考虑压力作用的镜质体反射率动力学模型

根据现有的实验资料和钻井数据,认为压力对有机质演化过程的影响不能用统一模型来概括,必须区别对待。当地层处于正常压力条件下,有机化学反应符合一级反应动力学原理。当地层处于超压条件下,这时的地层可以看作一个半封闭体系,有机质生成的烃类不能被及时地排出,随着生成物浓度的增大,最终化学反应达到平衡。这时,压力对有机质演化程度的影响是通过影响化学平衡的移动而实现的,并不改变化学反应的频率因子。因此,超压条件下的有机质演化模型反应了温度和压力对化学平衡移动影响的结果。故影响有机质演化的仍然是压力本身,并不是超压,超压只是提供了一个半封闭的化学反应系统,而压力通过对系统中化学平衡移动的控制来影响有机质的热演化过程。将上述模型用于实际含油气盆地中,模拟单井中的有机质演化规律,并和实测的有机质成熟度数据进行比较发现,文中提出的模型的模拟结果和实际有机质演化结果相一致,说明了该模型可以用于实际盆地中有机质演化规律的预测。     

模型论在FCCU模拟中的应用（Ⅱ）

主要讨论获得机理模型方法有类比法，相似理论法及解析法，明确在化工系统解析法运用七大规律即物料，能量及动量衡算，还有平衡规律（相平衡与化学平衡）、状态方程、传递速率（动量、热量与质量传递）以及化学反应速率。并举例说明动态建模规律。动态、静态区别在于恒算式中是否具有积累量。本文主要讨论了液面高度、汽轮机－压缩机系统与严格法多元系塔板动态模型的建立。     

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本文应用自由焓极小值原理详细推导了含有惰性组分的复杂气态物系化学平衡的计算方法。得到改进的W－J－D法及拉格郎日乘子法。并对天然气蒸汽转化制合成气过程的化学平衡进行了分析计算。本方法适用于存在大量化学反应的气态物系。     

异丙苯合成反应体系的热力学分析

利用矩阵理论确定了异丙苯合成反应体系的独立化学反应和依赖化学反应,利用热力学原理建立了反应体系中独立化学反应的焓变与Gibbs自由能变化与反应温度的关系,计算了体系中独立化学反应在不同温度下的平衡常数,计算了在0.1 MPa下,不同温度下体系中独立化学反应的平衡转化率与反应物物质的量的关系,分析了异丙苯与正丙苯这一依赖反应的化学平衡,发现反应温度的提高有利于异丙苯向正丙苯转化,因此,降低反应温度有利于降低体系中正丙苯的浓度,提高异丙苯的产品质量。     

FX-01催化剂上苯与丙烯烷基化反应内扩散过程的研究

采用ZLC法测量反应组份在催化剂晶内扩散系数 ,并对ZLC法的数据处理进行了改进。通过试验得到了内扩散有效因子 ,由有效因子计算催化剂粒内扩散系数。比较粒内、晶内及本征反应速率发现 ,对于苯与丙烯烷基化反应过程 ,采用粒径为 3mm的球形FX -0 1催化剂 ,晶内扩散速率大于本征化学反应速率 ,本征化学反应速率大于粒内扩散速率。     

FCC汽油加氢脱硫过程的热力学分析

建立了模拟FCC汽油加氢脱硫反应的化学平衡模型。该模型含有21个组分和12个独立的化学反应。利用基团贡献法估算了各组分的热力学数据,并进而获得了各反应的化学平衡常数。用改进的牛顿迭代法得到了不同温度、压力、进料H2／Oil比条件下的体系平衡组成并考察了反应条件对体系平衡组成的影响。热力学分析结果表明,高温、低压和低H2／Oil比在一定程度上可以降低烯烃饱和的趋势;低温、高H2／Oil比则有利于抑制硫醇的生成。模拟结果可为选择FCC汽油加氢脱硫过程的工艺条件提供参考。     

