验数据进行分析,结果表明:在含有水合物分解五面体环等残余结构的实验体系中,诱导时间缩短到平时的1/10~1/20.利用“记忆效应”的影响作用可以加速瓦斯水合物生长的动力学进程并改善其生成热力学条件.     

LAD⁃40对甲烷水合物生成影响研究

甲烷水合物可以作为载体储存、运输天然气,但在自然条件下生成缓慢,需要提高甲烷水合物的生成速率。为此,考察了双性表面活性剂LAD⁃40（月桂酰两性基二乙酸二钠）质量分数（10～500 μg/g）对甲烷水合物生成的影响。结果表明,在压力一定的条件下,LAD⁃40质量分数为0～500 μg/g时,甲烷水合物成核温度变化微小,LAD⁃40未改善甲烷水合物生成热力学条件;LAD⁃40增大了气液接触面积,缩短了成核诱导时间,随着LAD⁃40质量分数的增加,甲烷水合物生成速率线性增加,而气体消耗量变化不大,但与纯水条件下的气体消耗量相比提高显著。     

去除水中的苯酚红的溶剂气浮法研究

研究了溶剂气浮法去除水中的苯酚红,苯酚红通过与表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵形成离子缔合物气浮进入有机溶剂异戊醇而从水中去除。研究表明：苯酚红-十六烷基三甲基溴化铵的摩尔比为1∶2时5 min内去除率可达95%.乙醇对整个溶剂气浮过程影响小,共存溶质NaCl可大大降低气浮效率。气浮速率在一定程度上随着气流速率的增加而增加,基本上与有机溶剂的体积无关。溶剂气浮过程遵从假一级动力学。实验考察了不同温度下溶剂气浮的回收速率,并计算了该过程中的气浮表观活化能为2.24 KJ/mol.     

聚(丙烯酰胺-丙烯酸十八醇酯)疏水缔合行为及环境影响因素

研究了疏水单元丙烯酸十八醇酯与丙烯酰胺-丙烯酸十八醇酯共聚物水溶液性质的关系,及乳化剂SDS、NaCl等因素对共聚物疏水缔合行为的影响。结果表明,疏水单元丙烯酸十八醇酯在共聚物水溶液中的摩尔分数0.64%左右时,共聚物水溶液表现出高的表观黏度;一定质量分数(0.5%)SDS与共聚物水溶液可以形成特殊的微结构,有极强的协同效应,共聚物水溶液的表观黏度迅速增大,其值从未加SDS的35 mPa.s增加到6000 mPa.s;当共聚物水溶液处于临界缔合浓度以上时,NaCl的加入使表观黏度迅速上升,共聚物表现出较好的抗盐性。     

天然气水合物的形成影响因素与浆体输送研究

天然气深水集输管道内极易生成水合物,研究其形成影响因素对管道的安全运行具有重要意义。采用PVTsim建立了数值模型,并基于5种实验数据对模型进行了可靠性分析。利用该模型,模拟在不同工况下天然气形成水合物的边界条件,基于实验和OLGA模拟数据得到了水合物体积分数与介质摩尔分数的定量关系。研究表明,相比压力,水合物的形成受温度的影响更大。在天然气中,加入乙烷、丙烷、二氧化碳、硫化氢,均会使水合物形成范围扩大,而加入氮气,会使水合物形成范围缩小。随着水中盐度的增大,水合物生成范围缩小。外界温度、压力对水合物生成量的影响较小,几乎可忽略不计。基于水合物浆输送技术的研究成果,得到了保障HCFC⁃141b型和THF型水合物浆流动安全的临界甲烷摩尔分数。     

表面活性剂促进乙烯水合物的实验研究

选取绿色、 环保的生物型表面活性剂辛基葡糖苷作为乙烯水合物的生成促进剂进行实验研究, 并简 要探究了其促进机理。首先考察了辛基葡糖苷对乙烯水合物生成条件的影响; 其次考察了辛基葡糖苷对乙烯水合 物生成速率及储气量的影响; 最后利用 H y s y s考察了相平衡条件下乙烯的溶解性。结果表明, 与去离子水体系相 比, 辛基葡糖苷的加入在热力学上对乙烯水合物的影响不大; 在动力学上可显著降低乙烯水合物诱导时间, 生成速 率提升在3倍以上, 储气量的提升在5 0%左右, 其中2 8 3. 1 5K、 2. 2 0MP a下储气量达1 6 4. 7 1, 接近理论储气量; 相平 衡条件下, 乙烯在辛基葡糖苷溶液中的溶解量显著高于去离子水体系, 但远低于水合反应的消耗量。     

