国家自然科学基金(51006120)
- 作品数：21 被引量：162H指数：8
- 相关作者：王武昌李玉星刘海红宋光春张庆东更多>>
- 相关机构：中国石油大学（华东）中国石化集团新星石油有限责任公司中国石油更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金国家教育部博士点基金更多>>
- 相关领域：石油与天然气工程化学工程天文地球一般工业技术更多>>
- 化学添加剂对水合物生成和储气的影响被引量：18
- 2014年
- 为了研究促进剂对水合物生成的影响,采用自行设计的水合物反应系统,通过恒温定容实验,研究了四氢呋喃(THF)和十二烷基硫酸钠(SDS)对二氧化碳水合物生成的影响。并在实时测量水合物生成过程中系统的温度、压力的基础上,计算得出水合物的生成速率、储气量及表观水合数。结果表明,适宜浓度的SDS能促进气体在液相的溶解,提高水合物的生长速率和储气密度;单独添加THF对水合物生成过程促进效果并不明显;SDS和THF复合添加剂共同作用对水合物促进效果最显著。
- 张庆东李玉星王武昌
- 关键词：水合物添加剂二氧化碳
- 天然气水合物浆在管道中的流动沉积特性被引量：19
- 2014年
- 随着海底天然气水合物开采及开发技术研究的不断发展,水合物浆的宏观流动特性研究成为保证天然气水合物浆顺利输送的必要条件。为此,对天然气水合物浆液在管道中的稳定流动状态及临界堵塞条件进行了研究,以传统的固液双层流动模型为基础,结合天然气水合物在水平管道中的流动特点,提出了天然气水合物浆稳定流动的判定标准——临界流动速度和临界床层高度,即管道内出现固定床层的临界速度和该速度对应的床层高度;并提出了计算天然气水合物浆流型及流动参数的方法。在此基础上,对天然气水合物浆在管道中流动的沉积特性进行了研究,设计正交方案,对比了不同因素对临界沉积速度的影响因子。实验验证结果表明:该方法可以较为准确地描述天然气水合物浆的流动状态及其特征参数,对判断其安全流动具有一定的指导意义。
- 王武昌陈鹏李玉星刘海红张庆东
- 关键词：天然气水合物浆
- 天然气水合物浆流变性的研究现状及发展趋势被引量：6
- 2011年
- 天然气水合物浆技术作为一种新兴的水合物防治手段和油气混输方式因其具有巨大的优势而引起了人们的普遍关注,浆液的流变性研究是水合物浆技术实现工业应用的关键,然而,目前相关的文献报道较少。为此,对国内外水合物浆流变性研究进行了系统的介绍,总结了水合物浆的宏观与微观流变性研究方法、测试手段及相关结论,归纳了水合物的体积分数、流速、含水量、水合物颗粒粒径等因素对水合物浆流变性的影响规律,从水合物颗粒聚集力及其影响因素、聚集动力学模型两方面解释了水合物颗粒微观聚集机理,在此基础上提出了强化水合物浆稳定性的4条措施:①提高水转化率,获得"干水合物"颗粒;②将水合物颗粒表面变为油湿性,以降低液桥形成几率;③控制热力学条件实现冷流技术;④寻找临界流速。同时,分析了目前水合物浆流变性实验及理论研究中存在的3个问题:①水合物浆流变性各影响因素之间可能存在交互作用,实验方案不免有疏漏之处,其结论难以具有代表性;②研究缺乏理论基础,说服力较差;③目前的实验研究结论不能直接应用于现场生产,实验研究有待改进且难度较大。最后,指出了未来水合物浆流变性研究的5个方向:①构建微观聚集动力学模型,研究水合物颗粒的聚集机理;②将水合物浆的宏观流变性与微观流变性研究相结合;③寻找水合物浆液稳定流动的临界条件及代表参数,建立稳定流动的评价指标;④加强防聚剂的研究,扩大其使用范围,提高防聚效果,降低药剂成本;⑤研究水合物浆流变性的机理,继续寻找其他可提高水合物浆液稳定性的措施。
- 朱超王武昌王琳
- 关键词：天然气水合物水合物浆流变性体积分数流速含水量
- 定容过程气体水合物相平衡计算研究
- 2013年
