科技动态

双疏膜材料实现气体净化膜工业化应用近日,由南京工业大学化工学院仲兆祥教授团队联合多家公司完成的气体净化膜材料设计与制备的关键技术及应用项目,荣获2020年度江苏省科学技术一等奖。由仲兆祥团队发明的膜材料表面疏水疏油改性技术,结合膜表面形貌控制与在线反吹技术的开发,攻克了膜材料易被油性气溶胶污染的难题,开发出国内外首创的双疏膜材料。为实现气体净化膜的可控制备和工业化应用,仲兆祥团队发明了系列气体净化膜应用新工艺,净化后气体粉尘浓度小于5 mg/m³,另外他们还发明了高附加值粉体产品回收工艺。     

生物质基喷气燃料的生产及应用进展

生物质基喷气燃料是指全部或大部分来源于生物资源的喷气燃料，符合清洁低碳、安全高效的现代能源体系的要求。以生物质基喷气燃料替代传统石油基喷气燃料有助于我国早日实现“碳达峰、碳中和”的远大目标。在阐述生物质基喷气燃料生产工艺的发展历程及生物质基喷气燃料应用现状的基础上，提出高密度的生物质基喷气燃料是未来喷气燃料的发展方向，具有多环结构的生物质是合成高密度生物质基喷气燃料组分的优质原料；同时，总结了高密度生物质基喷气燃料组分生产工艺的研究进展，展望了生物质基喷气燃料未来的发展及挑战。     

冷低压分离器油相系统铵盐垢下腐蚀风险的模拟预测

为探究某加氢装置高压换热器管束腐蚀泄漏原因，利用Aspen Plus工艺模拟软件计算了冷低压分离器油相（简称冷低分油）中水质量分数分别为1%,2%,3%时，冷低分油系统的露点温度、氯化铵结晶温度、氯化铵潮解点温度和相对湿度。结果表明：相较于经验的露点温度预测方法，通过引入潮解点、划分系统“湿环境”温度范围判断氯化铵垢下腐蚀风险区域的方法与实际腐蚀案例更为切合；在3种油相含水条件下，换热器管束存在氯化铵垢下腐蚀的“湿环境”温度范围分别为：50~103 ℃,50~161 ℃,50~176 ℃；随着油相中含水量的提高，“湿环境”腐蚀区域逐渐向高温部位迁移，预计铵盐导致的垢下腐蚀将会愈加严重。     

天然油脂乙氧基化物稳定高内相乳液影响因素的研究

以棕榈仁油乙氧基化物(SOE-N-60)为表面活性剂稳定高内相乳液(HIPEs)。通过对乳液外观、微观结构、粒径分布、黏度和流变学测试，研究了油相体积分数、SOE-N-60添加量对HIPEs性能的影响，同时对其稳定性进行考察。结果表明：SOE-N-60添加量为0.6%~1.5%（油相体积分数为83%）、油相体积分数为74%~86%（SOE-N-60添加量为1.0%）时可形成稳定的HIPEs，此时乳液液滴内部形成紧密堆积的网络结构，乳液粒径变小，具有弹性凝胶性质，并展现出很好的黏弹性和触变性，且随着油相体积分数和SOE-N-60添加量的增大，乳液黏弹性逐渐增强，同时HIPEs在(-5±1) ℃、(25±1) ℃、(40±1) ℃下贮存24 h时均具有良好的稳定性。     

高性能硅和铌酸锂异质集成薄膜电光调制器 （特邀）

硅基光子集成平台因其高集成度、CMOS工艺兼容性等特点在光通信领域受到了广泛的关注，而电光调制器作为光通信系统中最为重要的器件之一，承担着将电信号加载至光信号上的关键作用，为打破硅基调制器的性能限制，可利用硅和铌酸锂的大面积键合技术以及铌酸锂低损耗波导刻蚀技术实现高性能硅和铌酸锂异质集成薄膜电光调制器，目前该类调制器的性能可达半波电压3 V，3 dB电光带宽超过70 GHz，插入损耗小于1.8 dB, 消光比大于40 dB。文中对比了硅和铌酸锂异质集成调制器的研究现状并介绍了该异质集成薄膜调制器的结构设计与工艺实现方法。     

