二氧化碳在链状烷烃中的溶解性能及膨胀效应

选取原油中含量普遍较高的5种链状正构烷烃与不同比例的CO2组成油-气体系。通过体系在不同温度下的恒质膨胀实验,研究CO2在5种链状正构烷烃中的溶解性能及体系膨胀效应。研究表明,链状正构烷烃-CO2体系的压力-体积关系曲线并非是严格意义的两段直线,弯曲程度受温度、压力、CO2含量、正构烷烃类别等因素影响。体系的泡点压力随温度升高呈直线增大趋势,随CO2含量的增加大幅度增大。当压力较低时,CO2在不同链状正构烷烃中溶解度近似相同,而高压时溶解度随烷烃碳原子数增大而减小。CO2溶于链状正构烷烃中可造成体系不同程度的体积膨胀,膨胀系数的大小受温度、压力影响不大,随CO2含量的增加快速增大,随烷烃碳原子数的增大直线下降。体积膨胀作用对油井增产有重要意义。图15参13     

二氧化碳对原油中胶质沥青质作用的可视化研究

为明确CO_2驱油过程中胶质沥青质沉淀原因,从原油中分离出胶质和沥青质分别与正庚烷和甲苯配置成胶质模拟液和沥青质模拟液,并用2种模拟液分别与CO_2组成不同摩尔分数的二元体系,通过高压显微固相沉淀实验,观察2个体系中固相颗粒的变化规律,探究CO_2对胶质沥青质的作用机理。实验表明:胶质模拟液-CO_2体系中CO_2的摩尔分数达到12.50%时,胶质颗粒发生沉淀,随CO_2含量增加沉淀半径增大;当CO_2摩尔分数增至35.00%时,胶质沉淀开始沉积,发生聚集;当CO_2的摩尔分数大于50.00%时,降低体系压力至泡点压力以下,CO_2先从正庚烷液相中析出,后从液状胶质聚集体中析出。沥青质模拟液-CO_2体系在泡点压力处颗粒半径最大;随CO_2含量增加,沥青质颗粒沉淀半径增大;当CO_2摩尔分数增至60.00%时,沥青质颗粒发生聚集形成沉积。该项研究对于分析CO_2驱过程中胶质沥青质对沉淀的贡献情况、沉淀生成的主要原因以及如何减小沉淀对生产造成的伤害具有重要指导作用,对于增强原油的运移能力进而提高储层原油采收率具有理论指导意义。     

超临界CO_2在聚氨酯体系中溶解扩散行为的分子动力学模拟研究

基于聚合物-聚合物相互作用和聚合物-CO_2相互作用对溶解性能及聚合物自由体积分数和CO_2扩散系数的影响,通过分子动力学模拟方法研究了多元醇聚合单体、温度、压力以及多元醇与异氰酸酯间反应程度对CO_2在聚氨酯体系中的溶解和扩散性能的影响。实验结果表明,CO_2与多元醇的相容性随丙二醇类聚合单体含量的增加、体系温度的降低、压力的升高而增加;溶解过程中聚合物-CO_2相互作用是主导因素;随着反应程度的增加,CO_2与聚氨酯体系的相容性降低,扩散系数减小,且CO_2与聚氨酯体系的相容性及扩散系数从未反应至反应程度为1/2的过程中变化幅度较大。研究结果可为CO_2辅助聚氨酯泡沫制备的原材料配方选择和工艺参数优化提供指导。     

二氧化碳对重质链状烷烃的膨胀效应

目前CO₂对烃类纯组分膨胀效应研究主要针对碳数小于16的轻质中质烷烃,对碳数大于16的重质烷烃并未涉及,为此,选取碳数为20～32的3种重质链状烷烃,分别与CO₂组成不同物质的量之比的二元体系,进行不同温度下的恒质膨胀实验,获取重质链状烷烃-CO₂体系膨胀系数的基础数据,探究CO₂对于重质链状烷烃的膨胀效应。实验结果表明：相同状态时,不同碳数的重质链状烷烃-CO₂体系的膨胀程度影响几乎相同;在CO₂含量较高时,温度和压力对膨胀程度有一定影响,温度越高、压力越小,体系膨胀程度越大;膨胀系数随CO₂物质的量百分含量增加呈抛物线趋势增大。研究结果对于水驱后重组分含量较高的原油开展CO₂驱相态计算具有重要的理论指导意义。     

