聚乙烯唑啉作用下甲烷水合物分解的分子动力学模拟

利用分子动力学模拟系统研究了不同质量浓度下(1.25%、2.50%、6.06%)聚乙烯唑啉(PEtO)对甲烷水合物的分解作用.模拟体系为甲烷水合物2′2′2的超胞和聚合物对接体系.模拟发现水分子间氢键构架的水合物笼型结构在PEtO的作用下出现扭曲,最终导致水合物笼型结构完全坍塌.通过氧原子径向分布函数、均方位移以及扩散系数比较不同浓度PEtO的作用,证实在一定浓度范围内,PEtO的浓度越高,其水合物分解作用越强.此外,PEtO具有一定的可生物降解性.PEtO对水合物的作用为:PEtO吸附在水合物表面,其中的酰胺基(N―C=O)与成笼的水分子形成氢键,破坏邻近的笼形结构,令水合物分解;PEtO不断分解表面的水合物,直到水合物笼完全分解.

稠油氧化燃烧动力学研究

稠油不同于常规原油,高黏度和高凝固点特性使其难于用常规方法开采,火烧油层是有效的热力开采方法之一。利用TG-DSC技术研究稠油氧化燃烧过程,对其质量、热量变化和动力学进行分析。研究发现,稠油在有氧氛围中受热主要发生氧化燃烧反应,在510℃可完全反应。反应过程分为三段,包括低温氧化(LTO)、燃料沉积(FD)和燃烧,其中燃烧又分为低温燃烧(LTC)和高温燃烧(HTC)。

煅烧温度对铁泥干法制备氧化铁颜料性能的影响

本文通过X射线衍射分析(XRD)及产物的色差分析,研究了干法处理铁泥制备氧化铁颜料中煅烧温度对产品性能的影响。结果表明煅烧温度是干法制备氧化铁颜料的一个重要因素。煅烧温度低于700℃,氧化铁晶相不纯,颜色较浅;煅烧温度为800℃产品晶相为α Fe2O3;温度超过900℃产品晶相基本无变化,颜色加深。

含有机物铁泥的超临界水氧化法资源化

氨基染料生产过程中产生大量含有机物的铁泥,对环境造成严重污染并造成资源的极大浪费。利用超临界水氧化法对含有机物铁泥进行资源化处理研究,并对产物进行了X射线衍射分析(XRD)、色差实验与电子探针分析。研究结果显示,用超临界水氧化法处理铁泥可以将铁泥中所含的有机物完全氧化,真正实现环境友好;超临界水首先将铁泥氧化成α-Fe2O3与γ-Fe2O3,再经过800℃煅烧后可以作为氧化铁红颜料使用;超临界反应压力对样品的晶型与颜色影响不大。

高含水油包水乳液的水合物储气性能研究

油包水乳液是近年来新兴的一种水合强化材料,具有良好的水合储气潜力,但是为了保证乳液的稳定性,通常所用的油包水乳液含水量不超过50%。然而水合物的储气量与水含量密切相关,因此高含水的油包水乳液更具有应用前景。对含水量超过50%的油包水乳液进行了水合物的储甲烷研究,考察了乳化剂用量、初始压力及搅拌速率对储气性能的影响,最后考察了乳液的循环储气能力。结果表明:含水量超过55%后,含水量的增加会造成乳液液滴的增大,储气量的降低。乳液含水量为55%,复合乳化剂Span80/Tween80(mTween80∶mSpan80=0.783∶1)用量5%(质量)(以水量为基准)的乳液最适合水合储气;初始压力的增加有利于水合储气性能的提高,但压力过高会造成水合物壳的快速形成,从而降低整体储气能力;适宜的搅拌速率有利于水合物的生成,过快或过慢都会引起水合速率的下降。本实验中最佳的乳液水合储气条件为:温度274.15 K、反应釜中气水体积比10∶1、甲烷初始压力6 MPa、搅拌速率700 r/min,在此条件下,储气量可达141.42 L气/L水。在此条件下进行循环储气实验证明该乳液具有良好的循环利用性,四次循环中储气量均在130 L气/L水以上。研究结果可为天然气储运以及含烃混合气分离提供技术参考。

