基于G~E混合规则的统计缔合流体方程预测CO_2在水中的溶解度

基于改进的SRK-CPA缔合流体方程和Huron-Vidal混合规则,建立了预测CO_2在纯水中的溶解度的热力学模型(iCPA-HV),并与SRK-HV和PRSV-WS模型进行了对比。实验结果表明,i CPA-HV模型考虑了水的自缔合和CO_2-H_2O的交叉缔合,且模型中的拟合参数可关联成温度的函数;在278~573 K、0.1~140 MPa范围内,采用iCPA-HV模型预测CO_2在水中的溶解度精度最高,平均绝对相对误差(AARD)为4.15%;PRSV-WS模型次之,AARD为6.01%;SRK-HV模型最差,AARD为25.41%。     

基于多米诺效应的输气站场保护层分析研究

针对目前输气站场保护层分析中,在评估泄漏事故后果严重程度时,未考虑由多米诺效应造成的升级事故后果,提出将多米诺效应分析引入输气站场保护层分析中,以期得到更加准确的评价结果。首先,根据API 581中的方法计算设备发生泄漏的失效概率,然后对其进行多米诺效应分析,确定所造成的后果严重度等级,再计算事故场景的发生频率并做出决策。分析表明,由于输气站场的空间限制,一旦发生爆炸事故,引发多米诺事故的可能性较大。在评估事故后果严重度时,考虑由多米诺效应引起的升级事故后果,得到的事故后果严重度等级更实际、更精确。研究成果将为后期风险决策提供更加可靠的依据,确保事故风险在可容忍范围内。     

新型有机胺页岩抑制剂的合成及性能研究

用三乙醇胺和溴乙烷为原料合成了一种新型有机胺页岩抑制剂:三羟乙基乙基溴化铵。采用单因素法考察了三乙醇胺和溴乙烷的摩尔比例、反应温度和反应时间对产率的影响,确立了最优反应条件:三乙醇胺和溴乙烷摩尔比为1∶1.4,反应温度为55℃,反应时间为20 h。产物经红外光谱表征,证明为目标产物。采用线性膨胀率实验、粒度分布实验、页岩滚动回收实验等方法对三羟乙基乙基溴化铵进行了抑制性能评价,证明其抑制性能良好。     

全透明高压反应釜甲烷水合物动力学实验

水合物的生长和分解规律对开发海洋天然气水合物资源，实现深水天然气水合物气液固多相管道输送都具有重要意义。为了进一步揭示水合物的生长和分解特性，本文采用高压全透明反应釜装置，进行了温度0～30℃、压力3.35～8.16MPa和搅拌速率200～1000r/min范围内的16组甲烷水合物生长和分解动力学实验研究。结果表明：实验过程可分为水合物诱导期、快速生长期、缓慢生长期以及分解期这4个阶段。在水合物快速生长阶段，获得了温度、压力、搅拌电机扭矩和水合物生长速率随时间的变化规律，观察到了水合物颗粒的均相和非均相分布状态。通过加热促使水合物分解，揭示了分解阶段温度、压力和分解速率等关键参数的变化规律以及水合物块的分解形态。分析表明，水合物颗粒的分布状态与水合物浆液的流动性直接相关；水合物块的静态分解过程受到分解气传质控制。     

极限工况下的管网“互联互通”改进方案

在全国天然气管道“主干互联、区域成网”(以下简称“互联互通”)基础格局逐渐形成的背景下,天然气管网规模日益扩大、管道分支和气源增加,并且分布不集中、输送方向可变,使得输气方案更加灵活,可以更好地解决某些地域的供气紧张问题;但受现有站场和设备的限制,暂不能满足某些多线组合极限工况,使得“互联互通”的初衷难以全部实现。为了使得现有的各输气干线在实现“互联互通”之后可以满足更多的多线组合工况,在分析“互联互通”背景下M管网工况变化的基础上,研发了可以进行水力仿真和压气站方案制订的计算软件,并对3种极限工况下的不同输气量情况进行了可行性试算,进而基于试算结果提出了相应的管网改进建议。研究结果表明:(1)经验证,软件计算误差满足要求;(2)在M管道某处增设压气站或在某些输气站场配置压缩机组;(3) M管网改进调整后,可以完成大部分的多线组合极限工况,真正实现“互联互通”的输气方案。结论认为,该研究成果有助于推进全国天然气管网早日实现“互联互通”。     