甲苯歧化与三甲苯烷基转移反应体系的化学平衡

对甲苯歧化与三甲苯烷基转移反应体系中反应的化学平衡常数进行了详细计算,并对不同温度、不同进料组成下的平衡组成进行了分析。结果表明,随温度升高,甲苯与三甲苯的芳烃平衡转化率降低,二甲苯的平衡组成亦降低;降低进料中甲苯和三甲苯的摩尔比,甲苯和三甲苯的总芳烃平衡转化率降低,而二甲苯的平衡组成明显上升。比较了β沸石催化剂上此体系在不同空速和温度下的化学反应产物组成与平衡组成,升高温度有利于缩小化学反应与平衡的差距。     

油田净化污水改质解决回注水平衡的应用研究

S油田H作业区Q转油站日均生产净化污水1 600 m3,计划将该转油站（C区）的富余净化污水转注至D区,由于两个区块水型不配伍,相互混合易产生结垢,须对两地不同水型混合回注及D区块注水能力进行评价和部署。针对上述问题利用ScaleChem软件,对比不同区块氯化钙和碳酸氢钠水型,并对水质稳定性及水质配伍性进行评价研究,提出了水型改质转输替换清水的处理工艺方法,结合H作业区以碳酸钙结垢为主的实际情况,筛选有机磷酸盐类、咪唑啉类药剂作为改质剂并进行复配,通过控制化学平衡减小化学反应推动力,实现两种不同水型达到化学平衡条件,使结垢消失,水质稳定,配伍性符合回注规范要求,且可以以任意比例混合,满足D区块净化污水改质后侵蚀性二氧化碳质量浓度大于1 mg/L、腐蚀速率小于0.076 mm/a的指标要求,解决了水平衡矛盾及部分压裂用水需求。该研究在油田净化污水改质回注和其他区块稀油集输系统优化领域具有较高的推广应用价值。     

化学反应工程学研究及其应用

化学反应工程学是技术科学学科——化学工程学的重要学科分支,广泛应用于化工、石油、冶金、轻工等生产,并与解决能源、环境工程等问题密切有关。化学反应工程学研究有关工业化学反应器的基本原理和对化学反应过程的工程分析,将化学工艺和物理化学原理结合具体生产装置内的流体流动、混和、分离、传热、传质等传递过程,即六十年代初期被称为“三传一反”的     

川西地区须家河组气藏井下油管CO_2腐蚀研究

川西地区须家河组气藏井下油管大部分面临CO_2腐蚀的问题,通过更换耐腐合金油管或者向井内加注缓蚀剂的方式,取得一定效果,但有部分井下油管腐蚀情况与预计不同。为此,基于化学反应-物质传输耦合模型,研究了流体流动状态下的CO_2腐蚀及影响因素,结合现场生产数据进行分析,结果与实际相符。认为在流体流动状态下,温度通过影响物质化学活性改变腐蚀速率,p H通过影响H+浓度改变腐蚀速率,流速通过影响物质传输速度改变腐蚀速率,不同位置的井下油管腐蚀主导因素不同。川西地区须家河组气藏生产井中的油管在化学反应和电化学反应的共同作用下发生腐蚀,其中下部管柱腐蚀速率较高,建议根据引发腐蚀的主导因素分段采取防腐措施。     

顺式对位环己二甲酸异构化的化学平衡和动力学的研究

在高压搅拌釜中，研究了顺式对位环己二甲酸（顺ＨＴＰ）钠盐在水溶液中异构化成反ＨＴＰ钠盐，在２２０～２８０℃的化学平衡和在８０～２２０℃的反应动力学。结果表明，这一反应是放热的一级可逆反应。其化学平衡常数与温度的关系为：１ｎＫ＝　－０．７４７２；反应热为：ΔＨ０＝－８．４９２（ｋＪ／ｍｏｌ）；反应速率常数为：ｋ＝３．５１０×１０（１１）ｅｘｐ（　）（ｈ（－１））；活化能为：Ｅ＝１１０．０（ｋＪ／ｍｏｌ）。     

