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相似文献
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1.
天然气水合物是由水分子和气体分子在一定温压条件下形成的一种类冰状笼形化合物.天然气水合物主要存在于海底和大陆的永久冻土区和青藏高原等多年冻土区,是一种潜在的替代能源.在考虑对天然气水合物资源进行开采和考察地球温压变化对含水合物层的影响时,有必要掌握水合物的热物性和含水合物层的有效导热系数,但目前报道的水合物导热系数数据不一、差异很大.水合物是一种非化学计量的化合物,因此很难获得一个不含自由气、自由水的零孔隙率完美样品.利用多孔介质的理论模型对多孔水合物的导热系数进行预测是获得水合物本征导热系数的有效途径之一.我们在一个自行设计的实验台上使用HotDisk系统独特的单面测试技术,并利用瞬态平面热源法测定了含甲烷气的多孔甲烷水合物的有效导热系数,获得该样品的导热系数和温度以及所加压力的关系.为了研究含甲烷气的多孔甲烷水合物的有效导热系数与孔隙率的关系,我们利用自相似的Sierpinski地毯分形模型,先假设多孔介质体系由多孔介质和流体两部分组成,而多孔介质颗粒则由随机分布不相接触的颗粒和带有接触热阻的自相似分布颗粒组成,再通过一维热流假设和采用等价电阻网络(即通过电一热阻模拟分析得到系统的热导率)分别模拟了干砂(含空气)和多孔甲烷水合物样品(含自由甲烷气)导热系数与样品孔隙度的关系,推测了无孔隙水合物样品的导热系数.实验和模拟结果均显示样品的有效导热系数随着孔隙度的增大而降低,样品的有效导热系数在30%的孔隙度时降低了25%.通过分析实验结果和模拟结果发现,无孔隙甲烷水合物样品的导热系数约为0.7Wm^-1K^-1.  相似文献   

2.
超声波作用下天然气水合物的形成   总被引:6,自引:0,他引:6  
孙始财  樊栓狮 《化学通报》2005,68(11):867-870
实验搭建了一套高压条件下超声波作用于天然气水合物反应的装置系统,该系统中超声波的频率为20kHz,功率为0-150W可调。利用该装置研究了超声波对天然气水合物生成过程和引导时间的影响。实验发现声场中生成特征曲线诸如温度、压力、流量等随着时间的推迟与静态反应时不同,反应引导时间约缩短至静态时的1/6,分解后重新反应引导时间甚至缩短至静态的1/10。水合物成核速率提高是由于超声波提高了传质系数、成核点浓度和过饱和度,而降低了界面能。  相似文献   

3.
采用流化床燃烧技术,使用自制Cu/γ-Al2O3颗粒作为催化剂床料,实验研究了超低浓度甲烷在流化床中催化燃烧时床层温度(450~700℃)、流化风速比ω(1.5 ~4)、进气甲烷体积分数(0.3% ~2%)等对甲烷燃烧效率的影响.结果表明,床层温度是影响甲烷催化燃烧反应的关键因素,甲烷的转化率随着床层温度的升高而增加;床层温度达到650℃时,甲烷含量低于1%的超低浓度甲烷其转化率超过95%,继续提高床层温度至700℃且控制流化风速比ω≤2可以实现甲烷的完全转化;甲烷转化率随着流化风速和进气甲烷浓度的增加而降低,当ω>3.5时,温度对甲烷转化的影响减弱,未燃烧的甲烷含量增大.动力学实验发现,床层温度较低时,催化反应受动力学控制,测得催化反应的活化能Eα为1.26×105 J/mol,反应级数m为0.73,当温度t>450℃时,扩散作用影响显著,反应级数增大.  相似文献   

4.
水合物管道堵塞是油气工业安全生产的重要问题之一, 目前低剂量抑制剂以其经济性、环境友好性等优点, 逐步取代传统抑制剂. 文中在8.5 MPa、4 ℃条件下, 1.072 L反应釜内, 采用甲烷、乙烷和丙烷混和气, 研究了含低剂量抑制剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和GHI1的水合物生成体系反应过程, 计算分析了压缩因子和自由气量随反应时间的变化, 对比了在相同反应程度下添加PVP和GHI1后水合物含气量的区别, 探讨了GHI1组合抑制剂的抑制机理. 实验结果表明PVP和GHI1能抑制水合物生长, 不能有效抑制水合物成核; 添加PVP的体系, 在实验气体组成下, 甲烷乙烷进入水合物小晶穴, 并且甲烷优先进入小晶穴; GHI1对丙烷乙烷的抑制能力强于甲烷; 对比GHI1和PVP的反应过程, 认为协同剂二乙二醇丁醚的羟基和醚类结构加强反应体系中的氢键, 和PVP结合使用, 通过氢键和空阻达到抑制效果.  相似文献   

