称重吸附仪计算等温吸附量方法的推导及应用

当利用称重吸附仪进行吸附实验时,某一测试压力点测试的总质量m_t,是由测试桶的质量m_b、测试桶内装入岩样的质量m_c、岩样吸附甲烷气的质量m_(ag)和测试桶空隙体积内自由甲烷气的质量m_(fg)等四部分组成。而注入甲烷气的质量mi仅包括m_(ag)和m_(fg)两部分。由于测试桶的质量和装入测试桶内的岩样质量都是常数,因此为建立利用称重吸附仪计算等温吸附量的方法提供了方便。根据质量平衡原理和Avogadro定律,经理论推导,得到利用称重吸附仪测试数据计算等温吸附量的方法。同时,还提出了判断甲烷气吸附程度的方法,以及确定饱和吸附压力和饱和累积吸附量的方法。页岩气和煤层气2个实例的应用结果表明,本文提供的方法是正确有效的。     

考虑多组分吸附的页岩气储量计算

页岩气藏是一种主要以游离态、吸附态和溶解态赋存于泥、页岩中自生自储的非常规气藏。由于页岩气存在吸附解吸等特性,常规气藏储量计算方法没有合理考虑吸附气和游离气相所占体积而导致计算的页岩气藏储量偏高。从页岩气藏储层特征及气体赋存形式的研究出发,研究多组分气体吸附情况下的页岩气藏地质储量计算方法。通过实例分析表明该方法更加符合页岩气藏实际,为合理评价页岩气藏的储量和开发方案提供了科学依据。     

多组分和吸附对页岩气储量计算的影响

页岩气藏是1种非常规气藏,因其特殊性导致储量计算方法有别于常规气藏。为此,首先探讨了页岩气藏的特殊性,分析了计算页岩气储量的几种方法,在此基础上考虑多组分与吸附的影响,利用EL模型和IAS理论计算页岩气储量,并与不考虑组分和吸附时计算的储量进行对比。结果表明,多组分和吸附对页岩气储量计算影响较大,同时压力也是影响页岩气储量的重要因素。因此,两模型为页岩气的储量计算提供了依据。     

液相吸附法脱除液化石油气中有机硫化物

研制了一种用于液相法脱除液化石油气中有机硫化物的脱硫剂，并就制备条件对脱硫性能的影响，以及吸附工艺条件和再生性能进行了考察。结果表明：载体经处理的脱硫剂的脱硫性能优于载体未经处理的脱硫剂的脱硫性能；活性组分的理想质量分数为5％；制备工艺稳定，工艺放大可行；吸附脱硫的最佳温度为20—60℃；压力对脱硫剂的穿透硫容影响不大；脱硫剂具有良好的再生性能。     

三元复合驱体系各组分静态吸附规律

当三元复合驱体系各组分流经地下多孔性油藏时,与岩石基质长时间作用会引起各组分吸附损失,甚至使各组分脱离最佳配比,影响驱油效率。为了尽量减少吸附损失,提高驱油效率,研究了一元、二元、三元体系中各组分在苏丹油田油砂上的吸附量,比较了同一化学剂在不同体系中吸附量的差别,并分析了各组分间相互作用对吸附量的影响。结果表明:对于一元体系,石油磺酸盐和碳酸钠在砂粒表面的最大吸附量分别为4.82和1.50 mg/g;而在石油磺酸盐质量分数为0.1%的表面活性剂—聚合物二元体系中,石油磺酸盐在砂粒表面的吸附量降至3.55 mg/g;在三元体系中,碳酸钠在砂粒表面的吸附量增至1.70 mg/g,且当碱的质量分数超过1.0%后,表面活性剂和聚合物的吸附量均持续上升。在各组分之间的综合作用中,当碱的质量分数小于1.0%时,聚合物降低扩散速率居于主导地位,而大于1.0%后,聚合物的水解作用占主导地位。     

改进气体吸附干燥的计算方法

用Cmpbell提到的方法对气体固体吸附干燥过程进行较严格的计算是令人厌烦的。本文在此基础上导出了一个简单，不需迭代且更加严格的计算方法，并通过所编程序在微机上可迅速得出一系列可行的方案。此外对计算方法中一些问题的处理进行了讨论。     

应用G^E模型对比和预测液相混合物在固体表面的吸附

描述液体混合物在固体表面吸附的新GE模型与传统的吸附平衡模型相比,该模型的吸附相是一种吸附质和吸附剂的混合物,并且吸附剂是一种附加成分.通过向吸附质-固体-溶液中引入吉布斯过剩能GE,这种吸附自由能与所有组分各自的活动系数相关联.这个概念以下简称为ASST(吸附质-固体-溶液理论),从而使得吸附平衡和热性能的热力学描述更具一致性.评估中应用威尔逊模型计算吉布斯过剩自由能GE.初步结果显示,用ASST去比较不同类型的表面过剩等温线和预测它们的温度关系曲线有很好的效果.此外, 如果描述吸附剂和各相流体相关性的参数已经通过不同表面过剩等温线进行了估算,那么该理论可以预测二元液态混合物的表面过剩等温线.     

