多旋臂气液旋流分离器内气相流动特性分析

为考察费托合成过程中用于油气分离的新型多旋臂气液旋流分离器内气相流场分布特性,明晰离心分离效果,采用RSM湍流模型对分离器气相流场进行模拟研究,所得压降与实验数据吻合较好,表明该模型适用于模拟该分离器。根据结构特点和压力分布特性,将分离器划分为四个区：进料管区、旋臂区、环隙区和分离区。结果表明,气体流经旋臂时运动方向改变产生的阻力损失占总阻力损失的60%以上;经旋臂排出后气体分为三股,即沿封闭罩逆时针上行流和下行流,以及沿旋臂与进料管之间区域顺时针上行流;环隙区轴向高度1.472 m,周向位置45°, 135°, 225°, 315°附近形成轴向速度为零的横向旋涡,同时气体在环隙区内径向位置|r/R|=0.972处出现切、轴向速度的最大值,且运动角度均稳定维持在37.43°附近;分离区内上下行流界限清晰(位于|r/R|=0.854)且切向速度符合Rankine涡结构,拟合得到平均准自由涡旋涡指数n=0.697;旋臂附近区靠近外侧壁面处(|r/R|=0.893)和环隙区内|r/R|=0.972处的切向速度均对入口气速的变化较敏感。     

掺硫碳纳米管作导电添加剂改进磷酸锰铁锂电化学性能

磷酸锰铁锂(LMFP)具有比磷酸铁锂(LFP)更高的能量密度,但因电导率更低,倍率性能较差。本文采用掺硫碳纳米管提升LMFP电极的导电性能,有效提高了LMFP电极的能量密度和功率密度。首先,以亚硫酸钙热解产生的SO₂为掺杂剂,对碳纳米管(CNT)进行气相掺硫处理得到掺硫碳纳米管(SCNT)。与未掺杂CNT相比,SCNT表现出更好的亲水性和导电性。将SCNT水相分散液作为导电添加剂,以水为溶剂制备LMFP电极,分别在室温和-10℃的低温环境下进行倍率性能、循环性能和交流阻抗等测试。结果表明,添加SCNT作导电剂有效提高了LMFP电极的导电性和动力学速率,添加SCNT的LMFP电极在0.2C和5C下可逆容量分别为200 mAh/g和145 mAh/g,显著高于添加了CNT或CB导电剂的LMFP电极。将添加SCNT的LMFP电极与石墨匹配组装全电池,表现出185.0 Wh/kg和665.5 W/kg的超高能量密度和功率密度。     

新型多旋臂气液分离器入口旋流头的预分离特性研究

新型多旋臂气液分离器可实现大直径分离器内的气液旋流高效分离,其入口旋流头结构是分离器的重要组件之一。通过大型冷模实验,对入口旋流头结构的液滴群粒径分布进行非引出式在线测量,从压降和分离效率角度考察了旋流头的预分离性能。结果表明,在入口直管段,初始液滴粒径会在高速气流的作用下迅速进行重新分布,粒径分布呈类正态分布,Sauter平均粒径（SMD）为16.8 μm。在16.95 m/s的气速下,液滴群在H/D=2.47~8.48长度内的入口直管段中运动状态稳定,粒径分布未发生明显变化。在高气速的操作条件下,剪切效应和边壁效应共同作用使SMD略有增大。液滴群在流经旋流臂后,粒径分布发生显著变化,出现“双峰”特征,旋流臂对液滴的聚集效果明显。通过粒径分布分析,预测了旋流臂末端的液滴特征。发现旋流头的预分离性能优越,在压降占比仅3.2%~8.4%的情况下,分离效率占比可高达42.8%~62.5%。入口旋流头结构不仅可以为混合相创造强旋流的初始分离环境,还能借助自身结构特点实现对混合相的惯性预分离。     

改性淀粉凝胶与三元复合驱体系的组合调驱研究

采用双层非均质岩心模型,将调剖和驱油结合,评价不同级差条件下8种开发方案提高采收率的效果。结果表明,岩心渗透率为30×10^-3/1000×10^-3μm²时,单独聚合物驱和三元驱使含水率下降约15%,采收率分别提高6.7%和8.3%。用改性淀粉凝胶封堵后,三元驱岩心含水率下降至44%,明显低于聚合物驱和水驱的最低含水率60%、70%,三元驱、聚合物驱及水驱采收率增幅分别为23.5%、19.2%和10.1%。三元驱能有效启动低渗层位,三元复合驱对低渗层位剩余油的开采效果明显好于聚合物驱。“改性淀粉凝胶体系+三元复合驱”组合调驱采收率增幅为40.4%,好于二者单独作用时的采收率增幅加和35.6%,并比“铬凝胶+三元复合驱”组合调驱采收率增幅高4.3个百分点。岩心渗透率为30×10^-3/2000×10^-3 μm²和30×10^-3/500×10^-3μm²时,“改性淀粉凝胶体系+三元复合驱”组合调驱采收率增幅分别为45.3%和34.4%,三元驱提高采收率25.1%和22.2%,油藏非均质性越严重,该组合调驱体系开采效果越好。     