反胶束水合萃取藻蓝蛋白研究

反胶束水合萃取技术是将反胶束萃取和水合物生成耦合在一起形成的一项新型、有发展潜力 的分离技术, 可应用于生物物质的活性控制及提取.实验中构建了C TA B/正辛烷-正戊醇反胶束 体系, 通过研究此体系中水合物生成对其内的藻蓝蛋白的萃取作用及纯化效果, 获得反胶束水合萃 取藻蓝蛋白的动力学规律以及温度、压力、CTA B 浓度和初始含水量W0 等对反胶束水合萃取藻蓝 蛋白的影响规律, 为进一步开展水合物法生物质活性控制及反胶束水合萃取技术的研究提供依据.     

掺氢对乙烯/空气扩散火焰碳烟生成影响的数值研究

采用CoFlame程序模拟乙烯/空气扩散火焰中掺氢对碳烟生成的影响。利用含有碳烟前驱物的气相反应机理及其复杂的热特性与输运特性耦合碳烟模型,获得火焰温度、碳烟体积分数、碳烟重要组分摩尔分数及描述碳烟生长过程重要参数的分布,分析氢气的化学效应、稀释效应及热效应对碳烟生成的影响。结果表明:掺氢乙烯火焰温度变化不大,氢气的热效应(与温度改变有关)不是影响碳烟生成的主要因素;掺氢可有效降低碳烟前驱物乙炔、苯和芘的摩尔分数,进而降低碳烟的成核速率、表面生长速率、凝结速率和数密度,最终抑制碳烟的生成。     

硝酸与氯化钾直接法制取硝酸钾工艺研究

采用正交试验对硝酸和氯化钾反应制取硝酸钾过程中的影响因素进行研究。通过极差分析，确定过程的适宜工艺条件：原料的摩尔配比（HNO3：KCl=1.5:1），反应时间为20min，反应温度为30℃，结晶时间为4h，氯化钾通过160目筛子,硝酸浓度25％。选择磷酸三丁酯（TBP）作萃取剂，煤油作稀释剂对母液中2种酸进行分离，效果良好。     

固体超强酸催化合成烷基吡啶类化合物的研究

以乙醛和氨水为原料,颗粒型固体超强酸为催化剂,固定床常压气相条件下合成了以甲基吡啶为主的一系列化合物,考察了反应温度、进料速度以及原料配比对产物组成和收率的影响。结果表明：反应产物主要有3种,分别为2-甲基吡啶、4-甲基吡啶和2-甲基-5-乙基吡啶,在控制进料速度为0.2 mL/min,反应温度为300 ℃,乙醛（质量分数40%）与氨水（质量分数25%）的摩尔比为3∶4时,烷基吡啶总收率最高,可达60.16%,副产物为烷基苯类化合物。     

管壁中不同含水率的气主导体系水合物沉积规律

管道中多相流动条件下的水合物生成和沉积会形成流动障碍,影响正常的油气生产和运输作业。基于水平环状流气主导体系中水合物易在气相中夹带的液滴中形成或者在管壁上生成的特点,建立管壁中不同含水率的气主导体系水合物沉积模型,分析了水平环状流中不同影响因素下的水合物沉积规律。结果表明,在水平环状流中,随着含水率和过冷度的增大,水平环状流中管壁上的水合物沉积速率逐渐增大,最大沉积速率增至原来的3倍,发生水合物堵塞的风险增大;由冷凝水生成的水合物沉积会随着时间的增加而增大。本研究可为后续相关的水合物堵塞以及水合物防治提供理论参考,具有重要的应用价值。     

一株分离自潮间带污泥细菌Clostridium sp. T7产氢特性分析

产氢菌株Clostridium sp. T7分离自天津海水浴场潮间带的污泥.研究起始pH、碳源、氮源、NaCl质量分数对菌株T7产氢性质的影响.结果表明：菌株T7最适产氢的起始pH是6.0,能够利用蔗糖、葡萄糖和果糖等碳源发酵产氢.菌株T7能够利用牛肉膏和酵母粉为单一氮源产氢,不能利用蛋白胨为氮源进行产氢.NaCl质量分数能影响菌株T7的产氢量,海水培养条件（NaCl质量分数为3%）下,最高产氢量是每摩尔葡萄糖（1.48,±0.05）mol,相比之下,淡水培养条件下其产氢量提高20%.NaCl质量分数在0.4%～7%时,菌株T7都能够产氢,这表明菌株T7有望应用于淡水或高盐有机废水产氢领域.