5.
采用流化床燃烧技术,使用自制Cu/γ-Al2O3颗粒作为催化剂床料,实验研究了超低浓度甲烷在流化床中催化燃烧时床层温度(450~700℃)、流化风速比ω(1.5~4)、进气甲烷体积分数(0.3%~2%)等对甲烷燃烧效率的影响。结果表明,床层温度是影响甲烷催化燃烧反应的关键因素,甲烷的转化率随着床层温度的升高而增加;床层温度达到650℃时,甲烷含量低于1%的超低浓度甲烷其转化率超过95%,继续提高床层温度至700℃且控制流化风速比ω≤2可以实现甲烷的完全转化;甲烷转化率随着流化风速和进气甲烷浓度的增加而降低,当ω>3.5时,温度对甲烷转化的影响减弱,未燃烧的甲烷含量增大。动力学实验发现,床层温度较低时,催化反应受动力学控制,测得催化反应的活化能Ea为1.26×105J/mol,反应级数m为0.73,当温度t>450℃时,扩散作用影响显著,反应级数增大。  相似文献   

6.
采用显微激光拉曼光谱对我国在南海神狐海域及祁连山冻土区首次钻获的天然气水合物实物样品进行了详细的研究, 探讨了其笼型结构特征及其气体组成. 结果表明, 南海神狐海域天然气水合物样品是典型的I型结构(sI)水合物, 气体组分主要是甲烷, 占99%以上; 水合物大笼的甲烷占有率大于99%, 小笼为86%, 水合指数为5.99. 祁连山冻土区天然气水合物气体组分相对复杂, 主要成分除甲烷外(70%左右), 还有相当数量的乙烷、丙烷及丁烷等烃类气体, 从拉曼谱图上可初步判断其为II型结构(sII)水合物; 水合物的小、大笼的甲烷占有率的比值(θS/θL)为26.38, 远远大于南海神弧海域水合物的0.87, 这主要是由于祁连山水合物气体组分中的大分子(乙烷、丙烷及丁烷等)优先占据水合物的大笼, 大大减少了大笼中甲烷分子的数量.  相似文献   

7.
甲烷水合物导热系数是甲烷水合物勘探、开采、储运以及其他应用过程中一个十分重要的物理参数.我们采用平衡分子动力学(EMD)方法Green-Kubo理论计算温度203.15~263.15K、压力范围3~100MPa、晶穴占有率为0~1的sI甲烷水合物的导热系数,采用的水分子模型包括TIP4P、TIP4P-Ew、TIP4P-FQ、TIP4P/2005、TIP4P/Ice.研究了主客体分子、外界温压条件等对甲烷水合物导热性能的影响.研究结果显示甲烷水合物的低导热性能由主体分子构建的sI笼型结构决定,而客体分子进入笼型结构后,使得笼型结构导热性能增强,同时进入笼型结构的客体分子越多,甲烷水合物导热性能越强.研究结果还显示在高温区域(T〉TDebye/3)内不同温度作用下,所有sI水合物具有相似的导热规律.压力对导热系数有一定影响,尤其是在较高压力条件下,压力越高,导热系数越大.而在不同温度和不同压力作用过程中,密度的改变对导热系数的增大或减小几乎没有影响.  相似文献   

8.
甲烷水合物膜生长动力学研究   总被引:4,自引:0,他引:4  
采用水中悬浮气泡法测定了温度为273.4~279.4 K、压力为3.60~11.90 MPa范围内甲烷微小气泡表面水合物膜生长动力学数据. 应用无因次Gibbs自由能差(-ΔGexp/RT)作为推动力, 提出了具物理意义的水合物膜生长动力学模型, 并回归得到甲烷水合物膜生长动力学反应级数为1.60, 表观活化能为55.95 kJ•mol-1, 指前因子为1.65×1011 mm2•s-1. 同时考察了温度和压力对甲烷水合物膜生长速率的影响.  相似文献   

9.
采用分子动力学方法,模拟了273.15K下聚乙烯醇(PVA)对甲烷水合物的分解作用.研究发现,PVA浓度为2.7wt%时,水分子始终在其平衡位置附近波动,扩散系数仅为1.04×10-11m2/s;PVA浓度为5.2wt%时,水合物笼型结构坍塌,水分子以液态水的形式存在,甲烷分子从孔穴中逸出,聚乙烯醇的羟基在分子内部形成氢键,形成团簇,产生空间位阻,阻止了水分子再生成水合物,水分子的扩散系数1.61×10-9m2/s;PVA浓度为7.6wt%时,甲烷水合物周围有部分笼型结构被破坏,部分甲烷分子从孔穴中逸出,水分子扩散系数为3.55×10-10m2/s.得出聚乙烯醇对甲烷水合物的分解作用大小为:5.2wt%7.6wt%2.7wt%,为PVA溶液促进甲烷水合物分解实验研究提供参考.  相似文献   

10.
通过共沉淀法制备了SrFe1-xMnxO3钙钛矿催化剂。用XRD、TPR和TG-DSC技术对催化剂进行了物理性能表征,以甲烷催化燃烧为目标反应表征其催化性能,通过BET模型计算了其比表面积,通过阿伦尼乌斯方程计算了反应的表观活化能。结果表明用共沉淀法制备钙钛矿催化剂经700℃焙烧4 h后可以形成完整的钙钛矿晶型,样品都具有高的催化性能,但随着锰离子的掺杂,催化剂活性明显提高,其中SrMnO3催化剂具有较高甲烷催化燃烧活性,起燃温度T10%为435℃,至457℃甲烷完全转化。  相似文献   

