静态条件下表面活性剂促进HCFC–141b水合物生成

为了研究不同类型表面活性剂对HCFC–141b (CH3CCl2F)水合物生成的影响,在静态条件下研究了脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO–9)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)和吐温80(Tween80) 3种表面活性剂对HCFC–141b水合物形成诱导时间、生成速率和蓄冷量的影响。结果表明过冷度越大,越有利于水合物的生成。AEO–9、AES和Tween80的最佳添加量分别为w=2.5%、0.1%和2%,在0.2℃实验条件下对应的HCFC–141b水合物生成诱导时间分别为63、67和89 min,该条件下HCFC–141b水合物的蓄冷量分别为167.74、122.47和202.73 kJ×kg~(-1),水合物平均生成速率分别为3.97、2.70和4.12 kJ×kg~(-1)min~(-1)。AEO–9有利于HCFC–141b水合物成核,Tween80更有利于水合物生长和提高蓄冷密度。非离子表面活性剂AEO–9和Tween80促进HCFC–141b水合物生成机理主要是胶束理论,而阴离子表面活性剂AES对HCFC–141b水合物形成促进主要是吸附作用,AEO–9和Tween80对HCFC–141b水合物生成的促进作用比AES好。     

有机相变材料促进HCFC-141b水合物生成实验

为解决静态系统中水合物形成时间长、生长速度慢的问题,在水合物形成体系中添加由正癸酸(CA)和十二醇(DE)复合而成的有机相变材料作为水合物形成促进剂,研究相变材料的添加对HCFC-141b水合物形成的影响。采用高速搅拌的方法制备了CA-DE+HCFC-141b+水乳液体系,乳化液增加了HCFC-141b与水的接触面积,促进了水合物在静态系统中的生成。在实验条件范围内,添加1%的CA-DE相变材料,水合物形成诱导时间最短,水合物形成过程中温度的升高幅度最大,水合物的生长速度最大,对水合物形成促进效果最好。水合物形成诱导时间实验结果表明,水合物的形成具有一定的随机性。在0.2℃和1℃的实验条件下,HCFC-141b水合物可在1h内形成。温度影响水合物的形成,温度越低水合物形成引导时间越短,生长速度越快、水合物生成的随机性越小。     

有机相变乳液中HCFC–141b水合物生成及稳定性

为了促进水合物形成，在HCFC–141b、有机相变材料（正癸酸和十二醇）和水体系中添加表面活性剂Tween 80和Span 80作为乳化剂，采用高速搅拌的方法制备了有机相变材料-表面活性剂-制冷剂-水乳液体系，增大水分子与制冷剂的接触面积。实验研究了静态条件下有机相变材料和表面活性剂添加量对水合物形成的影响。研究结果表明添加乳化剂可以有效提高水合物的蓄冷量，减少水合物形成诱导时间，降低水合物生成的随机性；温度越低，水合物促进效果越好。水合物生成/分解循环实验表明，添加Tween 80的乳液体系的稳定性好，有机相变乳液提高了水合物生成/分解循环过程的稳定性。     

有机相变乳液中HCFC–141b水合物生成及稳定性

为了促进水合物形成,在HCFC–141b、有机相变材料(正癸酸和十二醇)和水体系中添加表面活性剂Tween 80和Span 80作为乳化剂,采用高速搅拌的方法制备了有机相变材料-表面活性剂-制冷剂-水乳液体系,增大水分子与制冷剂的接触面积。实验研究了静态条件下有机相变材料和表面活性剂添加量对水合物形成的影响。研究结果表明添加乳化剂可以有效提高水合物的蓄冷量,减少水合物形成诱导时间,降低水合物生成的随机性;温度越低,水合物促进效果越好。水合物生成/分解循环实验表明,添加Tween 80的乳液体系的稳定性好,有机相变乳液提高了水合物生成/分解循环过程的稳定性。     

HCFC-141b水合物空调蓄冷系统实验研究

搭建了一台容积达0.16m~3的可拆卸外置促晶/内置换热气体水合物蓄冷实验系统,在接近常压条件下对该蓄冷系统进行了HCFC-141b水合物蓄冷实验研究,观察到水合物在管外结晶生长情况,得到冷媒流量及喷淋方式对蓄冷量、水合物生成速率及水合率的影响。结果表明:HCFC-141b水合物主要在盘管的间隙中生长,具有非贴壁生长现象;冷媒流量越大,水合物蓄冷量越大,蓄冷速度越快,水合物生长速率越快,在流量992L·h~(-1)下蓄冷量达到15.2MJ,蓄冷密度126.9MJ·m~(-3);喷淋方式对它们的影响不明显;实验的水合物结晶生长过冷度较大,水合率较低,有待进一步实验提高蓄冷性能。     