NaCl-KCl-Na2SiO3四元盐水体系溶解度研究

为计算NaCl-KCl-Na_2SiO_3-H_2O中离子溶解度,基于Bromley电解质模型,以NaCl为研究对象建立四元盐水溶解平衡模型,克服了硅酸盐因反应复杂,溶解平衡常数难以计算的问题,并对所收集实验数据,采用最小二乘法得出该模型所需、考虑温度变化的Na~+-Cl~-、Na~+-K~+、K~+-Cl~-、Na~+-SiO■、Cl~--SiO■二元相互作用系数函数。结果表明:相对于实验数据,本文模型平均绝对误差为5.1%,较Zeng方法准确度提升32%,表现出更好的准确性,以及升温、减小Na~+浓度、增大K~+浓度,可提高SiO■溶解度。由此,文中模型可用于NaCl-KCl-Na_2SiO_3水溶液的离子浓度计算及影响因素分析,并为成分更复杂的硅酸盐水溶液以及溶解平衡常数不易获得的盐水体系,提供一种构建溶解平衡模型的新思路。     

微波辐射法在多糖接枝共聚中的应用

多糖是一种可用于合成高性能高分子材料的天然可再生资源,在自然界中蕴藏丰富。天然多糖接枝合成聚合物是制备多糖基材料的一种简便通用的方法。对目前天然多糖研究中存在的问题,接枝共聚的概念和目的,微波辐射法原理进行了介绍。同时对微波辐射法在壳聚糖、藻酸钠、纤维素、淀粉、黄原胶、瓜尔胶等多糖分子接枝中的实际应用进行了综述。     

阳离子型表面活性剂与聚合物复配体系协同减阻作用

为探究阳离子型表面活性剂和聚合物复配体系的协同减阻作用,以阳离子型表面活性剂十六烷基三甲基氯化铵（CTAC）和聚合物聚丙烯酰胺（PAM）为研究对象,设计搭建多功能湍流减阻实验测试装置,实验分析聚合物离子类型对复配体系协同减阻的影响,优选复配体系,进一步研究复配体系协同减阻作用随表面活性剂浓度、聚合物浓度、温度的变化规律。实验结果表明：CPAM-CTAC/NaSal复配体系协同减阻作用>AmPAM-CTAC/NaSal复配体系协同减阻作用>NPAM-CTAC/NaSal复配体系协同减阻作用>APAM-CTAC/NaSal复配体系协同减阻作用。CPAM-CTAC/NaSal复配体系的协同减阻作用在CTAC/NaSal浓度达到聚合物饱和浓度（PSP）0.3g/L时到达顶峰,平均减阻效率高达69.22%;当CTAC/NaSal浓度增加至0.5g/L后,平均减阻率迅速减小至10.08%,复配体系的临界广义雷诺数亦迅速降至7535.20,抗剪切性减弱。随着CPAM浓度由0.05g/L增加到0.2g/L,减阻破坏区减阻率可由9.08%增加至57.49%,临界广义雷诺数由31272.43增加到45033.36,抗剪切性增强;当CPAM浓度超过第二临界缔合浓度（CAC Ⅱ）0.15g/L后,减阻破坏区减阻率增加趋势及抗剪切性增强趋势均变缓。此外,相较于单一减阻剂,复配体系耐温性显著增强,55℃时最大减阻率增至69.05%。     

有机硅-胺类抑制剂PKDAS的研制与性能评价

以N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)和γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-570)为反应单体,以偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,制备了抗高温有机硅-胺类抑制剂PKDAS,其最优合成条件为:n(DMAA)∶n(DMDAAC)∶n(KH-570)=10∶2∶1.5,引发剂加量0.2%,单体总浓度25%,反应时间9 h,反应温度70℃。通过红外光谱分析验证了PKDAS的分子结构,热重分析与扫描电镜的结果证明其不易发生高温降解。用抑制膨润土造浆、泥页岩线性膨胀与热滚回收实验,结果表明,PKDAS对于两者造浆均有着良好的抑制作用,且经220℃老化后亦能维持较强的抑制能力。