应用Chrastil缔合模型计算元素硫在酸性气体中的溶解度

为了应用Chrastil缔合模型准确地计算元素硫在酸性气体中的溶解度,以现有文献中元素硫在酸性气体中的溶解度实验数据为依据,对前人采用的2种Chrastil模型系数拟合方法的Chrastil模型预测硫溶解度的效果进行了分析。结果表明:采用第一种拟合方法得到的Chrastil模型系数不能用来进行元素硫溶解度预测;而采用方法二得出的模型系数,可以预测溶解度随气体密度的变化趋势,但其预测误差偏大。为此,针对第二种拟合方法提出了一种计算Chrastil模型系数的改进拟合方法(二重变量循环法)。实例应用结果表明:在所研究的温度压力范围内,改进后的拟合方法使Chrastil缔合模型在预测精度上有较大幅度的提高,拟合的相对误差小于5%。

元坝气田硫溶解度Chrastil预测模型

准确预测硫在含H_(2)S气体中的溶解度是元坝气田硫沉积研究的关键之一。文中通过拟合元坝气田硫溶解度实验数据,得到适用于元坝气田的硫溶解度Chrastil预测模型,分析了拟合的双对数曲线特征;之后采用该模型分析了预测误差,并与目前广泛应用的Roberts模型预测结果进行了对比。研究结果表明:硫溶解度与气体密度双对数曲线呈分段式特征,因此需分段拟合;缔合数随温度压力变化而变化,反映溶质与溶剂分子在不同温度压力下的缔合作用,在储层温压条件下,平均每个硫分子结合2.58个混合气体分子;拟合得到的硫溶解度Chrastil预测模型预测结果较好,相对误差在2%以内,可以满足工程计算要求,而Roberts模型预测的硫溶解度比实验测量值高出2个数量级,应用该模型预测元坝气田硫溶解度,会高估元素硫的溶解量和析出量。文中的Chrastil预测模型能够准确预测元坝气田的硫溶解度,可为后续开展元坝气田考虑硫沉积的数值模拟研究提供理论基础。

基于Chrastil模型预测酸性气田元素硫溶解度研究进展

酸性气田的元素硫沉积问题制约着气田的正常生产,判断是否发生元素硫沉积的前提是确定地层或井筒条件下硫在酸性气体中的溶解度。Chrastil模型作为固体或液体物质在气体中溶解的通用模型,常被用于预测酸性气体中元素硫的溶解度。介绍了Chrastil模型,以及国内外学者将Chrastil模型应用到硫溶解度预测方面的研究进展;阐述了Chrastil模型关键参数求解的两种线性回归方法,以及为了进一步提高模型预测精度的分段拟合方法和考虑H_(2)S含量的三因素预测方法;基于综合分析Chrastil模型在预测精度和应用范围等方面存在的不足,提出了硫溶解度预测的下一步研究建议。

利用Ad-Chrastil半经验模型拟合分散紫在超临界CO_(2)中溶解度

采用动态法在353.15~383.15 K、14~22 MPa条件下,测定了分散紫8和分散紫17在超临界CO_(2)中的溶解度,探讨了分散染料在超临界CO_(2)中溶解度影响因素。采用Ad-Chrastil经验模型对实验结果进行拟合关联,并利用MST半经验方程进行比对。结果表明,分散紫8在超临界CO_(2)中的溶解度范围为3.03~5.72μmol/mol,分散紫8在超临界CO_(2)中的溶解度随温度升高而升高,随压力的增大而增大。分散紫17在超临界CO_(2)中的溶解度范围为4.86~6.96μmol/mol,分散紫17在超临界CO_(2)的溶解度随着温度的升高先升高后降低,随着压力的升高先升高后降低。对分散紫8和分散紫17采用Ad-Chrastil关联,对溶解度的预测均优于MST。

乙二醇单醚在超临界二氧化碳中溶解度的研究及关联

采用静态法测试了乙二醇单甲醚、乙二醇单丁醚在超临界二氧化碳中的溶解度,测试温度分别为313,323,333,343,353和363 K,压力为8.2～18.3 MPa;利用2种半经验公式Bartle和Chrastil对溶解度进行了计算和关联,结果表明:溶解度的实验值与理论值具有良好的一致性,其平均相对偏差范围分别为8.88%～16.72%和6.00%～7.84%;根据Kumar and Johnston理论,由溶解度数据计算不同温度下2种物质在超临界CO2中的偏摩尔体积V珔2.