耐高温酸性清洁压裂液性能研究及适用性探讨

耐高温酸性清洁压裂液配方为：0.1%~5%乙酸、0.1%水杨酸、0.5%~1%阴离子型聚丙烯酰胺稠化剂、0.1%~0.2%季胺盐型阳离子双子表面活性剂和0.5%~3%黏土稳定剂(氯化钾、氯化铵),其余为自来水。研究了不同稠化剂加量下,酸性压裂液的流变性、稠化时间、携砂性以及破胶性等。酸性压裂液呈弱酸性,pH值为4～5。其耐温抗剪切性较好,120℃时的黏度为30~50 mPa·s,140℃时黏度稳定在20 mPa·s左右。压裂液稠化时间在60 s以内。稠化剂加量为1.0%时,压裂液成胶黏度可达140 mPa·s。其携砂能力强,稠化剂加量为0.8%的酸性压裂液单颗砂沉降速率仅0.023 mm/s,而0.8%胍胶压裂液的为0.169 mm/s。压裂液遇到一定量的油、气及地层水时会自动破胶,60~80℃的破胶时间在1 min内,加入过硫酸铵可加快破胶。该酸性压裂液适用于120℃以下的高含钙低渗透储层。     

液体泡沫性能测试方法综述

液体泡沫性能测试是指使用特定方法使液体发泡,通过观测液体泡沫生成或衰变过程对其进行评价。围绕液体泡沫的评价指标、泡沫的产生和观测方法进行了论述。介绍了“发泡力”和“泡沫稳定性”的表征方法,总结了多种发泡方法及其评价指标的特征,论述了传统和现代观测技术及其应用,分析了各测试方法的适用范围及优缺点,为泡沫性能测试实验方案的确定提供参考。     

基于阿基米德双螺旋线原理的水力喷射压裂技术

针对水平井多级压裂双簇水力喷射效果不佳、上下游喷射器冲蚀不均匀和水平井筒内携砂流体中砂粒易沉降等问题,研究了基于阿基米德双螺旋线原理的水力喷射压裂技术。根据阿基米德双螺旋线原理,设计了双螺旋水力喷射压裂管柱及喷射器,并采用可视化试验方法对双螺旋特性进行了室内携砂评价试验;根据牛顿第二定律建立了水力喷射压裂工况下等径直管和双螺旋管柱内携砂流体中砂粒运移的动力学方程,得出了等径直管和双螺旋管柱内砂粒的运动速度计算模型。研究得出,双螺旋水力喷射压裂管柱及喷射器能起到螺旋旋流作用,均衡双簇水力喷射压裂效果和降低上、下游水力喷射器冲蚀的非均匀性;等径直管内砂粒的运动规律符合恒定加速度运动方程,双螺旋管内砂粒的运动规律符合变加速度运动方程。研究结果表明,采用双螺旋结构水力喷射压裂管柱及喷射器是可行的,在均衡多级水力喷射压裂效果和提高水平井筒内携砂流体携砂能力方面具有显著作用。      

基于趋势分析的间歇过程异常工况超早期报警研究

为了实现化工间歇过程阶跃变化中异常工况的早期报警,重点监测过程参数的变化趋势,提出基于最小二乘法的拟合 微分 再微分的化工间歇过程趋势分析方法。采用最小二乘法对历史数据进行拟合,依据过程参数的变化趋势,将间歇过程分为3个阶段。对数据微分求导计算,根据得出的过程参数一阶变化率的取值区间进行间歇过程多时段工况识别,针对危险性较大的阶跃变化过程利用再微分计算过程参数的二阶变化率取值区间,结合滑动窗算法,实现连续的间歇过程异常工况早期报警监测。在聚丙烯装置异常工况早期预警案例分析中,以聚合釜升温过程中上温为目标参数,实时监测上温变化趋势,识别间歇过程工况,并且在上温升温速率过快但温度未超出分布式控制系统(Distributed control system, DCS)阈值时发出警报。结果表明,所提出方法能够在参数状态出现异常的早期发出警报,相比于3σ报警阈值的方法提前24 min 34 s报警。     

陆相断陷湖盆浅水三角洲沉积特征——以高邮凹陷刘五舍次凹戴南组一段为例

苏北盆地高邮凹陷刘五舍次凹是新生代陆相断陷湖盆,其主力层系始新统戴南组一段现今呈（东）南陡、北缓、中深凹的箕状格局。埋藏史恢复表明,戴一段沉积时期刘五舍次凹地势平缓,且沉降中心并非现今深凹带,古地貌远比现今构造格局平缓。物源分析显示,研究区戴一段砂体基本来自北部斜坡带,南部陡坡带供源极少。岩心观察与测、录井资料指示了研究区浅水环境下河控作用为主的沉积特征,认为断陷湖盆在其边界断层活动强度减弱阶段亦可发育浅水三角洲沉积。井震结合预测了砂岩与含砾砂岩空间展布,指出在断陷湖盆浅水三角洲沉积体系中,陡坡带亦可阶段性出现大量重力流沉积。      

催化裂化再生催化剂取热技术研究进展

作为催化裂化过程热量平衡的有效调节手段,再生催化剂取热技术已广泛应用于工业过程中。在总结国内外已有研究的基础上,概述了再生催化剂取热技术的发展历程,分别介绍了外取热技术的分类及工作原理、再生催化剂调温技术和传热强化技术及其研究进展。通过分析发现,取热器的控制性热阻为换热管外部流化区域。因此,根据取热负荷公式,分别从传热温差、传热面积和传热系数3个方面介绍了传热强化技术的进展。重点阐述了环流床传热强化技术,该技术通过借鉴气 固环流思想,能够有效增大颗粒团在换热表面的分率和减小颗粒团的平均停留时间,从而提高传热系数,强化传热过程。