丙烷气体水合物合成实验的设计与研究

针对高中化学和大学化学中有关气体水合物的内容,设计了丙烷气体水合物的教学实验。该实验采用简单的方法合成丙烷水合物,操作简单、安全,实验重复性高,可以调动学生的学习兴趣。通过实验,便于学生了解丙烷水合物的物理化学性质、水合物相图的构成及作用。

天然气水合物动力学抑制技术研究进展

天然气水合物管道堵塞问题一直是困扰油气安全生产的重要问题,利用天然气水合物动力学抑制剂防治天然气水合物堵塞是有效途径之一。为此,回顾了天然气水合物动力学抑制剂的发展历程,介绍了目前国际上研究最多的几类天然气水合物动力学抑制剂,包括聚合物和绿色抑制剂,并简要介绍了天然气水合物动力学抑制剂的研究方法——诱导时间法、THF(四氢呋喃)法、定容法、气体消耗法、停球时间法、壁面效应法和分子模拟法。最后概述了我国近几年动力学抑制剂的研究进展,针对当前天然气水合物动力学抑制剂的不足,指出下一步的研究重点应放在以下4个方向:①寻找"三低一高"天然气水合物动力学抑制剂("三低"为低污染、低成本和低用量,"一高"为高效);②天然气水合物动力学抑制剂与热力学抑制剂的协同作用及其机理研究;③研究天然气水合物动力学抑制剂的抑制机理,开发性能更佳的天然气水合物动力学抑制剂;④天然气水合物动力学抑制剂的现场试验及实施方式的确定。

水平井高效开采Class 3天然气水合物研究

中国目前所发现的水合物藏缺乏下伏流动层,比较接近有上、下盖层的Class 3水合物,业内对其开采的经济性和能效比有质疑且相关研究成果鲜见。为此,采用HydrateResSim模拟水平井加热减压联合开采Class 3水合物,研究了其开采的能效比、气水比、采收率等参数。首先定义水合物开采所获得的天然气的热值和水合物开采过程输入物藏热量之比为水合物开采的能效比(EER),采用能效比对水合物开采过程进行评价;然后,设定开采井的温度为42℃,在0.2 p0(p0为水合物藏初始压力,1.383×107Pa)、0.5 p0、0.8 p03种压力条件下进行水平井加热减压联合开采模拟。结果发现:①开采前期能量消耗大,产水量多;②只有在0.2 p0、42℃条件下,气水比长期大于100,采收率在50%左右,同时,EER达到188;③而0.5 p0和0.8 p0条件下的开采指标较0.2 p0小很多。进一步分析0.2 p0、42℃条件下水合物开采过程中井内热流数据,得到加热只分解了5.28%的水合物,其他大量水合物由减压驱动力分解,因而能效比较高。结论认为:水平井加热减压联合的方法能够高效开采Class 3水合物。

水合物法快速脱除天然气中二氧化碳

水合物法脱除天然气中CO2是一种新的天然气脱碳分离技术,可用于初步大量脱除高含CO2天然气和沼气中的CO2。为天然气脱碳提供一种工艺简单、流程快和环保的方法。笔者用CO2(摩尔分数为33.00%)/CH4混合气模拟高含CO2的天然气,在1L的反应釜内,研究混合气水合过程随压力和气水体积比的变化,分析水合过程的温度、压力变化和剩余气相浓度变化,计算一次水合CO2的脱除率、CH4的水合率和分离因子。分析水合物法脱除天然气中CO2的效果。实验结果表明水合物法能够脱除天然气中CO2,水合反应时间为0.1 h,压力升高有利于CH4/CO2混合气形成水合物,不利于CH4/CO2混合气的分离,适合的分离压力为2.5～3.5 MPa,气水体积比小有利于水合物法分离天然气中CO2,气水体积比为22,混合气一次水合后,气相中CH4浓度能提升到84.42%,CO2脱除率达64%,CH4损失率在5%以下,分离因子最高可达57.4。

