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管道流动体系下天然气水合物生成模型的研究进展 被引量：16
1
作者 周诗岽 余益松 +2 位作者 王树立 张国忠 李泓 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期92-98,共7页
管道流动体系下天然气水合物生成模型的建立对天然气水合物浆液的输送、管输天然气水合物防治以及天然气水合物技术的应用都具有重要意义。为此,查阅了大量的国内外相关文献并进行了总结与分析,认识到目前对该类模型的研究较少,现有的... 管道流动体系下天然气水合物生成模型的建立对天然气水合物浆液的输送、管输天然气水合物防治以及天然气水合物技术的应用都具有重要意义。为此,查阅了大量的国内外相关文献并进行了总结与分析,认识到目前对该类模型的研究较少,现有的模型也是在静态釜式反应器天然气水合物生成理论基础上拓展而来的,主要包括驱动力、成核速率、诱导时间、水合物生长等方面的模型,上述模型被广大研究者用于计算管道单个截面处天然气水合物的生成速率预测,具有较好的计算精度。但现有模型用于管道流动体系下天然气水合物生成特性的预测还不成熟,需要进一步开展管道流动体系下天然气水合物的生成机理、管道沿线温度变化、添加剂及其流动界面对气液传质的影响等研究,建立动力学、传热、传质三者相结合的管道流动体系下天然气水合物生成模型,以此来解决管道流动体系下天然气水合物生成预测的技术难题。 展开更多
关键词 管道 天然气水合物 驱动力 诱导时间 模型 成核 流动体系 生成
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玉米棒+四氢呋喃对IGCC合成气水合物生成动力学的影响 被引量：1
2
作者 张青宗 吕秋楠 +2 位作者 李小森 余益松 周诗岽 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期174-181,共8页
为了明确玉米棒颗粒与四氢呋喃(THF)对整体煤气化联合循环(IGCC)合成气气体水合物生成的协同作用,在温度276.15K、初始压力为6.0MPa的静态反应条件下,通过实验研究了玉米棒颗粒+THF溶液体系中气体水合物的生成动力学过程,并确定了不同TH... 为了明确玉米棒颗粒与四氢呋喃(THF)对整体煤气化联合循环(IGCC)合成气气体水合物生成的协同作用,在温度276.15K、初始压力为6.0MPa的静态反应条件下,通过实验研究了玉米棒颗粒+THF溶液体系中气体水合物的生成动力学过程,并确定了不同THF浓度溶液条件下水合物的生成诱导时间、气体消耗量、CO_(2)分离效率及水合物的晶体结构。实验结果表明:玉米棒的存在会延长实验的稳定时间,且其压降幅度相较于不含玉米棒颗粒的体系更高;无论是否含玉米棒颗粒,诱导时间均在180s以内,且随着THF浓度上升到摩尔分数4.0%和5.6%,二者的诱导时间变得非常接近;玉米棒颗粒存在时,THF溶液的浓度越大,气体消耗量达到最终气体消耗量90%的时间则越短,且在相同THF浓度下,其所获得的气体消耗量和CO_(2)分离效率普遍比纯THF溶液体系高,这意味着玉米棒颗粒的存在提高了THF溶液对CO_(2)的分离效果。同时,微观结构分析表明无论是否含有玉米棒颗粒,THF溶液体系中所生成的IGCC合成气气体水合物的结构均为sⅡ型,纯水体系中生成的IGCC合成气气体水合物结构均为sⅠ型和sⅡ型的混合结构。 展开更多
关键词 水合物 四氢呋喃 IGCC合成气 动力学 二氧化碳分离 水合物结构
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CO_2水合物在管道中的生成及堵塞特性 被引量：18
3
作者 周诗岽 陈小康 +3 位作者 边慧 何骋远 王树立 吕晓方 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期4250-4256,共7页
