活性炭中甲烷水合物的生成动力学

在温度275．75－279．95K和压力5．6－9．6MPa的静置条件下，测定了14组甲烷水合物在活性炭中的生成动力学数据（压力－时间关系），分析了甲烷水合物在活性炭中生成的物理过程，结合边界层理论和结晶学原理，提出了单液膜传质控制机理的生成动力学模型，并求得了解析解,使用Levenberg-Marquardt方法拟合模型参数，模型预测值与实验值符合良好。     

CO2置换CH4水合物中CH4的实验和动力学

在自行设计的反应装置中考察了2.8 MPa和3.25 MPa压力下，温度271.2、273.2和276.0 K时CO2气体置换十二烷基硫酸钠（SDS）体系CH4水合物中CH4的置换过程。实验数据表明，在反应的前50 h，CH4水合物的分解速率较快，其后分解速率变慢。冰点以上CH4水合物的分解速率较快。基于动力学数据，建立了SDS体系置换反应过程中CH4水合物的分解动力学模型和CO2水合物的生成动力学模型。计算得到CH4-CO2置换反应过程中CH4水合物的分解活化能为28.81 kJ·mol-1，CO2水合物的生成活化能为68.40 kJ·mol-1。数据表明，CH4水合物的分解可能受置换反应过程中水分子的重排控制，而CO2水合物的生成可能受CO2气体在水合物中的扩散控制。     

原油压缩系数实验与关联

采用Ruska高压PVT装置,测定了9个油田油样的压缩系数,其温度与压力范围分别为308—338 K,0.6—6.6 MPa。并测得了各油样4个温度下的密度值。实验发现,原油压缩系数随温度的升高而增加,随压力的升高而降低。并建立了温度、压力和密度函数的原油压缩系数关联式,其对404个数据点的平均误差为2.96%。该式可用于预测不同条件下的原油压缩系数计算,方便原油输送的计量与管道的设计。     

甲烷水合物热稳定性的研究

研究了在阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)体系中甲烷水合物在冰点以下的常压分解规律。研究结果表明,静态下生成的甲烷水合物较动态下的分解速度低;在262·15~268·15K在之间,甲烷水合物的分解速度随着温度的降低而升高;在此范围以外,甲烷水合物的分解速度随着温度的降低而降低;在262·15~272·15K之间存在最低分解速度,其中在268·15K,甲烷水合物的分解速度最低。利用外推法计算268·15K时甲烷水合物完全分解需要25d,说明水合物的自我保存性质对气体水合物储运技术具有重要意义。     

二氧化碳置换法开发天然气水合物的实验研究

考察了温度在270.15～278.15 K,压力在2.3～4.0 MPa条件下应用CO2置换天然气水合物中CH4的置换过程.结果表明,温度和压力是置换反应速度和效率的重要影响因素.温度和压力越高,越有利于反应的进行.而压力的影响没有温度的影响明显.同时,置换过程中进入水合物相的二氧化碳的摩尔量与气相中CH4增加的摩尔量的比率超过了1:1,这可能是由于纯水水合物的甲烷含气量并未达到理论含气量,置换的同时有部分二氧化碳分子进入水合物的空孔穴和游离水中,形成二氧化碳水合物和水溶液.     

十二烷基硫酸钠(SDS)对甲烷水合物膜生长动力学的影响

采用水中悬浮单个气泡法测定了不同温度（273.4～279.4K）和压力（3.60～11.90MPa）下甲烷在含SDS水溶液中的水合物膜生长动力学数据,并应用Chen-Guo模型中的无因次Gibbs自由能差作为推动力（-△G/（RT））对实验数据进行关联,得到了一个较为简单的数学模型。由实验数据回归出不同SDS浓度下的甲烷水合物膜生长动力学的反应级数,并根据模型回归的参数和Arrhenius方程计算出甲烷水合物膜生长表观活化能及指前因子,同时也讨论了SDS对甲烷水合物膜生长速率的影响。     

量热法多孔沉积物内CH4水合物生成过程中的放热行为

掌握天然气水合物在多孔沉积物生成过程中的放热规律对于天然气水合物的资源开发和了解水合物的成藏规律都具有重要意义。本研究通过高压微量热仪考察了石英砂粒径、初始含水率、温度及含盐条件对CH₄水合物在多孔沉积物内生成过程中放热行为的影响。实验结果表明,随着石英砂粒径的减小,水合物生成的放热速率随之增加。随着初始含水率的降低,水合物的放热峰明显增大,但在实验考察时间内,最终的累积放热量和含水率并没有呈现出明显的相关性。当温度在263.15K时,CH₄水合物生成过程中不存在明显的放热。对于在3.35% NaCl盐溶液体系中进行的甲烷水合物生长放热实验,发现其放热规律与在纯水体系下的放热规律具有较高的一致性,但其总体放热速率和累积放热量较纯水体系更低。实验结果呈现了良好的规律性,对进一步开发量热仪在水合物生成动力学方面的应用具有一定的参考价值。     

TBAB水溶液体系中半笼型水合物的相平衡预测模型

四丁基溴化铵(TBAB)是一种广泛使用的水合物促进剂,可以显著降低水合反应的形成条件。针对TBAB水溶液中离子与溶剂间较强的相互作用力,采用电解质NRTL方程确定液相组分的活度系数,结合含TBAB水合物的晶体结构特征和Chen-Guo水合物模型,建立了TBAB水溶液体系中水合物形成热力学条件的预测模型。与TBAB质量分数为5%～60%的221个实验数据点进行对比分析,结果显示温度平均相对误差为0.112%,预测值与实验数据具有较好的一致性。通过关联混合电解质体系下盐-溶剂间的交互作用参数,该模型还可进一步扩展到TBAB+NaCl复合盐体系下水合物相平衡条件的预测。在TBAB质量分数范围为5%～20%、NaCl质量分数为3.5%～10%的复合盐溶液体系中,CO₂形成半笼型水合物的相平衡条件的实验值与预测值的温度偏差范围为0.01～1.17 K,二者比较吻合。本模型可以为水合物法气体分离、气体储运等技术的实际应用和工艺包开发提供理论基础。     

多孔介质和化学剂体系中甲烷水合物相平衡预测

 综合考虑不同种类的电解质、醇和多孔介质对甲烷水合物相平衡条件的影响,对实验室原有的纯水体系下甲烷水合物的相平衡计算模型进行了扩展,扩展后的模型可以计算电解质、醇和多孔介质或它们的混合体系下甲烷水合物的相平衡条件。单独或两种上述体系共存条件下,大量模型计算结果与文献实验值吻合较好,结合模型建立机理,推断扩展后的模型应该可以较好地预测电解质、醇和多孔介质3种复杂条件共存的情况下甲烷水合物的相平衡条件,为注剂法开采甲烷水合物藏的计算提供依据。     

整体多路阀计算机辅助设计的实现

本文论述了整体多路阀的结构性能特点和用16位微机开发多路阀图形数据库的尝试。找到了一种在微机上建立大型图形数据库的具有普遍价值的方法。