芍药甘草汤加味联合运动训练治疗脑卒中后偏瘫肘关节屈曲痉挛疗效观察

目的观察芍药甘草汤加味联合运动训练治疗脑卒中后偏瘫肘关节屈曲痉挛的临床疗效。方法将80例脑卒中后偏瘫肘关节屈曲痉挛患者按照随机平行分组法分为治疗组与对照组各40例,2组均给予常规运动训练,治疗组加用芍药甘草汤加味治疗,1剂/d,分早晚2次服用。疗程均为4周。比较2组偏瘫肘关节屈曲痉挛改善情况。结果治疗组总有效率明显高于对照组(P<0.05);2组治疗后上肢关节VAS疼痛评分、肿胀评分及平衡能力均较治疗前明显改善(P均<0.05),且治疗后治疗组较对照组改善明显(P<0.05)。结论芍药甘草汤加味治疗脑卒中后偏瘫肘关节屈曲痉挛可有效缓解疼痛痉挛、消除肿胀、促进平衡能力提高,有助于改善患者生活质量水平。

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)、CO_(2)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。

无线网络安全性威胁及应对措施

随着科技的发展与人们需求的日益增长,无线网络以其独特的优越性逐渐成为发展的主流,然而随着无线网络的发展,安全性问题成为发展无线网络的瓶颈。本文从无线网络的特点出发,分析了无线网络可能受到的各种威胁,包括由于无线网络本身的技术缺陷带来的威胁,以及一些偶然威胁。并针对这些威胁从技术到人员等方面提出了10种解决方案,可以有效地提高无线网络的安全性。

水合物储能技术研究现状

水合物为客体分子与主体水分子在一定温度与压力下形成的固体物质。水分子通过氢键形成笼型结构并将气体分子包裹在笼子里。根据其包裹气体的特性,可以通过形成水合物将气体(如C H4、H2等)储存起来,从而实现能量的储存;同时水合物的形成与分解会释放和吸收热量,通过重复形成与分解水合物进行蓄冷也是一种能量储存和利用的方式。本文将介绍水合物储能技术研究的现状,并对水合物储能未来的研究进行展望。

笼型水合物膜分离和捕获二氧化碳研究进展

开发一种低碳、高效的分离和捕获二氧化碳方法一直是缓解温室效应的关键技术。本文首先比较了现有的5种碳捕获技术,发现相较于化学吸收、深冷分离和变压吸附,水合物法和膜分离技术具有绿色环保、操作简单的优势。随后,本文以水合物法为切入点,阐述了其分离机理和强化手段。为进一步研究更加有效的新技术,通过利用水合物法的技术优势,结合膜分离的结构,提出一种更加具有发展潜力的水合物膜分离技术。然后,根据水合物膜的成膜方式将水合物膜技术分为第一、二、三代,并重点分析了每代水合物膜技术的改进手段。最后指出未来第三代水合物膜分离技术应从以下3个方面寻求突破与创新:探索合适膜载体材料;寻找合适的添加剂;优化温度、压力、流速水合分离条件。

发电厂烟气开采天然气水合物过程能效模拟

利用发电厂烟道气(以下简称烟气,主要成分为CO_2与N_2)开采天然气水合物(以下简称水合物)是一种安全、环保的方法,但目前对于该开采方法的能耗及能效情况仍缺乏深入的研究。为此,建立了一种烟气开采水合物的流程:烟气通过增压注入到水合物储层,储层中的水合物一部分发生热分解,另一部分与烟气置换得到CH_4-CO_2-N_2混合气,再经膜组件分离除去N_2得到提浓后的CH_4-CO_2混合气,最后将CH_4-CO_2混合气输送至原发电厂发电。进而采用Aspen Plus软件对这一过程进行了模拟,分析了不同注入压力下烟气置换过程的采注比、置换采出CH_4的比例以及整个过程的能耗与能效。结果表明:(1)烟气开采水合物过程的主要能耗在增压注入阶段,注入压力的增加会导致增压阶段与膜分离阶段的能耗相应增加,但在一定程度上也可提高压力能回收率;(2)注入压力在5~16 MPa条件下,烟气置换过程的采注比为0.03~0.26,置换采出CH_4的比例为19.9%~56.2%,烟气开采水合物全过程的单位能耗为2.15~1.05(k W·h)/kgCH_4,能源投入回报值(EROI)介于7.2~14.7。结论认为:在5~10 MPa范围内增加注入压力可有效地提高烟气开采水合物过程的能效。