为明确CO_2水合物在管道中的流动及堵塞特性,通过高压可视水合物环路研究了不同持液量下的水合物生成及堵塞特性,研究结果表明:水合物生成诱导时间随着持液量的增大出现非线性变化,呈V形,先减小后增大;管道持液量越大,水合物生成量越少... 为明确CO_2水合物在管道中的流动及堵塞特性,通过高压可视水合物环路研究了不同持液量下的水合物生成及堵塞特性,研究结果表明:水合物生成诱导时间随着持液量的增大出现非线性变化,呈V形,先减小后增大;管道持液量越大,水合物生成量越少,水合物发生堵塞时的临界体积分数降低,如在持液率86.6%下,堵塞时水合物体积分数为4.32%,持液率为66.7%时,堵塞时水合物体积分数为7.45%。通过可视管路发现当CO_2水合物大量生成后,管道中压降将突然增大,颗粒之间快速聚集生长,流速迅速降低,CO_2水合物快速充满管道使管道发生堵塞,水合物颗粒不断生长及在聚集层处的聚集导致流动阻力的增加是其产生堵塞的根本原因。研究结果可为CO_2水合物浆液流动保障提供技术支撑。 展开更多
关键词 CO2水合物 堵塞 压降 体积分数 持液量
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氧化石墨烯/纳米石墨颗粒与SDS复配对CO_(2)水合物生成特性的影响 被引量：8
4
作者 张雪艳 周诗岽 +4 位作者 姬浩洋 李聪 余益松 柳杨 吕晓方 《天然气化工—C1化学与化工》 CAS 北大核心 2021年第2期53-58,共6页
利用水合物技术,促进CO_(2)水合物的生成有利于提高其水合物捕集封存的效率。分别采用五种不同质量分数的氧化石墨烯(GO)(0.005%、0.010%、0.015%、0.020%、0.025%)和纳米石墨颗粒(GN)(0.020%、0.040%、0.060%、0.080%、0.100%)与质量... 利用水合物技术,促进CO_(2)水合物的生成有利于提高其水合物捕集封存的效率。分别采用五种不同质量分数的氧化石墨烯(GO)(0.005%、0.010%、0.015%、0.020%、0.025%)和纳米石墨颗粒(GN)(0.020%、0.040%、0.060%、0.080%、0.100%)与质量分数为0.05%的十二烷基硫酸钠(SDS)复配,探究了复配添加剂体系对CO_(2)水合物气体消耗、诱导时间和水合物生成速率的影响。结果表明,与纯SDS相对比,两种纳米石墨材料与SDS的复配体系对CO_(2)水合物生成都具有动力学促进效果,能够缩短诱导时间、增加耗气量、提高平均耗气速率。在同等工况条件下,与SDS复配时,GO的添加量更低,与GN相比促进效果更优。 展开更多
关键词 水合物 纳米石墨材料 SDS 复配体系 动力学特性
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高压流动体系CO2水合物生长动力学特性 被引量：11
5
作者 左江伟 岳铭亮 +3 位作者 吕晓方 周诗岽 赵会军 王树立 《科学技术与工程》 北大核心 2019年第20期187-195,共9页
为探明CO2水合物在流动体系的生长过程及特性,借助高压循环可视环路装置,开展了一系列不同初始压力、载液量、流量下,CO2水合物生成及浆液流动实验,得到了不同因素对水合物诱导时间及耗气量的影响规律。实验结果表明:在水合物大量生成阶... 为探明CO2水合物在流动体系的生长过程及特性,借助高压循环可视环路装置,开展了一系列不同初始压力、载液量、流量下,CO2水合物生成及浆液流动实验,得到了不同因素对水合物诱导时间及耗气量的影响规律。实验结果表明:在水合物大量生成阶段,管内温度突升、压力骤降,体系流量迅速下降直至稳定、压差呈先上升后下降的趋势;CO2水合物诱导期随初始压力的增大而缩短,耗气量则随初始压力的升高而增加。在9 L-30 L/min的实验体系下,初始压力从2.5 MPa增加到2.8 MPa,诱导期缩短13.2%,而初始压力为3 MPa时,诱导期仅为17.4 min,缩短了36.03%;诱导时间随载液量增加呈现先减小后增大的趋势,耗气量随着管路载液量的增加而降低;流量与诱导时间、耗气量呈负相关关系,随着体系流量增大,诱导时间缩短、耗气量减小。在2.8 MPa-7 L的实验体系下,质量流量从20 kg/min增加到28 kg/min,诱导期从25 min缩短到18.4 min,缩短26.4%,而流量为20 kg/min时的耗气量是28 kg/min的2.7倍。研究结论可在一定程度上为CO2水合物的工业应用提供参考。 展开更多