高含硫气藏单质硫溶解度测试方法及预测模型

针对高含硫气藏单质硫溶解度测量准确度低的问题,基于溶剂溶解原理,建立高含硫气藏单质硫溶解度测试实验装置及实验方法,实现了某气藏含硫气样中的单质硫溶解度的测定。研究结果表明:高含硫气藏地层温度为40.0~98.9℃,地层压力为15.0~49.8 MPa,其单质硫标准状况下的溶解度为0.001~0.968 g/m^(3);单质硫溶解度与温度、压力呈正相关性,随温度、压力升高而增大;基于Chrastil半经验模型,建立了计算单质硫溶解度新模型,经多种模型对比结果可知,新模型较以往预测模型精度更高,平均误差为1.79%。该研究成果对含硫气藏的相态及硫沉积防治提供了重要的基础数据和研究方法。

联吡啶衍生物在超临界CO_2中的溶解度和偏摩尔体积研究

在313K、323K、333K和10.4～18.8MPa下,通过静态观察法系统测定了2,2'-联吡啶-4,4'-二甲酸二(2-丁氧基)乙酯,2,2'-联吡啶-4,4'-二甲酸二[2-(2-丁氧基乙氧基)]乙酯和2,2'-联吡啶-4,4'-二甲酸二[2-(2-乙氧基乙氧基)]乙酯在超临界CO2中的溶解度,并采用Bartle和Chrastil半经验模型对3种联吡啶衍生物在超临界CO2中溶解度实验数据进行了关联和计算.结果表明:由Bartle和Chrastil模型关联计算的平均相对偏差分别为10.71%、16.20%、4.96%和8.31%、11.36%、5.36%,关联度均很高.运用Kumar-Johnston理论算得3种联吡啶衍生物在313K、323K、333 K下的偏摩尔体积范围在-14711.5～-1629.9 cm3/mol内.

甲氧羰基乙酸己酯在超临界二氧化碳中溶解行为研究(英文)

设计合成了甲氧羰基乙酸己酯，确定了其结构，在压力为8．5～18．6 MPa，温度为313～353 K测定了其在超临界CO2中的溶解度．并运用Bartle和Chrastil半经验模型对溶解度数据进行关联，由Kumar-Johnston理论计算其在超临界相中的偏摩尔体积．结果表明：甲氧羰基乙酸丁酯在8．5 MPa、313 K下溶解度高达2．62＆#215;10-3 mol/L，与理论计算结果相关性良好，平均相对偏差分别为3．28％～58．65％和0．0068％～27．7％．在313，333，353 K温度下，其偏摩尔体积分别为-5708．79，-1665．36，-707．43 cm3/mol．

甲氧酰基乙酸丁酯在超临界CO_2中的溶解度和偏摩尔体积研究

设计合成了非氟亲CO2化合物甲氧酰基乙酸丁酯C8H14O4,利用1H、13C核磁共振和元素分析表征其结构,在不同温度(313,333,353 K)和压力(8.3～12.3 MPa)下测试了其在超临界CO2中的溶解度.并运用Chrastil半经验模型对溶解度数据进行关联,由Kumar-Johnston理论计算了其在超临界相中的偏摩尔体积.结果表明:甲氧酰基乙酸丁酯在8.3MPa、313K下溶解度高达3.73×10-3mol/L,与理论计算结果相关性良好,平均相对偏差为19.13%,在313,333,353K温度下,其偏摩尔体积分别为-6403.82,-626.70,-308.98 cm3/mol.