天然气水合物奇异自保护效应研究发展及其应用

采用水合物法进行天然气储运是目前国内外正着力开发的一种新型天然气储运技术,水合物在不同温度压力条件下的稳定性及其分解特性是该技术应用发展的重要基础。奇异自保护效应的存在表明水合物在特定的低温温区内具有良好的稳定性,这也为开展水合物法储运天然气提供了有力的理论和试验依据。综述了气体水合物自保护效应的研究历史及其应用于天然气储运的工程应用,指出了自保护效应研究中依然存在的困惑及发展水合物法储运天然气技术所面临的挑战。

气体水合物及其衍生技术的研究进展

概述了天然气水合物领域的研究现状及存在的问题,介绍了笔者及其所在团队目前的主要研究方向,包括水合物科学、水合物技术、水合物能源等,着重讨论了近5年来该团队在水合物分离(烟气中CO2捕获,沼气中CO2分离,空气分离技术)、水合物抑制与防治(低剂量水合物抑制机理,新型动力学抑制剂开发及中试放大生产,现场试验)、水合物储气材料及应用(储氢,储天然气)、水合物分子模拟和计算等方面的研究进展,并指出了下一步研究的方向.

韩国天然气水合物研究开发思路及对我国的启示

天然气水合物已是国际能源界公认的21世纪接替石油天然气的新能源。美国、加拿大、日本等发达国家都非常注重天然气水合物的开发研究,而韩国、中国、印度的研究工作起步相对较晚。但韩国在2005年就成立了国家天然气水合物研究机构,制定了国家天然气水合物10年研究计划,该计划的总体目标是到2015年为止,发展天然气水合物开采知识,并开发出在Ulleung盆地商业开采水合物技术。我国对天然气水合物也做了大量的研究工作,但到目前为止还没有一个确切的水合物开发路线图。与韩国相比,我国在水合物研究方面存在研究工作相对薄弱、技术装备有待提高、具体规划不够、研究力量分散等差距,最大的差距在于没有国家性的天然气水合物研究机构。借鉴韩国的研究开发思路,建议我国应尽快成立国家天然气水合物研究机构,并制定国家天然气水合物研究计划。

TBAB水合物法脱除天然气中CO_2

水合法分离天然气中的CO_2是一种新的天然气脱碳方法。以CO_2(33.00%,摩尔分数)/CH_4混合气模拟高含CO_2的天然气,在0.293%四丁基溴化铵(TBAB)水溶液中生成水合物分离其中CO_2,测量水合反应过程温度压力,用气相色谱分析水合反应平衡后气相组成。结果表明,水合物法能够脱除天然气中CO_2,高压低温有利于气体水合反应,CO_2水合脱除比例在60%左右,平衡气相中CO_2浓度最低达到17.05%(摩尔分数),进料压力高和温度高有利于CH_4/CO_2混合气的分离。

冰点以下甲烷水合物密闭分解特性实验研究

利用阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)作为促进剂生成水合物,使用快速降压法对甲烷水合物在冰点温度以下的密闭分解特性进行了实验研究,结果表明密闭分解条件下,甲烷水合物的分解速率不随温度而单调变化,而是存在一个奇异的突变点,验证了甲烷水合物冰点温度以下分解的奇异自保护效应。在密闭分解条件下,甲烷水合物在265—268 K温度下表现出良好的自保护性,日分解速率仅为0.34%@265 K和0.31%@268 K,其完全分解所需的时间分别为283 d和311 d,可以满足水合物工业储运的技术条件。在此基础上,提出水合物密闭储运的最佳工艺条件为268 K@0.2 MPa。