期刊文献

<正>微乳液中R141b水合物快速生成实验研究李璞,张龙明,覃小焕,李娜摘要:制冷剂水合物作为一种理想的蓄冷工质受到广泛关注,但烃类制冷剂与水不互溶造成水合反应诱导时间长、过冷度大。为增大制冷剂与水的相容性,本研究筛选出T 20(吐温20)/SPC(大豆卵磷脂)复配表面活性剂,使大量R141b溶于水相,形成热力学稳定的微乳液,考察了微乳液体系中T20浓     

应用煎炸废油发酵制备槐糖脂生物表面活性剂

应用正交实验,优化了假丝酵母菌O-13-1以煎炸废油为油溶性碳源发酵槐糖脂的条件,并应用高效液相色谱-高分辨串联质谱（HPLC-MS/MS）鉴定了所产槐糖脂同系物的组成及结构。结果表明,经正交实验优化的O-13-1菌株以煎炸废油为底物制备槐糖脂的摇瓶发酵条件为：摇床转速200r/min,双碳源添加量均为90g/L,温度为25℃,接种量为体积分数12%,槐糖脂产量在菌株稳定生长期的后期即204h时达到最大,为57.64g/L;O-13-1菌株以煎炸废油为底物所合成槐糖脂由9种乙酰基取代的内酯型和酸型槐糖脂同系物构成,内酯型槐糖脂同系物所占质量分数达76%。基于摇瓶得到的以煎炸废油为油溶性碳源的优化发酵条件,O-13-1菌株在5L自动发酵罐中转速500r/min时发酵合成槐糖脂产量可达163.28g/L。以煎炸废油为碳源发酵槐糖脂的原料成本较普通大豆油降低18%,在有效降低槐糖脂生产成本的同时,实现了煎炸废油的资源化利用。     

HCFC-141b制冷剂气体水合物生长过程的形态

通过实验观测了HCFC - 141b制冷剂气体水合物的生成过程 ,认为水相和制冷剂相在过冷的条件下在界面上局部成核 ,成核扩展至两相接触的整个界面 ,水合物的进一步生成是由于制冷剂相通过水合物层扩散到水相中形成的 .利用显微实验的生成图像计算了水合物晶体的生长速率 ,并与外冷实验中的晶体生长速率比较 ,认为扰动增大了制冷剂相和水相的两相相界面的接触维数 .     

应用煎炸废油发酵制备槐糖脂生物表面活性剂

应用正交实验,优化了假丝酵母菌O-13-1以煎炸废油为油溶性碳源发酵制备槐糖脂的条件,并应用高效液相色谱-高分辨串联质谱(HPLC-MS/MS)鉴定了所产槐糖脂同系物的组成及结构。结果表明,经正交实验优化的O-13-1菌株以煎炸废油为底物制备槐糖脂的摇瓶发酵条件为:摇床转速200 r/min,双碳源质量浓度均为90 g/L,温度为25℃,接种量为体积分数12%。在此条件下,槐糖脂产量达到最大,为73.26 g/L;O-13-1菌株以煎炸废油为底物所合成槐糖脂由9种乙酰基取代的内酯型和酸型槐糖脂同系物构成,内酯型槐糖脂同系物所占质量分数达76%。基于摇瓶得到的以煎炸废油为油溶性碳源的优化发酵条件,O-13-1菌株在5 L自动发酵罐中转速500 r/min时发酵合成槐糖脂产量可达163.28 g/L。以煎炸废油为碳源发酵槐糖脂的原料成本较普通大豆油降低18%,在有效降低槐糖脂生产成本的同时,实现了煎炸废油的资源化利用。     

超声波与表面活性剂协同影响水合物诱导期

引言 天然气水合物较长的诱导期[1]是限制天然气水合物储运技术发展的主要原因之一.加入表面活性剂促进水合物生成是其中一种方法[2-4].Zhong等[2]研究十二烷基硫酸钠(SDS)对诱导期的影响发现,当SDS浓度等于或大于临界胶束浓度(critical micelle concentration)时,诱导期最短.指出在加入SDS的系统中超声波对水合物的成核结晶没有明显的影响,但没有给出具体实验、解释和数据.而在HCFC-141b制冷剂水合物体系中引入超声波后诱导期明显缩短[5,6].本文通过设计建立一套超声波作用下天然气水合物生成实验装置,研究了超声波与表面活性剂SDS协同作用对天然气水合物反应诱导期等参数的影响.     