四参数缔合模型关联胆固醇在高压CO_2流体中的溶解度

利用动态法测定了胆固醇在高压CO2流体中的溶解度，在压力10～30MPa和温度313～343K范围内，胆固醇溶解度的数量级（以摩尔分数计）在1．0×10^-6～1．0×10^-4之间。根据高压反应的质量作用定律和相平衡规则，对经典的Chrastil模型进行修正，建立了四参数缔合模型，该模型提高了胆固醇溶解度的关联精度，为胆固醇在CO2流体中相平衡计算与过程控制了提供了依据。

4,4'-二异氰酸酯二苯甲烷在超临界CO_2中溶解行为研究（英文）

测定了温度为313~353 K、压力为9.6~16.3 MPa条件下,4,4'-二异氰酸酯二苯甲烷(MDI)在超临界CO_2中的溶解度,运用Bartle和Chrastil半经验模型对溶解度数据进行了关联分析.结果表明:实验数据和理论数据吻合良好,平均值绝对相关偏差对Bartle模型在4.56%~10.68%,Chrastil模型为10.79%.根据Kumar和Johnston的理论算得MDI在该条件下的超临界CO2中的偏摩尔体积V_2.

分散红343和分散蓝366在超临界CO_2中溶解度测定和关联

染料在超临界CO2中溶解度数据是超临界染色工艺中重要的基础数据，利用自行设计的间歇式内循环法溶解度测定装置在12～28MPa，343．2～403．2K的压力温度范围内测定了分散红343和分散蓝366在超临界CO2中的溶解度．实验结果表明，实验范围内，两种染料溶解度随压力和温度的升高均增大，未出现明显的转变压力．实验数据用Chrastil方程和Mendez—Teja（MT）模型拟合，Chrastil方程关联结果好于MT模型．

孕甾酮在超临界CO_2中的溶解度测定与模拟

采用动态法测定孕甾酮(progesterone)在超临界CO2 溶液中的平衡溶解度,所用的压力范围为12~24MPa,温度为313. 15K和323. 15K, 结果表明其摩尔分数为5. 3×10-5 ~8. 9×10-4.实验数据经Chrastil密度型模型和Peng Robinson状态方程模拟, 均取得较好的吻合, 前者归纳出孕甾酮溶解度与CO2 密度之间的关系式lny2 = -73. 56 +8. 56·lnρ-5 733.08/T, 后者可利用所得到的结果预测孕甾酮在其它条件下的溶解度.

CO_2与2-丁醇二元系统的高压相平衡模型

采用固定体积可视观察法测定了在323.2～353.2K温度范围内2-丁醇在CO2中高压相平衡数据.运用Peng-Robinson状态方程(PR)和vanderWaals-2混合规则建立了相平衡模型,并运用Chrastil半经验方程建立了溶解度方程.通过优化计算得到了状态方程中的模型参数,同时得到的Chrastil溶解度方程为c=ρ3.3617·exp(-2198.8193/T+6.5545).二元体系的溶解热为-18.2809kJ/mol.

分散红11在超临界二氧化碳中的溶解度及其模型拟合

为实现超临界二氧化碳(CO2)染色的工业化应用,采用自主研发的高压超临界流体实验装置,在温度为353.15~393.15K、压力为16~24MPa条件下,利用动态法测量了分散红11(1,4-二氨基-2-甲氧基蒽醌)在超临界二氧化碳中的溶解度,并采用Chrastil经验模型和MST方程对实验结果进行拟合,探讨影响分散染料在超临界CO2中溶解度的因素。结果表明:压力越高,二氧化碳密度越大,分散红11在超临界CO2中的溶解度越高;随温度升高,分散红11的溶解度先增加后降低;分散红11的最优溶解度工艺条件为温度383.15K,压力24MPa;Chrastil经验模型关联水平在0.90以上,MST方程关联水平为0.55,Chrastil经验模型关联结果优于MST方程。