关键词 CO2水合物 初始压力 载液量 流量 诱导期 耗气量
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流动体系CO2水合物浆液表观黏度影响因素分析 被引量：4
6
作者 吕晓方 左江伟 +4 位作者 路大勇 周诗岽 柳杨 赵会军 王树立 《天然气化工—C1化学与化工》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期38-44,55,共8页
黏度是表征流体流动特性的重要参数,探究含水率、气液比等因素对水合物浆液表观黏度的影响规律,明确各因素的影响程度大小,对水合物风险控制策略的实施具有重要意义。以CO2、蒸馏水、工业白油、Tween-80为实验介质,依托高压循环水合物环... 黏度是表征流体流动特性的重要参数,探究含水率、气液比等因素对水合物浆液表观黏度的影响规律,明确各因素的影响程度大小,对水合物风险控制策略的实施具有重要意义。以CO2、蒸馏水、工业白油、Tween-80为实验介质,依托高压循环水合物环道,基于正交试验设计的方法,选用L9(34)正交表设计并开展了一系列含油体系CO2水合物生成及浆液流动实验,并以水合物颗粒体积分数及剪切力为CO2水合物浆液表观黏度的评价指标,分析了油相类型、含水率、气液比、乳化剂浓度对水合物浆液表观黏度的影响,并对4种影响因素的敏感性大小进行了主次排序,实验结果表明乳化剂加剂量为影响水合物浆液黏度的主要因素。此外,进一步分析了各因素对多相流动摩阻的影响。本研究结论可在一定程度上为多相混输管线的安全运行提供参考。 展开更多
关键词 水合物浆液 表观黏度 油相类型 含水率 气液比 正交试验设计
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蜡晶析出对CO_(2)水合物相平衡及诱导特性的影响 被引量：3
7
作者 胡倩 周诗岽 +4 位作者 郭宇 张雪艳 王娇娇 王国栋 姬浩洋 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期2452-2460,共9页
为了探明蜡晶析出对水合物生成相平衡特性及成核特性的影响,本文选用2~#工业白油与60~#昆仑石蜡的混合溶液来模拟含蜡体系,利用高压可视化搅拌釜开展含蜡体系水合物生成实验,结合水合物生成过程中的可视化图像,研究不同蜡晶浓度对水合... 为了探明蜡晶析出对水合物生成相平衡特性及成核特性的影响,本文选用2~#工业白油与60~#昆仑石蜡的混合溶液来模拟含蜡体系,利用高压可视化搅拌釜开展含蜡体系水合物生成实验,结合水合物生成过程中的可视化图像,研究不同蜡晶浓度对水合物生成相平衡曲线、水合物成核诱导时间、诱导时间变化率的影响规律及蜡晶析出对水合物生成机理的影响。结果表明:(1)随着蜡晶浓度的增加,水合物生成相平衡条件逐渐降低,相平衡曲线较无蜡体系向右偏移,且蜡晶浓度越大,偏移趋势越明显,在温度281.5K时,3.5%(质量分数)的蜡含量比无蜡体系的相平衡压力降低6.5%;(2)通过分析不同蜡晶浓度对水合物成核诱导时间的影响发现,蜡晶析出加快了水合物结晶,缩短了水合物成核诱导时间,且蜡晶浓度越大,诱导时间缩短越明显;(3)通过探究不同蜡晶浓度对水合物成核诱导能力的影响发现,随着蜡晶浓度的增加,蜡晶析出对水合物诱导成核的促进能力总体呈现先增大后减小的趋势,即蜡晶对水合物的促进能力不是无限增大的,会随蜡晶浓度的增加逐渐减弱;(4)通过分析蜡晶析出对水合物生成速率及生成位置的影响发现,当体系达到水合物生成条件时,反应釜中心部分的水合物会先于气液表面及釜壁生成。本文研究成果有助于深海油气开采的应用发展,同时为更好研究蜡晶与水合物耦合特性提供可靠的pVT数据。 展开更多
关键词 水合物 相平衡曲线 诱导时间 诱导时间变化率
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水合物浆液在U形弯管中的流动特性 被引量：3
8
