采用HOTDISK测量材料热导率的实验研究

使用HotDisk热分析仪进行材料热导率测量的实验研究。通过对不锈钢标准件,冰和多孔介质的热导率测量,证明该分析仪器能够适应不同材料的热物性测试。对冰的测量结果与文献值的最大相对误差仅为0.324％,对不锈钢标准件测量结果与标准值一致,在室温(22℃)左右为14.07W·m~(-1)·K~(-1)。对建筑用砂与空气、水和冰组成的饱和多孔介质的有效热导率测量结果表明:砂的颗粒粒径大小对材料的有效热导率影响很大,这种影响主要是接触热阻和连续相相对体积大小相互作用的结果。     

海底渗漏系统水合物生成过程实验模拟

根据天然气水合物渗漏系统的形成特征,设计了一套模拟实验系统,即在低温环境中,采用体积为4.62 L的透明反应釜,在釜底放置50 mm厚的河砂,将二氧化碳气体从釜底部的射流器口喷射进入砂层,在一定的低温(0.5～3℃)和压力范围(1~4 MPa)下进行了水合物快速生成模拟实验。实验结果表明,该系统可以模拟海底渗漏体系水合物形成过程,水合物形成特点和形态与海底拍摄的情景相似;2℃和3 MPa条件下,得到二氧化碳水合物生成过程中二氧化碳消耗速度瞬时最大值为203 mol/(s·m2)。     

海洋天然气水合物的形成机理探讨

综述了国内外对天然气水合物成因机理的研究现状和天然气水合物的气体成因类型。重点探讨了海底之下天然气水合物的形成机理,提出了强渗漏和弱渗漏系统的概念和分析了基于这两种系统的水合物形成模式和特点。认为:强渗漏系统是指海洋底部由地壳构造活动产生的挤压或拉伸等变形作用,或者由于海洋沉积物的侧向挤压变形作用而出现断层,许多圈闭的烃类气体由此向上渗流并大量漏出,形成较稳定的水合物形成所需的气源,该系统形成的天然气水合物分布集中,储量密度大,具有实际开采价值;弱渗漏系统是指以甲烷为主的烃类气体由微生物和热作用生成后散布于原地的海底之下较为松散的多孔沉积物中,这些沉积物因温压变化可形成天然气水合物,但这类水合物分布分散,不能成藏,不利于开采。另外还探讨了我国南海天然气水合物成藏的可能性。     

热进料推动加氢装置深入节能优化

介绍了一种以热进料为契机推动加氢装置全面优化的方法。采用三环节理论分别对塔、换热网络、加热炉和机泵进行系统优化,实现由热进料带来的低温热热量在装置内的升级利用,节约燃料和蒸汽。在中国石化某炼油厂1.0Mt/a柴油加氢精制装置中取得了装置能耗下降38.9%的显著效果。该方法也可用于其它下游装置的全面节能优化。     

水合物热分解Stefan相变模型解的存在性及Laplace变换求解

天然气水合物热分解Stefan相变模型为二阶抛物线型偏微分方程(组)。开展了水合物热分解Stefan相变模型解的存在性、唯一性论证和Laplace求解方法的探索。演绎了简化的过程、细节的推导：应用微分方程的迭代格式,导出了最大、最小值引理和参数取值范围;通过边界上的交替条件映射对x_n(t)、T_n(x,t)的极限存在性的证明,证实了微分方程解的存在;采用反证法,证明了Stefan微分方程解的唯一性。运用Laplace变换、分离变量和Laplace逆变换法,求得了该Stefan模型的解析解,超越方程的单调性证明了方程解的唯一性。     

超声波作用于天然气水合物形成分解研究进展

简述了超声空化的基本理论;介绍了国内外超声波影响天然气水合物形成分解的研究进展、超声波对水成核结冰影响的研究情况;最后进行了简要总结并提出几点建议,指出开展相应研究的必要性。     

笼型水合物为能源化工带来新机遇

笼型水合物是利用水分子通过氢键作用构建的笼型结构对甲烷等能源气体进行存储和提取,具有高安全性、高储存容量、温和储存条件、环境友好等优点。天然气水合物是传统能源和绿色能源之间的桥梁燃料,已成为世界各国科学家竞相研究开发的热点。本文综述了笼型水合物在能源与环境、流动安全、工程应用三个方面的研究成果,涵盖了固化天然气（SNG）、CO₂捕获和气体分离、蓄冷、海水淡化、汽车燃料以及制氢与储氢等能量转换、能量储存的领域。文章指出大力发展笼型水合物衍生技术,实现提取甲烷同时捕获二氧化碳,有助于实现碳中和的目标。阐述了笼型水合物生成依赖于其自身的热力学相平衡条件、反应过程的动力学性质及传递过程强化,从生成到分解的过程主要包括溶解、成核、生长、晶裂和解吸等一系列步骤,过程的微观机理复杂。展望了利用多尺度方法研究水合物生成的微观结构、界面现象、宏观应用和作用机理,有助于扩展化学工程的原理和知识,对开发能源化工领域新材料新工艺也有裨益,从而促进能源化工的发展。     

烟道气对稠油油藏理化性质影响特性研究

在稠油原位燃烧开采过程中,会产生大量含有氮气、二氧化碳和少量氧气的烟道气。烟道气渗透进入未燃烧区与稠油混合,不仅会降低稠油的黏度还会对油品产生影响。研究了不同温度下烟道气(N2+CO2+O2)对辽河齐-40区块稠油改性作用。利用气相色谱、红外光谱、热重分析了烟道气对原油理化性能的改性机理。结果表明,烟道气对稠油具有增容降黏的作用,随温度的升高,烟道气在稠油中的溶 解 度 先 增 加 后 降低,体积因子则受溶解度和热的双重作用随温度的升高而增加;在100℃时降黏率最大,为9.84%。由于烟道气中少量的残余氧,会与稠油发生低温氧化作用,因此会增加稠油中沥青质含量,造成最终结焦量 由 原 本 的5%增加至14%。该结果为现场稠油火驱方案设计提供技术依据。     

水合物膜法捕集烟道气中CO_2新技术

综述了国内外对火电厂烟道气中温室气体二氧化碳的捕集回收技术、基本原理及各自的特点,并对其进行了比较.重点叙述了膜分离方法和水合物分离方法的原理和特点,提出了将膜分离技术和水合物分离技术结合起来形成的在多孔膜的微孔内形成水合物而达到分离效果的水合物膜分离方法,阐述了此方法的基本原理,开发了水合物膜分离方法的工艺流程并对其可行性和优势进行了讨论.     

混合致冷剂水合物晶体生成和分解过程研究

为了深入了解水合物的生长动力学机制,通过对混合致冷剂HCFCl41b／HFC152a水合物晶体生成及分解过程的形态进行观测,从动力学和形态学方面验证了混合致冷剂水合物的性能互补特点．结果表明,混合致冷剂水合物与低压致冷剂HCFC141b水合物相比,其引导时间更短,生成速度更快．混合致冷剂。HCFC141b／HFC152a水合物可在10℃融化,克服了高压致冷剂HFC152a水合物相变温度高的缺点,证明了混合致冷剂水合物较单一致冷剂水合物更适合作为蓄冷空调的储冷介质。