铝箔轧制油基础油的组成与性能

 用GC/MS分析了8种铝箔轧制油基础油的组成，测定了基础油及其与3种添加剂复配得到的铝箔轧制油的主要性能，考察了基础油组成对其性能及其铝箔轧制油性能的影响。结果表明，基础油的馏程、黏度、油膜强度、退火性能、闪点等性能的要求，得到其高性能加氢基础油组成的综合指标：从馏分看，轻质组分（碳链碳原子数≤11）、重质组分（碳链碳原子数≥15）的质量分数分别等于或低于12%、22%，碳链碳原子数≥13的组分的质量分数应高于或等于23%；从族组成看，环烷烃的质量分数等于或低于27%，异构烷烃的质量分数高于或等于42%；平均碳链碳原子数等于或低于13.3。为解决轧制工艺与轧制油基础油性能要求之间的矛盾和开发高性能铝箔轧制油提供理论参考。     

柴油低温流动改进剂对柴油分子存在状态的影响

采用分子动力学方法,模拟不同柴油分子体系中分子存在状态随温度的变化,经对比发现正构烷烃分子构象随温度降低"从弯到直"的显著变化是其在低温下容易聚集、结晶的主要原因,正构烷烃分子保持弯曲构象,有利于改善正构烷烃体系的低温流动性能。在此基础上,模拟含低温流动改进剂(CFI)的正构烷烃体系中分子存在状态随温度的变化,结果表明,CFI分子可以通过分子间相互作用力为正构烷烃分子扭转角的旋转提供足够能量,使分子保持弯曲构象,从而减弱分子间的相互作用并降低分子堆积的有序性和致密性。分子链可向空间多个方向伸展,分子内含有多个弯曲程度较高的结构片段,且与正构烷烃分子间的相互作用较强的CFI分子能显著促进正构烷烃分子保持弯曲构象。     

考虑组分差异的致密油二氧化碳吞吐效果分子模拟

分子模拟可描述致密油储层纳微孔隙中的流体扩散与运移行为,然而不同烃类组分（轻质、重质）对二氧化碳吞吐开发的响应特征尚不清晰。为评价二氧化碳吞吐对致密油中不同组分的开发效果,运用分子动力学方法,探讨了其分子运动与扩散特征,研究了不同孔隙、压力下二氧化碳摩尔分数对采收率的影响,并结合轻质与重质组分在石英孔隙表面的吸附/解吸差异性行为、烃类分子扩散系数随二氧化碳摩尔分数的变化,揭示了其开发机理。结果表明：轻质组分更易被二氧化碳置换,并形成分散能力强的混相体系,重质组分倾向于聚集分布;二氧化碳吞吐有利于在更小的压降条件下达到良好开采效果,其机理主要是增强了烷烃分子的扩散能力,但过量的二氧化碳使得孔隙空间压强升高,从而导致烷烃分子的扩散受到限制。     

专题报道

正利用分子动力学模拟方法研究了多元醇聚合单体、温度、压力以及多元醇与异氰酸酯间的反应程度对CO_2在聚氨酯体系中的溶解和扩散性能的影响。研究结果表明,CO_2与多元醇的相容性随着丙烯类聚合单体含量的增加、体系温度的降低、压力的升高而增加;溶解过程中聚合物-CO_2相互作用是主导因素;随着反应程度的增加,CO_2与聚氨酯体系的相     

CO_2甲烷化制替代天然气热力学计算与分析

利用模拟软件ASPEN PLUS(V7.3),基于Gibbs自由能最小法,建立了CO_2甲烷化制替代天然气反应体系的热力学计算模型,获得了甲烷化过程中各组分的平衡组成和主要反应的标准平衡常数。计算结果表明,CO_2转化率随压力升高而增加,随温度升高先降低后逐渐升高。温度低于400℃、压力3.0 MPa有利于CO_2甲烷化反应。CO含量较高时,CO甲烷化反应速率大于CO_2甲烷化反应速率。在0.1 MPa下,温度低于625℃时,CO优先发生甲烷化反应。当温度高于625℃后,CO_2转化率高于CO转化率。当体系中CO含量不高于2.00%(x)时,CO_2甲烷化反应无积碳现象发生;当CO含量超过2.00%(x)、温度低于600℃时,反应出现明显积碳。     

异构脱蜡润滑油基础油组成对其性质的影响

以加氢裂化尾油和加氢处理重质减压馏分油为原料,采用异构脱蜡工艺制备润滑油基础油。分析基础油的性质,并采用质谱和¹³C核磁共振分析异构脱蜡基础油的烃组成和烃结构,考察异构脱蜡润滑油基础油的烃组成和烃结构对其性质的影响。结果表明,对于异构脱蜡润滑油基础油,在多环环烷烃质量分数、链烷碳质量分数和平均碳数相近的条件下,黏度指数随着异构烷碳与正构烷碳质量分数之比的增大而减小,倾点随着异构烷碳与正构烷碳质量分数之比的增大而降低;在多环环烷烃质量分数、异构烷碳与正构烷碳质量分数之比相近的条件下,黏度指数和倾点随着分子的平均碳数减少而降低。     