超临界二氧化碳增稠剂溶解性实验评价

超临界二氧化碳(CO_(2))黏度不足0.1 mPa·s,在加砂压裂中携砂困难,需添加增稠剂增大其黏度。鉴于增稠剂在CO_(2)中的溶解性与其增黏效果密切相关,对比研究了聚合物ZCJ-01、表面活性剂微乳液APRF-2和表面活性剂乳液SC-T-183种增稠剂在液态、超临界CO_(2)和水中的溶解性,利用Chrastil半经验模型对溶解度实验数据进行线性关联,并对比理论值,最后分析了增稠剂在超临界CO_(2)中的溶解性受压力、温度的影响规律。结果表明,溶解性最好的增稠剂为SC-T-18,其与超临界CO_(2)在充分搅拌后形成单一、稳定、均相的乳状胶束。3种增稠剂在CO_(2)中的溶解度实验值与理论值的相对偏差小于5%,实验测量值较为准确。随着压力和温度的增加,3种增稠剂在CO_(2)中的溶解度也增大,满足现场施工要求。

苏籽油在超临界CO_2流体中溶解度及其抗氧化性能研究

采用超临界CO_2流体萃取技术分别探讨压力、温度对苏籽油溶解度及得率的影响,利用Chrastil方程对不同萃取条件下苏籽油溶解度进行模型拟合,并利用GC-MS技术对超临界CO_2流体萃取和索氏提取得到的苏籽油进行脂肪酸成分分析,并利用DPPH(1,1-二苯基-2-三硝基苯肼)测定苏籽油的自由基清除能力。结果表明,相同温度下,苏籽油溶解度与得率随压力增大而增大;相同压力下,苏籽油溶解度与得率随温度增大而减小;在313 K,35 MPa条件下,溶解度S最大为16.68 g/L,并得到以温度(T)和CO_2密度(ρ)为相关因素的苏籽油溶解度模型方程;苏籽油中不饱和脂肪酸含量达90%以上,且不同提取方法得到的苏籽油组分差异不大,超临界萃取与索氏提取得到的苏籽油的自由基清除能力的IC_(50)值分别为22.66、27.76 mg/m L。

苄嘧磺隆在超临界CO_2中溶解度的测定与模拟

采用动态法测定苄嘧磺隆在超临界CO2中的平衡溶解度,所用的压力范围为10～35MPa,温度为308.15、318.15、328.15K,结果表明其溶解度摩尔分数为4.13×10-7～1.932×10-6。实验数据经Chrastil密度型模型和Chrastil改进模型模拟,均取得较好的吻合。后者的模拟效果稍优于前者,模拟所得的平均相对偏差为8.82%,根均平方为11.30%,两者很接近,这表明理论模型的可操作性很好。

分散紫27与分散蓝72在超临界CO_(2)中溶解度的测定

在温度343.15~383.15 K、压力14~22 MPa条件下,采用动态法测定分散紫27、分散蓝72在超临界CO_(2)中的溶解度。并采用Chrastil半经验模型和AdMST半经验方程对实验结果进行关联,探讨影响分散染料在超临界CO_(2)中溶解度的因素。结果表明:分散紫27在超临界CO_(2)中的溶解度为2.69×10^(-6)~7.35×10^(-6) mol/mol,压力越高,CO_(2)密度越大,分散紫27在超临界CO_(2)中的溶解度越高;随着温度的升高,分散紫27的溶解度先升高后降低;分散蓝72在超临界CO_(2)中的溶解度为7.17×10^(-6)~13.38×10^(-6) mol/mol,且随着温度的升高而升高,随着压力的升高而升高。

苯扎贝特在超临界CO_2中溶解度的测定与关联

固体药物在超临界二氧化碳(SC-CO_2)中溶解度的大小,对采用超临界技术制备药物超细微粒方法的选择上有重要意义。本试验采用动态法测定了苯扎贝特在纯SC-CO_2及含夹带剂(无水乙醇、丙酮、乙酸乙酯)的SC-CO_2中的溶解度。结果表明,在试验温度(308.15~328.15 K)和压力(10~30 MPa)下,苯扎贝特在纯SC-CO_2中的溶解度随温度和压力的升高而增大。夹带剂的加入有利于提高苯扎贝特的溶解度,其中无水乙醇效果尤其显著。采用Chrastil模型对试验结果进行拟合,结果表明Chrastil模型有较好的效果,相对偏差绝对值的平均值(AARD)为12.44%。