HCFC-141b乳化液生成气体水合物

提出以HCFC-141b的O/W型乳化液形成其气体水合物的设想，且在可控变温仪中进行了程序降温实验。采用的乳化剂为OP-10和SDS。实验结果表明，在静态、高于-5℃的情况下，不同HCFC-141b含量的乳化液均能形成水合物；但诱导期随机性很强，起始水合温度也有一定的波动性；水合物形成前后都会结冰，结冰和加入冰粒都能诱发水合物的快速形成；水合物分解后，液体经再乳化后可以重新使用，其“记忆”效应可使其在1 h内于冰点以上形成水合物。     

槐糖脂发酵液预处理及不同结构槐糖脂的分离纯化

优化确定了槐糖脂（sophorolipids,SLs）的工业化生产过程中发酵液预处理及槐糖脂的分离纯化新工艺。对下层发酵液利用自然沉降法替代传统乙酸乙酯萃取法获得内酯型槐糖脂;对上层发酵液利用工业化生产中常用的板框过滤替代传统实验室离心法去除菌丝体,利用树脂吸附及超滤法除杂替代实验室及生产中常用的有机溶剂萃取法及醇沉法,获得高纯度的酸型槐糖脂产品。通过上述步骤的实施,实现了菌液的有效分离,成功获得了高浓度、高纯度的不同结构的槐糖脂产品。所得产品经槐糖脂含量测定及HPLC组成测定检验发现,产品标准达到市售标准,产品质量优于市售产品。该预处理及分离纯化工艺不仅丰富了槐糖脂类产品的品种,填补了市售产品均为内酯型和酸型槐糖脂混合物的缺陷,还可以减少有机试剂的使用量,提高槐糖脂生产的安全性与可行性,具有重要的生产指导意义,有望产生巨大经济价值。     

水合冷冻法海水淡化研究

试验研究了HCFC-141b在含盐溶液中的水合和分解过程,测定了水合物分解后的盐度变化.结果表明,HCFC-141b在盐水中生成水合物的过程中,盐水的浓度对水合物生成的过冷度有一定影响,浓度太低或太高都对过冷度影响不大,1.0%的氯化钠可以有效减小过冷度.测量水合物分解后的水溶液发现盐度显著降低,用水合物的生成和分解可以达到海水淡化的目的.根据水合物的特点设计了水合物法海水淡化的试验装置,筛选了适用于该方法的水合物工质,其中乙烷为最好的水合物法海水淡化工质.通过计算发现加大气体流量、提高充气压力和改善生成条件可提高淡水产率,当50%的气体参加水合反应则淡水产率可提高到1.25 L·min-1.     

添加剂强化制冷剂气体水合物生成研究进展

简要介绍了制冷剂气体水合物作为蓄冷工质的优点及生成过程。对于制冷剂气体水合物普遍存在生成速度慢的问题,通过添加剂来强化体系传质传热,可显著提高制冷剂气体水合物的生成速度,对推动制冷剂气体水合物的工业应用具有重要的现实意义。综述了国内外利用添加剂强化制冷剂气体水合物生成的研究现状,指出多种添加剂联用将是制冷剂气体水合物快速生成的较佳选择,最后总结了制冷剂气体水合物研究中存在的不足。     

添加剂强化制冷剂气体水合物生成研究进展

简要介绍了制冷剂气体水合物作为蓄冷工质的优点及生成过程。对于制冷剂气体水合物普遍存在生成速度慢的问题,通过添加剂来强化体系传质传热,可显著提高制冷剂气体水合物的生成速度,对推动制冷剂气体水合物的工业应用具有重要的现实意义。综述了国内外利用添加剂强化制冷剂气体水合物生成的研究现状,指出多种添加剂联用将是制冷剂气体水合物快速生成的较佳选择,最后总结了制冷剂气体水合物研究中存在的不足。     

充注压力对压缩式制冷循环连续制备CO_2水合物的影响

研制了一台能够连续制备蓄冷用CO2水合物的压缩式循环实验装置,并在该装置上研究了充注压力对水合物的预冷时间、生成质量、水合比例和潜热蓄冷量的影响。实验结果表明水合物在CO2气泡上升过程中生成,在气液界面处堆积。高的充注压力有着更理想的蓄冷特性,当充注压力为4.2 MPa时,预冷时间为8 min、水合物生成质量为8.44 kg、水合比例为75.1%、水合物潜热蓄冷量为4.22 MJ。充注压力为3.8 MPa及以上时,水合物生成量大,水合物阻碍釜内各部分的传热,使釜内中层、下层的温差较大。水合物生成过程后期,水合放热量减少,液体CO2在反应釜内的蒸发吸热效应使得釜内温度继续降低,一直到低于0℃,充注压力越高,此现象越明显。     

四丁基溴化铵-四氢呋喃系蓄冷水合物

基于二元工质水合物相对单一工质水合物在蓄冷特性方面的优越性,在水合物客体组分总质量分数为31.4%的条件下,实验研究了四丁基溴化铵(TBAB)-四氢呋喃(THF)混合水合物蓄冷特性. 通过改变TBAB-THF组分配比,考察了水合物的诱导时间、近似相变温度、蓄冷面积及释冷面积的变化. 结果表明,TBAB-THF系中TBAB浓度减少使诱导时间增长、温度突变点降低、近似相变温度降低,从而减小了水合物在生长阶段的蓄冷面积,缩短了分解阶段的分解完成时间;TBAB浓度在25.7%~27.4%时,相变温度在6.3~8.0℃之间,与空调冷冻水相近,且释冷面积相对其他浓度较高,可作为蓄冷空调的良好介质.     