砾岩油藏二元复合驱油体系各组分吸附规律

为揭示二元复合驱体系各组分在非均质性强、孔隙结构呈复模态的砾岩油藏中的吸附损失,研究了石油磺酸盐(KPS)/部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)二元体系在克拉玛依油藏砾岩岩心表面的静态吸附和动态滞留规律。结果表明,HPAM和KPS在单矿物和砾岩岩心表面的静态吸附量均随初始浓度的增加而增加并逐渐稳定;KPS在各单矿物表面的吸附量大于HPAM;由于物质组成和表面结构的差异,黏土矿物的吸附量高于骨架矿物。二元复合驱油体系(0.3%KPS+0.18%HPAM)各组分的静态吸附量与矿物活性中心的作用力强弱成正比。由于存在竞争吸附关系,二元复合驱溶液中HPAM与KPS在砾岩岩心表面的静态吸附量均小于单一组分的吸附量。HPAM与KPS在砾岩岩心表面的静态吸附量小于黏土矿物、大于骨架矿物,主要的吸附作用发生在黏土矿物表面。二元复合驱油体系中HPAM与KPS的动态滞留量与砾岩岩心渗透率呈负相关关系;受岩心比表面积及水对化学剂稀释解吸的影响,二元复合驱油体系中KPS的动态滞留量低于静态吸附量;受岩心孔隙结构及比表面积的影响,HPAM的动态滞留量小于静态吸附量。     

复杂组分气固吸附相平衡的计算及等温线拟合

由纯组分气体H2 、N2 、CH4 、CO2 在活性炭和分子筛上的吸附等温方程 ,根据理想吸附溶液理论 ,对复杂组分 (3组分和 4组分 )气固吸附相平衡进行了预测 ,并得到了气体在多组分条件下的吸附等温方程。从而从理论上寻求一种研究复杂组分气固吸附相平衡的方法 ,并将多元变量空间的离散数据用显式代数方程表示     

评过剩吸附量和绝对吸附量关系式的不正确性

页岩吸附气和煤层吸附气都是重要的非常规天然气资源。该资源的评价依赖于在不同压力下等温累积吸附量的计算和等温饱和吸附量的确定。不同压力下的等温累积吸附量,需要通过吸附仪的测试资料,利用有关的计算方法求得。基于1976年Adamson(阿达姆森)提出的固相对气相吸附质量的关系式是不确定的,因此,1998年Donohue和Aranovich引用Adamson的吸附关系式,并提出过剩吸附量和绝对吸附量及其关系式也是不正确的。周理等于2000年发表的文章,确认和引用了Donohue和Aranovich过剩吸附量和绝对吸附量及其关系式同样是不正确的。在2015至2018年间,俞凌杰等沿用周理等的过剩吸附量和绝对吸附量关系式,发表了多篇论文。通过本文的研究,认为过剩吸附量和绝对吸附量是两个缺少物理定义和使用价值的伪名词,两者之间的关系式也是不正确的。利用过剩吸附量和绝对吸附量的关系式根本得不到等温吸附量、等温累积吸附量和等温饱和吸附量。     

吸附分离液蜡油中芳香烃的研究

采用吸附法分离了液蜡油中的芳烃,探讨了改性多孔炭、分子筛、硅胶以及聚苯乙烯树脂等不同吸附剂对芳烃的吸附性能。并对改性后的多孔炭吸附剂进行结构表征。结果表明：氢氧化钠改性条件下的多孔炭材料具有更高的比表面积,对芳烃的吸附量可达37.025 mg/g,吸附性能远大于分子筛、硅胶、聚苯乙烯树脂等未改性吸附剂,聚苯乙烯树脂对芳烃的吸附性能最差,吸附量16.025 mg/g。     

石脑油中正构烷烃在5A分子筛上液相吸附动力学特性

设计双阀门液相吸附动力学测定装置测定正构烷烃在5A分子筛上的液相吸附动力学数据,分别考察吸附温度、正构烷烃碳数以及正构烷烃初始浓度对石脑油中正构烷烃在5A分子筛上吸附速率的影响。结果表明：随着吸附温度和正构烷烃初始浓度的增加,正构烷烃在分子筛上的吸附速率变快;而随着正构烷烃碳数的变化,正构烷烃在分子筛上的吸附速率变化不明显。分别以异辛烷、甲基环己烷和甲苯为溶剂考察石脑油中不同非正构烷烃组分对正构烷烃在5A分子筛上吸附特性的影响。结果表明,石脑油中不同非正构烷烃类对正构烷烃在5A分子筛上吸附速率影响从大到小的顺序为：芳香烃类>环烷烃类>异构烃类。采用阿仑尼乌斯公式对实验数据拟合结果表明,以芳香烃化合物为溶剂时正构烷烃在5A分子筛上的扩散阻力最大。     