油田含CO2伴生气变压吸附材料实验研究

变压吸附工艺是国内小规模CO_2驱产出气处置的常用手段,而吸附剂是吸附分离的基础。选用6种沸石类吸附剂,测试了CO_2/CH4单组分吸附平衡等温线,分析了温度对吸附量的影响。优选了两种材料进行了CO_2-CH4混合气体竞争吸附实验,重点分析了温度、压力、气体组分、CO_2含量等因素对吸附剂吸附分离效果的影响,评价了油、水含量对吸附剂的损伤。实验结果表明:吸附剂的分离系数与混合气体中CO_2含量无明显相关性,但吸附体系压力的变化对混合气体分离效果影响较大。在初始气体CO_2摩尔分数50%、温度20℃、压力2.5MPa条件下,优选的吸附剂13X对混合气体的分离系数为25。油水的存在会对吸附剂的分离性能产生较大影响,在温度20℃、压力2.5 MPa、13X吸附剂含水摩尔分数10%及含油摩尔分数10%条件下,吸附总量分别下降32%和78%,分离系数分别下降48%和78%。     

含CO2原油体系粘度测定与预测

通过实验和模型计算,研究了CO2对原油的降粘效果,结果表明,CO2对原油有很好的降粘作用;在泡点压力以上,原油粘度随压力的减小而减小,在泡点压力以下,原油粘度随压力的减小而迅速增大,同时,随着CO2注入摩尔分数的增大,原油粘度随压力的变化幅度减小;对于特定油田油样,饱和压力下相对粘度与CO2注入摩尔分数成近线性关系,且对不同油样其斜率是近似相同的.与现有的粘度计算模型相比,改进的LBC模型计算精度更高,特别是高温条件下结果更为理想,可用于计算CO2-原油多组分体系的粘度.     

SDS和THF对水合物法捕集模拟烟气中CO2的影响

采用搅拌式反应釜水合物生成实验装置研究动力学促进剂十二烷基硫酸钠(SDS)和热力学促进剂四氢呋喃(THF)对水合物法捕集CO_2的影响,用摩尔分数为25%的CO_2和75%的N_2混合气模拟烟气,分别探究不同浓度的SDS和THF对分离效果的影响;在此基础上,研究了不同初始压力、反应温度对分离效果的影响。结果表明,SDS和THF的存在都能提高CO_2回收率,但同时会降低分离因子。设定初始温度为3.5℃,初始压力为9.2 MPa时,加入质量分数为0.01%的SDS溶液后,CO_2回收率较纯水中增大了4.3%,分离因子较纯水中降低了44.8%;设定初始温度为6.5℃,初始压力为3.7 MPa时,加入摩尔分数为0.5%的THF溶液后,CO_2回收率较纯水中增大了30.4%,分离因子较纯水中降低了72.8%。在实验条件下,适宜的SDS质量分数为0.01%～0.05%,THF摩尔分数为0.5%～2%,初始压力的增加可以有效缩短水合反应的诱导时间,增大储气密度、CO_2回收率和分离因子,降低温度能有效提高分离效果。     

准噶尔盆地南缘油气生成与分布规律——典型类型原油油源对比

准噶尔盆地南缘地区背斜众多,油气分布广泛,油气性质多样。该地区存在5套有效烃源岩,油-源关系十分复杂,长期以来对原油来源存在很大争议。系统采集了南缘地区5套烃源岩及不同构造原油样品,对烃源岩抽提物与原油碳同位素组成、正构烷烃及类异戊二烯烷烃分子碳同位素组成、生物标志物组成特征等进行了全面的对比分析。结果表明,南缘地区4种典型类型原油分别来源于不同时代的烃源岩:1第1类原油碳同位素组成轻,正构烷烃分子碳同位素分布比较平缓,含有较丰富的β-胡萝卜烷,甾烷以C₂₈、C₂₉规则甾烷为主,来源于二叠系烃源岩;2第2类原油碳同位素组成重,正构烷烃分子碳同位素分布比较平缓,Pr/Ph比值高,甾烷以C₂₉规则甾烷和重排甾烷为主,三环萜烷以C₁₉为主,伽马蜡烷含量很低,来源于侏罗纪煤系烃源岩;3第3类原油碳同位素组成轻,正构烷烃分子碳同位素分布随碳数增高大幅下降,Pr/Ph比值小于1.0,C₂₇、C₂₈、C₂₉甾烷呈"V"型分布,异胆甾烷、重排甾烷、Ts、C₂₉Ts、C₃₀重排藿烷、伽马蜡烷含量高,来源于白垩系清水河组烃源岩;4第4类原油碳同位素组成重,正构烷烃分子碳同位素分布随碳数增高下降幅度大,C₂₇、C₂₈、C₂₉甾烷呈"V"型分布且以ααα-20R为主,甲藻甾烷尤为丰富,来源于古近系安集海河组烃源岩。目前在南缘地区尚未发现三叠系烃源岩生成的原油。     

