N,N-二甲基甲酰胺-三氯甲烷-水体系液液相平衡数据的测定与关联

为获得进一步研究DMF废水萃取回收工艺所需的基础数据,利用液液平衡釜在常压下温度分别为30℃、35℃、40℃时进行N,N二甲基甲酰胺-三氯甲烷-水体系的液液相平衡实验,各物质的平衡组成由气相色谱分析,所得液液相平衡数据用NRTL和UNIQUAC模型进行关联,应用单纯形法求得相应的模型参数。计算值与实验值比较结果表明:NRTL与UNIQUAC模型的计算值与实验数据吻合良好,模型计算的总平均绝对误差分别为0.0032和0.0033,总平均相对误差分别为2.60%和2.97%。

水分对煤层气吸附/解吸微观作用研究进展

水分是制约煤层气吸附/解吸的关键因素之一,受煤储层多元孔隙结构和煤岩组分润湿性差异影响,煤-水-甲烷界面作用导致煤层气产出过程中CH4与H2O相互激励、相互制约。立足于水分对煤层气吸附/解吸作用的研究进展与前沿认识,从煤储层水分赋存状态、煤-水界面微观作用和水分对甲烷吸附/解吸影响3个方面重点分析了水分与煤层气吸附/解吸微观效应之间的内在关系。研究认为煤储层孔隙结构及水分赋存状态复杂。以煤-水界面作用及孔隙结构特征为依据将煤储层水划分为结合水、束缚水和自由水3种主要类型,不同类型水分对甲烷吸附的抑制作用机制存在差异、且对低阶煤的影响程度严重。水分相态变化成为影响甲烷解吸-运移的核心,水蒸汽分子通过竞争吸附置换吸附态甲烷,液态水在润湿性和毛细管力作用下水锁堵孔、抑制气-水运移。在地面煤层气钻采过程中水分的作用机理随储层温度-压力环境动态变化而变化。针对水分对甲烷解吸作用机理不清、影响界限不明的现状,由此提出了量化储层水分含量及分布特征,增强甲烷解吸与气-水运移,完善甲烷吸附/解吸理论与模型,强化水分激励、促进煤层气增产4方面的科学问题及发展方向,进一步深化煤-水界面微观作用在煤层气解吸运移过程中的机理,促进煤层气持续稳定高效开发。

煤对甲烷及氘代甲烷吸附性能研究

煤层注水是一项综合灾害防突措施,常被应用于瓦斯、粉尘及冲击地压防治。获得煤-水-甲烷三相体系中水分的分布规律,对于揭示含瓦斯煤注水防突、防冲及防尘的机理具有重要的理论意义。对于煤-水-甲烷三相体系中水分分布的测试,无损检测法是一种首选的方法,核磁共振测试技术对于水分分布测试具有其独特的优势,然而采用核磁共振测试煤-水-甲烷三相体系中水分的分布规律时,甲烷分子中氢原子与水分子中的氢原子相互干扰,造成不能准确获得煤-水-甲烷三相体系中水分的分布规律。提出采用氘代甲烷(CD_(4))代替甲烷(CH_(4))研究含瓦斯煤中水分分布,需首先获得煤对CD_(4)及CH_(4)的吸附特性。采用等温吸附试验及分子动力学模拟的方法研究了煤对CH_(4)及CD_(4)的吸附量及等量吸附热。研究结果表明:煤对CH_(4)及CD_(4)的吸附量差别不大,且吸附量与吸附平衡压力满足Langmuir的函数关系;煤对CH_(4)及CD_(4)的等量吸附热随着吸附平衡压力的增加而减小,等量吸附热与瓦斯压力满足指数的函数关系;同一温度条件下,煤对CH_(4)及CD_(4)的等量吸附热差别不大;煤对CH_(4)及CD_(4)的等量吸附热随着温度的减小而增加,且等量吸附热均存在极限值、均为物理吸附。研究结果为采用核磁共振定量研究煤-甲烷-水分三相体系中水分的分布规律奠定理论基础。

温度/压力对甲烷超临界吸附能量参数的影响机制

煤层气在储层高温高压环境中主要以超临界吸附状态赋存,温度和压力是影响煤储层含气性的重要外部控制因素,温压条件改变意味着煤-甲烷吸附体系的原始平衡状态被打破,体系能量发生变化。基于无烟煤等温吸附试验数据,通过Gibbs方程对比了甲烷超临界与亚临界吸附的差异,从吸附热力学和吸附动力学角度,分析了温度和压力对甲烷超临界吸附过程中的能量参数的影响规律。结果表明:超临界条件下的煤-甲烷吸附体系绝对吸附量大于过剩吸附量,二者间的差异随平衡压力增大而增大,随温度升高而减小。对于特定的煤-甲烷吸附体系,吸附势与吸附空间在任意温压条件下呈现单一吸附特征曲线关系,且平衡压力增加引起吸附势减小,吸附空间增大,而温度升高引起吸附势增大,吸附空间减少。甲烷分子主要以菲克型扩散方式在煤岩中传质,由于分子平均自由程受温压控制,扩散系数随压力增大而减小,随温度升高而增大。气体分子吸附活化能本质为分子动能的体现,不受体系压力影响,但受体系温度影响,温度越高,吸附活化能越大。

从三元混合溶剂中回收二氯甲烷的试验

采用 0 .15 g/ ml醋酸钾乙二醇溶液作为分离剂 ,用加盐萃取精馏法对某抗生素原药合成所产生的二氯甲烷 -甲醇 -水三元体系的母液进行分离 ,找到了合适的试验条件 ,并得到纯度为 99.6 %的二氯甲烷。结果表明醋酸钾乙二醇溶液是一种来源方便、价格便宜、易于回收。