减压条件下C_(13)—C_(16)正构烷烃体系汽液平衡测定与关联

为确定连续精馏分离正构烷烃过程中的相平衡模型,在5 kPa条件下以C_(13)—C_(16)正构烷烃混合液为原料,采用单级循环汽液平衡装置分别测定C_(13)-C_(14),C_(13)-C_(15),C_(13)-C_(16),C_(14)-C_(15),C_(14)-C_(16),C_(15)-C_(16)二元体系及C_(13)-C_(14)-C_(15)-C_(16)四元体系的汽液平衡数据,并通过Herington面积检验法对实验数据的热力学一致性进行检验,最后以Wilson和NRTL方程为相平衡模型,采用化工辅助软件分别对6组二元及1组四元体系汽液平衡数据进行关联分析与比较,结果表明:实验数据符合热力学一致性且Wilson模型误差较小,四元体系中实验值与计算值相对偏差均<2%,说明实验值与计算值一致。研究结果为后续正构烷烃体系精馏分离提供基础数据。

分离C_(13)～C_(16)正构烷烃体系的模拟与试验研究

为分离得到高纯度正构烷烃单体,在6 kPa条件下设计交叉精馏工艺流程。采用Aspen Plus模拟软件对交叉精馏过程初设条件进行模拟,建立实验装置对模拟结果进行验证实验。分别考察交叉精馏过程中塔理论塔板数(N)、原料进料位置(Nf)、侧线出料位置(Nc)、侧线出料量(Dc)、塔顶馏出量(D)及回流比(R)对分离过程的影响,得到最佳操作参数及分离结果。通过实验验证,模拟值与实验值相对误差较小且均在误差允许范围内,说明分离方案可行且模拟结果较为准确,通过后续模拟得到最优操作参数及模拟结果。

C_(16+)正构烷烃-二氧化碳体系的相变边界变化规律

选取正二十烷、正二十四烷、正二十八烷、正三十二烷4种C_(16+)重质正构烷烃,分别与CO_2组成二元体系,通过系列恒质膨胀实验,获取各体系的泡点压力,分析了重质正构烷烃-CO_2体系的相变边界变化规律及其机理。研究表明,重质正构烷烃-CO_2体系的泡点压力随CO_2含量的增加大幅度升高,随温度升高呈直线增大趋势。CO_2摩尔分数小于等于50%时,重质正构烷烃-CO_2体系的泡点压力随碳数增加略有下降,且CO_2摩尔分数越大降幅越大;CO_2摩尔分数等于75%时,重质正构烷烃-CO_2体系泡点压力随碳数增加略有增加。CO_2含量小于等于50%时,随烷烃碳原子数的增加,体系的泡点压力受温度变化的影响减小;CO_2含量等于75%时,随烷烃碳原子数的增加,重质正构烷烃-CO_2体系泡点压力受温度变化的影响基本不变。从微观尺度分析,重质正构烷烃-CO_2体系相变边界呈上述变化规律的原因在于重质正构烷烃分子链较长,分子间间隙较大,容纳CO_2分子的能力较强,且易发生蜷曲。

沼泽沉积环境中植物和沉积脂类单体碳同位素组成特征及其成因关系研究

为了认识沼泽典型沉积环境中沉积脂类与生物脂类碳同位素的内在联系，应用GC-IRMS碳同位素分析新技术，对若尔盖沼泽草本植物、木本植物叶和沉积物中单体脂类碳同位素进行了测定．结果表明，不同类型植物之间的正构烷烃碳同位素组成存在着明显的差别，草本植物的δ^13C值(-32．2‰～-36．9‰)要比木本植物叶类的(-27．2‰～-35．0‰)平均低3．3‰。植物中脂肪酸碳同位素组成(-30．3‰～-36．2‰)与正构烷烃的类似，并且不饱和脂肪酸的δ^13C值分布在饱和脂肪酸δ^13C值范围之内．植物脂类之间的碳同位素组成变化较大，范围为2．4‰～7．8‰．沼泽沉积脂类碳同位素组成与生物脂类的密切相关，沉积物中正构烷烃、≥C16脂肪酸、正构脂肪醇、甾醇和α-正构脂肪酮碳同位素组成(-27．0‰～-36．9‰)类似于植物脂类，并且短链和长链沉积脂类碳同位素组成较为相似，说明它们都来自高等植物；只有沉积C14：0和C15：0脂肪酸碳同位素组成比植物中同碳数的轻，反映了它们部分细菌成因的特征．

中国黄土高原沉积物稳定碳同位素指标在古植被环境研究中的进展

重建古植被、古气候演化历史一直是地质学领域的研究热点,恢复晚新生代以来古植被环境变化不仅可以加深气候驱动机制的理解,而且可以更准确地预测未来气候变化趋势。黄土沉积中不同载体(如土壤总有机碳、次生碳酸盐、正构烷烃和黑碳等)的稳定碳同位素组成响应植被和气候变化,被广泛应用于古植被环境研究。然而,黄土沉积中不同碳同位素组成的影响因素复杂等又在一定程度上限制了指标的准确性及不同指标间的相互印证。分析中国黄土高原22个典型沉积剖面约2500个样品的总有机碳稳定碳同位素(δ^(13)C_(TOC))与磁化率数据表明,二者具有复杂的时间、空间特征。约100 ka以来,绝大部分剖面δ^(13)C_(TOC)与磁化率的相关性较好,指示夏季风强盛时C4植物增多。但在更长时间尺度上,要充分考虑δ^(13)C_(TOC)分馏和区域气候差异的影响。空间演化上,现代季风-非季风区分界线附近的剖面δ^(13)C_(TOC)与磁化率的相关性极高(R^(2)>0.7,p<0.001),可能指示该区域植被对季风强弱变化十分敏感。综合对比灵台、蓝田、白水等6个剖面的次生碳酸盐碳同位素记录(δ^(13)C_(PC)),将该指标用于黄土高原地区古植被比例重建时,首先要修正大气CO_(2)的影响,也可利用黄土序列δ^(13)C_(PC)记录来进行重建古大气pCO_(2)等新的研究。目前,正构烷烃单体碳同位素(δ^(13)Cn-alkanes)相关记录较少,研究发现该指标可较好地指示植被演化,渭南剖面的δ^(13)Cn-alkanes记录呈现出与古温度、古降水等气候指标较好的一致性,但样品提取困难也阻碍了δ^(13)Cn-alkanes的深入研究。黑碳稳定碳同位素(δ^(13)CBC)更多反映的是燃烧植被信息,在以草本和灌木植被类型为主的区域与δ^(13)C_(TOC)记录更为一致,可以较为准确地指示生长植被类型的变化。