CO2对原油烃组分膨胀效应的主控因素

通过对中国不同油区原油进行组分组成分析,选取了11种具有代表性的烃组分,分别与CO₂组成二元体系进行PVT实验。所选取的原油烃组分碳原子数为C₆-C₁₆,分子结构为直链烷烃、单环/双环环烷烃和单环/双环芳烃。通过实验结果的对比分析发现,原油烃组分中溶解的CO₂可使体系发生一定程度的体积膨胀,且其膨胀幅度主要受原油组分自身性质、CO₂摩尔含量和温度等因素的影响,而压力的影响不大。进一步提出原油组分自身性质的影响可用摩尔密度来表征,膨胀系数与对应条件下原油组分的摩尔密度为严格递增直线关系;膨胀系数随CO₂摩尔含量的增加迅速增大,呈现凹型递增曲线;温度的影响主要体现在CO₂摩尔含量较高的体系,温度越高,体积膨胀幅度越大。     

1-癸烯齐聚物分子质量影响因素考察

1-癸烯齐聚物是黏温性能优良的合成润滑油。从控制分子质量的角度,采用凝胶色谱考察了三氯化铝催化剂摩尔分数,质子供体和反应温度对1-癸烯齐聚物分子质量的影响。齐聚物分子质量随催化剂摩尔分数和质子供体酸性的增加而增加,随反应温度和质子供体摩尔分数的增加而减小。适宜的反应条件是三氯化铝催化剂的摩尔分数2.0%,反应温度55℃,异丙醇作为质子供体,异丙醇与三氯化铝催化剂的摩尔比1∶10。     

正构烷烃在5A分子筛上吸附等温线的研究

本文利用测定平衡吸附容量的流动重量法测定了三种脱蜡用的工业5A分子筛在较高温度下(250～350℃)吸附正癸烷、正十一烷的吸附等温线。实验结果表明,这三种5A分子筛在不同温度下的吸附等温线都符合第Ⅰ类型。文章比较了用Lagnmuir公式及其修正公式拟合实验数据的一些结果,亦讨论了分压、温度、正构烷烃碳原子数对平衡吸附容量的影响规律。     

国外动态

正庚烷和正十六烷在固体超强酸催化剂上的加氢异构化和加氢裂化在重油加氢裂化过程中,使重质正构烷烃异构化成为高度支化的高密度喷气燃料和润滑油具有重大意义。但常规的含过渡金属的酸性载体无定形双功能催化剂并不能使长链正构烷烃充分异构化。在催化剂中加入铂,可明显地改善长链正构烷烃的异构化选择性。含铂的沸石基催化剂不仅在酸性、选     

N_2对CO_2最小混相压力的影响

向复杂断块油藏注入CO_2,既可通过混相驱提高原油采收率,又可节约成本,封存大量温室气体,减缓温室效应。由于断层封闭性及CO_2混相均受压力影响,又因注入CO_2中常混有N_2,因此,文中深入研究N_2对CO_2-原油最小混相压力的影响。通过Win Prop模块模拟计算了原油分子摩尔质量为170~360 g/mol,油藏温度为310~360 K,N_2摩尔分数至10%,约2 000种情况下的混相压力,得到N_2影响的CO_2混相压力与纯CO_2混相压力比值(Fimp)表达式。结果显示,Fimp与注入气体中N_2的摩尔分数成正比,不同组成的原油对Fimp没有影响,得到了N_2存在情况下CO_2-原油最小混相压力的表达式。与CO_2混相实验结果及已发表公式计算结果对比发现,该表达式能准确计算N_2存在情况下CO_2-原油混相压力,为CO_2混相驱提高原油采收率及筛选断块油气藏实施混相驱提供理论依据。     

Co基催化剂上费托合成中烯烃二次反应行为的研究

在盐浴等温固定床反应器中,考察了气态空速、催化剂颗粒尺寸、反应温度和压力对Co基催化剂上费托合成中烯烃二次反应行为的影响。实验结果表明,烯烃选择性随气态空速的增加而显著提高,高气态空速不利于烯烃的二次反应;烯烃选择性随催化剂颗粒尺寸的增大而减小,表明内扩散限制加剧了烯烃二次反应;反应温度由493K升至533K时,CO转化率从24.73%增至84.08%,烷烃分布向轻质烃方向移动,烯烃选择性略有降低;反应压力由0.5MPa升至2.5MPa时,CO转化率由51.32%增至97.48%,烷烃分布向重质烃方向移动,而烯烃选择性基本不变。在实验条件范围内,气态空速对烯烃二次反应的影响最为显著。