临兴区块新型储层保护钻井液技术研究与应用

临兴区块地层非均质性强,具有低孔、低渗、低温、低压的特点,需要后期压裂改造,才能实现工业化气流.随着该区域的钻井数量逐渐增多,储层伤害问题日益突出,笔者对地层进行了敏感性分析,在此基础上,研制了超双疏剂,并对其性能进行了评价.结果表明:超双疏剂能够使岩心孔喉表面润湿性由亲水亲油向疏水疏油转变,有效降低低渗储层发生自吸水锁概率,达到保护储层的目的;同时,3％质量分数的超双疏剂比传统的抑制剂KCl和聚醚胺等具有更好的抑制性能.现场应用表明,加入超双疏剂后的钻井液黏度低、切力高、老化前后性能稳定,应用双疏钻井液体系后现场平均机械钻速提高32.33％,井眼扩大率降低33.89％,作业井日产量平均在35973.5 m3/d.     

致密砂岩油藏能量补充方式评价及优化

针对致密砂岩油藏大规模体积压裂开发后能量补充困难的问题,利用自主设计制作的大型人造三维岩心物理模型和物理模拟实验舱,开展致密砂岩油藏能量补充方式优化研究。实验结果表明:致密砂岩油藏压裂开发过程中,地层能量损耗严重,采取注水或注气的方式可有效进行能量补充;地层中裂缝规模越大,越有利于原油渗流,后续补充能量的传播范围越广,有助于进一步提高原油采收率;从提高驱油效率和扩大波及系数方面优选吞吐渗吸介质,CO₂均优于活性水,CO₂吞吐开发在矿场试验中取得了显著的增油效果,因此,CO₂吞吐作为一种有效的能量补充方式在致密油开发中展现了良好的应用前景。该文分析了致密砂岩储层水平井压裂开发的渗流规律,优选出致密砂岩储层大规模压裂开发后最佳渗吸介质,可为致密砂岩油藏开发设计提供重要的理论依据。     

助力泰页1井获突破

中国石化日前宣布,部署在重庆的重点预探井泰页1井,在湖相页岩新层系喜获页岩气日产7.5万立方米、页岩油9.8立方米。这是四川盆地第一口在该层系获页岩油气流的探井。泰页1井位于涪陵地区北部丰都县仁沙镇,录井公司先后实施了导眼井和侧钻水平井施工,于2020年5月31日开钻,10月25日完成全部录井施工任务。     

基于蜻蜓翅脉结构的连续碳纤维增强树脂基复合材料仿生设计与增材制造

以具有轻质高强优异性能的蜻蜓翅脉结构为设计灵感，在分析翅脉网格结构抗冲击原理的基础上，设计了传统和仿生两类对比结构。采用熔融挤出3D打印机成功制备了具有不同结构的连续碳纤维增强聚乳酸复合材料试样，并对不同结构复合材料试样的拉伸性能和抗冲击性能进行了测试和对比分析。研究分析结果表明：由于拉伸力方向上的连续碳纤维含量相对较少，限制了仿生结构复合材料抗拉强度的提高，但仿生结构的平均抗拉强度为传统结构的1.18倍；当仿生结构复合材料试样受到冲击力时，其内部六边形结构的连接角度会发生变化，从而极大消耗冲击能量，同时具有六边形网格结构的连续碳纤维可以有效阻碍裂纹的扩展，因此仿生结构的平均冲击韧性可以达到传统结构的2.46倍；仿生蜻蜓翅脉结构可以显著提高增材制造复合材料的综合力学性能，且对于抗冲击性能的提高具体突出效果。连续碳纤维增强树脂基复合材料的有效可行的仿生蜻蜓翅脉结构设计和增材制造，可极大扩展其在高冲击载荷领域中的相应应用。