蜡晶析出对CO2水合物相平衡及诱导特性的影响

为了探明蜡晶析出对水合物生成相平衡特性及成核特性的影响,本文选用2^#工业白油与60^#昆仑石蜡的混合溶液来模拟含蜡体系,利用高压可视化搅拌釜开展含蜡体系水合物生成实验,结合水合物生成过程中的可视化图像,研究不同蜡晶浓度对水合物生成相平衡曲线、水合物成核诱导时间、诱导时间变化率的影响规律及蜡晶析出对水合物生成机理的影响。结果表明：①随着蜡晶浓度的增加,水合物生成相平衡条件逐渐降低,相平衡曲线较无蜡体系向右偏移,且蜡晶浓度越大,偏移趋势越明显,在温度281.5K时,3.5%（质量分数）的蜡含量比无蜡体系的相平衡压力降低6.5%;②通过分析不同蜡晶浓度对水合物成核诱导时间的影响发现,蜡晶析出加快了水合物结晶,缩短了水合物成核诱导时间,且蜡晶浓度越大,诱导时间缩短越明显;③通过探究不同蜡晶浓度对水合物成核诱导能力的影响发现,随着蜡晶浓度的增加,蜡晶析出对水合物诱导成核的促进能力总体呈现先增大后减小的趋势,即蜡晶对水合物的促进能力不是无限增大的,会随蜡晶浓度的增加逐渐减弱;④通过分析蜡晶析出对水合物生成速率及生成位置的影响发现,当体系达到水合物生成条件时,反应釜中心部分的水合物会先于气液表面及釜壁生成。本文研究成果有助于深海油气开采的应用发展,同时为更好研究蜡晶与水合物耦合特性提供可靠的pVT数据。     

充注压力对压缩式制冷循环连续制备CO2水合物的影响

研制了一台能够连续制备蓄冷用CO₂水合物的压缩式循环实验装置,并在该装置上研究了充注压力对水合物的预冷时间、生成质量、水合比例和潜热蓄冷量的影响。实验结果表明水合物在CO₂气泡上升过程中生成,在气液界面处堆积。高的充注压力有着更理想的蓄冷特性,当充注压力为4.2 MPa时,预冷时间为8 min、水合物生成质量为8.44 kg、水合比例为75.1%、水合物潜热蓄冷量为4.22 MJ。充注压力为3.8 MPa及以上时,水合物生成量大,水合物阻碍釜内各部分的传热,使釜内中层、下层的温差较大。水合物生成过程后期,水合放热量减少,液体CO₂在反应釜内的蒸发吸热效应使得釜内温度继续降低,一直到低于0℃,充注压力越高,此现象越明显。     

含粉砂及盐体系甲烷水合物二次生成规律

随着深水浅层天然气水合物试采工作的开展，亟需解决井筒含砂条件下水合物二次生成的问题，目前鲜见针对含粉砂及盐体系内水合物二次生成动力学的研究报道。本文选取粒径3.7～10.3μm粉砂砂粒，通过改变粉砂浓度(质量分数0.6%、1.6%和5.0%)、盐浓度(质量分数0.1%、0.6%和1.0%)以及砂盐配比度，研究高压条件下(8MPa)粉砂和盐对甲烷水合物二次生成动力学的影响规律。结果表明：(1)在砂粒粒径3.7～10.3μm范围内，相较于初次生成诱导期时间，二次生成诱导期缩短的时间随着砂粒粒径的减小而延长；(2) 0.6%和1.6%质量分数下的粉砂对于水合物二次成核具有促进作用；(3)在0.1%～1.0%含盐质量分数范围内，盐浓度越高，水合物初次和二次生成最终的气体消耗量以及最大气体消耗速率越接近，盐分对水合物“记忆效应”的抑制作用越明显；(4)在盐砂质量分数配比分别为低(0.6%∶0.1%)、中(1.6%∶0.6%)、高(5.0%∶1.0%)条件下，随砂盐配比度的增加，初次水合物生成诱导期逐渐缩短，二次水合物生成诱导期逐渐增长，所有体系二次生成诱导期均比初次生成诱导期短，且随配比度的升高...