作者 张艺 李聪 +2 位作者 何骋远 李乐 周诗岽 《石油化工》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期375-380,共6页
采用有限体积法,欧拉液固双流体模型,湍流模型采用RNG k-ε湍流方程,对U形管建立ANSYS/Fluent数值模型进行求解,对U形管内浆液流动特性进行研究。模拟结果表明,弯管对浆液流速分布影响最大,在直管横截面处流速呈抛物线分布,流速在管道... 采用有限体积法,欧拉液固双流体模型,湍流模型采用RNG k-ε湍流方程,对U形管建立ANSYS/Fluent数值模型进行求解,对U形管内浆液流动特性进行研究。模拟结果表明,弯管对浆液流速分布影响最大,在直管横截面处流速呈抛物线分布,流速在管道中间区域最大,靠近管壁流速逐渐减小;在弯管横截面处流速呈M形分布,且浆液流经弯管处时,会产生二次流动现象,由于离心力的影响,在管道X轴线处外凸侧的压力大于内凹侧的压力;在管截面Z轴处压力呈倒U形分布。 展开更多
关键词 水合物浆液 U形管 数值模拟 流动特性
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间歇流下二氧化碳水合物生成形态与堵塞机理 被引量：1
9
作者 何骋远 周诗岽 +4 位作者 张文文 张青宗 吕晓方 王树立 赵书华 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期842-850,共9页
为明确二氧化碳水合物在间歇流条件下的生成形态与堵塞机理,采用高压可视实验环路进行了气团流及段塞流体系下的二氧化碳水合物的生成实验,分析了气团流与段塞流下二氧化碳水合物生成及堵塞形态图像。结果表明:气团流下水合物主要生成... 为明确二氧化碳水合物在间歇流条件下的生成形态与堵塞机理,采用高压可视实验环路进行了气团流及段塞流体系下的二氧化碳水合物的生成实验,分析了气团流与段塞流下二氧化碳水合物生成及堵塞形态图像。结果表明:气团流下水合物主要生成位置为管道顶部,以持续增长的水合物层的形式逐步减小环路流通面积,最终导致堵塞;段塞流下水合物在液相及管道顶部均有大量生成,但受制于大流量的冲刷,顶部水合物层无法长期存在,破碎落入液相主体中,导致液相主体黏度上升,流动阻力增大,流速下降,进而为液相中絮状水合物的并聚成块提供条件,液相中水合物的不断聚集是段塞流下水合物堵管的主要原因。此外,段塞流下生成的中空水合物球体是一种特殊的水合物形态,这类水合物多形成于液塞区与液膜区交界处。由于其内包裹着气体,故而会浮于液相空间上部,也会受扰动而破碎成片状水合物,但都无法在顶部空间聚集紧实形成致密水合层。 展开更多
关键词 水合物形态 堵塞机理 二氧化碳水合物 气团流 段塞流
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静态体系下甲烷水合物诱导时间的影响因素研究 被引量：1
10
作者 吕晓方 路大勇 +3 位作者 左江伟 周诗岽 柳扬 王树立 《石油化工》 CAS CSCD 北大核心 2019年第12期1255-1260,共6页
通过静态恒压水合物反应装置研究了表面活性剂多库酯钠(AOT)用量、实验压力、过冷度以及注液量对甲烷水合物诱导时间的影响,并采用多因素分析法对影响因素进行了敏感性分析,建立了诱导时间模型。实验结果表明,水合物诱导时间随AOT用量... 通过静态恒压水合物反应装置研究了表面活性剂多库酯钠(AOT)用量、实验压力、过冷度以及注液量对甲烷水合物诱导时间的影响,并采用多因素分析法对影响因素进行了敏感性分析,建立了诱导时间模型。实验结果表明,水合物诱导时间随AOT用量、压力及过冷度的增大呈降低趋势,注液量与诱导时间呈正相关关系;通过敏感性分析发现,在本实验体系下诱导时间对过冷度依赖最大,是水合物生成的主要驱动力,其次是压力和表面活性剂用量,注液量的影响最小。以逸度为自变量得到在w(AOT)为0.09%时,甲烷水合物诱导时间模型为y=0.224x-1.773。 展开更多
关键词 甲烷水合物 诱导时间 敏感性分析 模型建立
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