合成醋酐和醋酸甲酯的化学平衡计算

用热力学的方法研究了醋酐合成中的几个重要反应。计算了反应温度对各反应的化学平衡常数的影响及反应温度、原料配比、压力对平衡转化率和平衡组成的影响。     

P-T状态方程在甲醇合成系统中的应用——化学平衡常数的计算

运用Ｐ－Ｔ状态方程关联了温度、压力和原料气组成对甲醇合成系统平衡组成的影响，列举了部分化学平衡常数，取得了满意的结果。     

丙烷化学链氧化脱氢过程模拟与能耗分析

采用金属氧化物催化丙烷氧化脱氢的化学链反应过程，利用晶格氧选择性燃烧生成氢，推动反应热力学平衡向生成丙烯方向移动，提高丙烯收率，降低过程热负荷；基于Aspen Plus软件对传统丙烷脱氢工艺(Oleflex)和化学链氧化脱氢工艺进行全流程模拟，对比分析两工艺的能耗；并基于流程模拟与分析，对氢气转化率和反应-再生系统设计进行了讨论。结果表明，对于化学链氧化脱氢工艺，由于不需要临氢环境，氢气与催化剂晶格氧及积炭的反应使其能耗比Oleflex工艺降低 43.01%。若采用丙烯 丙烷热泵精馏分离技术替代传统精馏技术，化学链氧化脱氢过程总能耗比Oleflex工艺可进一步降低。随着氢气转化率的提高，脱氢反应系统对下游供热的能力将逐渐提升。     

甲醇合成乙酸的化学平衡和反应热的计算

用热力学的方法研究了甲醇合成乙酸的反应。计算了反应温度对化学平衡常数的影响 ,温度、原料配比和压力对反应的平衡转化率和平衡组成的影响 ,以及在高温、高压下的反应热。为物料和能量的计算、反应器的设计及催化剂的选择提供依据。     

乙酸／乙烯酯化合成乙酸乙酯的化学平衡分析

用热力学方法研究了乙酸／乙烯酯化合成乙酸乙酯的反应。计算出不同温度下反应的化学平衡常数及温度,压力,原料配比对乙酸平衡转化率X的影响。为确定反应工艺条件及催化剂选择提供依据。     

化学生热体系参数优化及驱油效率试验研究

在一定条件下,NaNO2/NH4Cl化学体系可反应生成大量的热和N2,向高黏低渗油藏注入该体系,可提高油藏温度,降低原油黏度,减少有机堵塞。但影响该生热体系放热速率的因素复杂,文中通过正交实验设计方法,对影响NaNO2/NH4Cl化学生热体系的温度峰值、压力峰值、达到温度峰值的时间等因素进行了直观分析和极差分析,得到影响温度峰值和压力峰值的主要因素是反应物浓度,其次是pH值,最后是初始反应温度;影响到达温度峰值时间的主要因素是pH值,其次是初始反应温度,最后是反应物浓度;优选了适合该生热体系在油层热化学升温过程中各物质的最佳组合方案,并利用该组合方案,对高黏低渗油藏进行了室内驱油物理模拟试验。试验证明:该生热体系与60℃水驱相比,驱油效率提高了19.082百分点。     

乙醇脱水制烯烃过程分析

针对乙醇脱水制乙烯的反应,计算了不同温度、压力下的反应热、化学平衡常数和系统中各组分的平衡转化率和收率。在此平衡体系中,乙醇和乙醚的含量几乎接近于零,而乙烯和C4烯烃的含量取决于乙烯叠合反应的平衡。随之,讨论了温度、压力和水醇比对平衡转化率和收率的影响。并将上述平衡数据与以自主研发的γ-Al2O3为催化剂的实验数据相比较,得出现有催化剂已具有良好的抑制生成C4烯烃作用。因此,如何提高催化剂的活性,降低反应温度和进程能耗将成为进一步的研究重点。