11.
Quantification and characterization of hydrate formation and dissociation in sediments are highly important in the study of the physical properties of hydrate-bearing sediments. In this paper, the behavior of CO2 hydrate formation and dissociation in sand is studied using the nuclear magnetic resonance (NMR) technique. The components of the pore space, including gas, liquid water, and hydrate, were quantified using a convenient method by which the hydration number was determined. No abrupt change in the relaxation behavior of the sample was found during hydrate formation and dissociation. In addition, the value of mean-log T22 appeared to be proportional to the liquid water content of the sample with or without the pore hydrate. A straightforward explanation is that the liquid water in the pore space remains in contact with grain surfaces, and relaxation occurs mainly at the grain surface. The results suggest that, rather than coating the grains, the hydrate is pore-filling or cementing.  相似文献   

12.
13.
Reductive cleavage of tellurium-tellurium bond in various 2,2'-dipyridyl ditellurides using hydrazine hydrate (100%) both in the presence and absence of phase transfer catalyst is reported. A tentative mechanism of the reaction is also proposed.  相似文献   

14.
Predicting hydrate stability zones of petroleum fluids from the aqueous phase properties can have a practical application as measuring these properties is normally easier than hydrate phase equilibrium measurement and can reduce experimental costs and efforts. In this work, the possibility of estimating hydrate stability zone from sound velocity data of salt aqueous solutions is investigated using a feed-forward artificial neural network method with a modified Levenberg–Marquardt algorithm. The method considers the changes of sound velocity in salt (NaCl, KCl, NaBr, KBr, BaCl2, MgCl2, Na2SO4, HCOONa) aqueous solution with respect to sound velocity in pure water and therefore there is no need to have a quantitative analysis of the aqueous solution. Independent data (not used in training and developing of the method) are used to examine the reliability of this tool. The predictions of this method are in acceptable agreement with independent experimental data, demonstrating the reliability of this tool for estimating the hydrate stability zone in the presence of salt aqueous solutions.  相似文献   

15.
研究了2.45GHz微波场中I型乙烷水合物及II型丙烷水合物的热激分解过程,基于晶体表面两步分解机制的动力学模型,结合传热传质分析了其分解特性.结果表明:水合物在微波场中的加热分解是一个与实际微波电磁场相互耦合的过程,微波体积加热的特点强化了水合物颗粒表层的传热传质过程,时间累积的热效应增大了水合物晶体破解速率;在120至540W入射功率下,乙烷、丙烷水合物气化速率分别达到0.109-0.400mol·min-·1L-1及0.090-0.222mol·min-1·L-1.在一定范围内增大微波功率可显著提高水合物分解速率,其中乙烷水合物一直处于功率主控区,丙烷水合物更早进入功率和分解动力机制共同控制区.  相似文献   

16.
《Analytical letters》2012,45(14):1697-1702
Abstract

A simple and sensitive micro method for chloral hydrate determination based on oxidation with iodine in chloroform solution is described. The produced iodide ion in the extract is determined using the iodide ion-selective electrode by either a direct measurement, standard addition technique or potentiometric titration with standard silver nitrate solution. Samples containing 0.1 - 4.0 mg chloral hydrate are analyzed with an average recovery of 99-9% and standard deviation of 0.1%.  相似文献   

17.
18.
An effective approach to sulfate separation from aqueous solutions is based on the crystallization of extended [SO4(H2O)52−]n sulfate–water clusters with a bis(guanidinium) ligand. The ligand was generated in situ by hydrazone condensation in water, thereby bypassing the need for elaborate syntheses, tedious purifications, and organic solvents. Crystallization of sulfate–water clusters represents an alternative approach to the now established sulfate separation strategies that involve encapsulation of the “naked” anion.  相似文献   

19.
This work focused on the quantitation of methanol as a hydrate inhibitor in crude oil. The novelty is nanoextraction of a polar compound from a complex non-polar matrix and selection of the proper fiber with maximum selectivity, loading percent, and lifetime. This approach not only does not require specific instrumentation, such as multiple columns and selective detectors, but also has eliminated the use of organic solvent and avoids the insertion of water inside the GC columns. The objective is optimization of extraction conditions, GC adjustments, and data processing. Experiments were conducted on the real sample of Iranian offshore crude oil by a carboxen/PDMS fiber via GC equipped with a cross-linked polyethylene glycol column and flame ionization detector. The results revealed that this fiber adsorbed the alcohols among other light non-polar compounds of crude oil. Moreover, the interference effects of ethanol were solved by proper selection of the thermal program. The LOD, LOQ, and linear range of this approach were determined to be 3.9, 12.9, and 14-229 ppm for methanol, respectively. Using the standard calibration and the standard addition methods, the relative errors of 1.6-7.2 and 5.3-14.0% were determined.  相似文献   

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