液固表面的润湿热和吸附热

为了深入了解润湿热和吸附热的意义,从概念和相互关系方面进行了探讨,分析了它们在采油中的作用和应用,并进行了渗吸驱油试验。理论分析和试验结果表明:润湿与吸附关系密切,在采油中起着举足轻重的作用;油在岩石表面的润湿热越大,越不容易被驱走;驱油剂溶液在岩石表面的润湿热越大,越有利于自发渗吸,有利于提高洗油效率;驱油剂在岩石表面的吸附热越大,吸附能力越强,越有利于改变岩石表面的性质。     

桶形基础承载力计算的极限反力法

叙述了一种新的承载力简化计算方法,这种方法通过垂直土反力承担抗倾覆弯矩,来考虑垂直荷载对水平承载力的影响。采用有限元法对砂性土地基中一组桶形基础承载力离心机试验结果进行了分析,并与极限反力法结果对比,表明了该方法的合理性。     

RFS09硫转移剂吸附量研究

以配制的FCC装置再生烟气为原料,在实验室小型流化床试验装置上对RFS09硫转移剂的SO2脱除率、累计吸附量及间歇吸附量随运行时间的变化进行研究。结果表明：硫转移剂的SO2脱除率随运行时间的延长会在特定位置发生阶跃性降低;硫转移剂的SO2累计吸附量随运行时间的延长呈现出逐步增加的趋势,反应初期累计吸附量增加较快,其后增长幅度逐步减小;单位质量硫转移剂在单位时间下的SO2吸附量呈现出逐步降低的趋势,并且在特定位置呈现出阶跃性降低;硫转移剂的SO2累计吸附量随装填量的增加而增加,但并不是简单的等量放大,表明硫转移剂在实际工业应用中存在最优的使用量,即单位质量硫转移剂下最大的SO2累计吸附量。     

化学液相沉积法精细调变沸石孔径

以硅酯和金属卤化物为沉积剂，用液相沉积方法可对ＮａＹ、ＮａＺＳＭ－５和ＨＺＳＭ－５沸石实现孔径精细调变，调变精度最高达到０．０５ｎｍ。对于ＮａＺＳＭ－５和ＨＺＳＭ－５沸石而言，ＳｉＣｌ４的孔径调变效果优于Ｓｉ（ＯＣＨ３）４和Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４。经孔径调后的沸石对于多种工业上感兴趣的异构体混和体系具有良好的择形选择吸附分离性能。     

储层条件下煤吸附甲烷能力预测

煤的吸附能力受煤的性质（煤阶、煤岩组分、煤体变形）和环境条件（温度、压力）的控制。探讨储层温度、压力下的煤吸附能力是含气量预测的前提和基础。根据Polanyi的吸附势理论，结合实测等温吸附数据，首先绘制了煤吸附甲烷的吸附势特性曲线，然后建立反映吸附量、温度和压力三者之间关系的数学模型。此模型可在已知某一温度下的吸附等温线时，计算任一温度、压力下煤的吸附能力，也就是储层条件下的理论最大含气量。该模型的建立使得定量评价地质历史时期煤层气的聚集与散失成为可能，并且在沁水盆地东南部得到了成功应用     

湿天然气管路持液率计算方法研究

持液率计算在多相流工艺计算中占有重要的地位,各种相关式都是依赖于实验或现场数据得出的经验或半以验相关式。文中叙述了10种持液率相关式,利用实验数据和现场数据进行了评价。结论是Minami-Brill Ⅰ式、Minami-Brill Ⅱ式、Lockhart-Martinelli式的计算结果与实际误差较小,推荐采用这3个公式作为湿天然气管路持液率计算公式。     

液态CO_2压裂井筒流动摩阻计算

液态CO_2压裂所采用的携砂液为无水纯液态CO_2,其物性受施工压力及沿程压力变化的影响非常明显,准确预测液态CO_2压裂管流摩阻对于压裂程序的合理设计以及施工的顺利进行具有非常重要的意义。通过实验研究的方式得出了不同温度、压力条件下的液态CO_2管流摩阻,并建立了摩阻系数与广义雷诺数之间的数学模型,同时基于液态CO_2井筒流动过程中温度场以及压力场的非稳态性,通过迭代计算的方式研究了不同泵注压力、管径、排量条件下的施工摩阻,并建立了井筒流动摩阻图版,与现场施工数据对比表明该图版具有较高的准确性以及工程应用价值。