- 在Chen-Guo模型的基础上,考虑到水合物浆制备的两种基本过程,即定容反应过程和定压反应过程,同时在深入理解两相闪蒸平衡计算过程的基础上,开发出适用于定容条件下水合物浆相平衡计算的计算过程。该方法对水合物浆制备结果的预测及水合物浆性质的计算具有重要意义。
- 陈鹏李玉星王武昌刘海红张庆东
- 关键词：水合物相平衡
- 基于群体平衡理论的水合物聚集动力学模型被引量：6
- 2018年
- 水合物颗粒间的聚集是导致油气输送管道堵塞的重要原因,建立聚集模型能更好地进行水合物聚集的防治。首先,假定管道中水合物颗粒粒径连续分布并忽略对流扩散的影响,建立了以群体平衡模型为基本框架的水合物聚集动力学模型。重点考虑水合物的聚集和破碎,该模型的核心主要包括聚集核和破碎核两部分。其中,聚集核包括水合物颗粒间的碰撞频率和碰撞后的聚集效率,破碎核包括水合物颗粒的破碎频率和破碎后子颗粒的粒径分布函数。接着,以前人研究为基础并结合水合物颗粒的自身特性,对模型聚集核和破碎核的计算方法进行了选取和改进。最后,采用计算流体力学方法对模型进行了求解并将求解结果与相关实验数据进行了对比分析。该模型可为管道流动安全保障提供技术支持。
- 宋光春李玉星王武昌姜凯施政灼姚淑鹏
- 关键词：水合物粒径分布
- 油基体系中水合物分解过程的研究被引量：3
- 2017年
- 采用自制的带视窗高压反应釜,以柴油、水、天然气为实验介质,先在含水率30%(w)的油基体系中生成天然气水合物,然后分别在不同加热温度、降压速率及抑制剂甲醇质量分数的作用下将其分解,分析水合物在3种不同分解过程中的宏观形态变化,并对分解速率和分解效率进行了比较。实验结果表明,油基体系中水合物的分解过程具有强剪切区分解较快、液相中水合物颗粒呈"缩核分解"等共性。3种分解过程中水合物形态变化的差别主要表现在水合物从壁面脱离的方式不同、液相中气泡产生的速率和数量不同以及分解过程中壁面是否有气体运移通道、体系中是否有冰相产生等。分解速率随加热温度、降压速率和抑制剂质量分数的增大而增加。在实验工况下,分解速率范围为6.40×10^(-4)~2.09×10^(-1)mol/min。
- 宋光春李玉星王武昌
- 关键词：天然气水合物分解速率
- 基于群体平衡理论的管内水合物浆流动特性数值模拟被引量：9
- 2018年
- 水合物浆的流动特性对深水油气管道的流动安全保障和水合物法气体储运的工业推广具有重要意义。目前已有的水合物浆液流动特性数值模拟方法存在较多的缺陷及不足,为此本文引入了基于水合物颗粒聚集动力学的群体平衡模型。该模型重点考虑水合物颗粒在流动过程中的碰撞频率、聚并效率、破碎频率及破碎后子颗粒的粒径分布函数,可较好地描述管内水合物颗粒的流动行为。根据文献中的实验装置建立三维几何模型,利用Fluent 14.5软件对上述群体平衡模型和相关固液两相流模型进行联合求解,借此模拟流速及水合物体积分数对水合物浓度分布、水合物颗粒粒径分布和流动压降等水合物浆流动特性的影响。本文模拟结果与文献中相关实验数据吻合良好,可为水合物浆技术的规模应用提供借鉴。
- 宋光春李玉星王武昌姜凯施政灼姚淑鹏
- 关键词：水合物浆数值模拟粒径分布流动压降
- SDS与THF对水合物法分离CO_2+N_2混合气的影响被引量：5
- 2011年
- 水合物添加剂在一定程度上能够解决纯水体系下水合物分离混合气存在选择性低、水合速率不高和水合物生成条件苛刻等问题，为了系统地研究十二烷基硫酸钠（SDS）及四氢呋喃（THF）对水合物分离特性的影响，采用自行设计的水合物分离实验装置，分别进行了浓度为0、100mg／kg、300mg／kg、500mg／kg、1000mg／kg的SDS溶液及摩尔分数为0、0．5％、1．0％、3．0%的THF溶液体系下，水合物法分离摩尔分数为59%的CO2和摩尔分数为41％的N。混合气的实验。实验结果表明：SDS能够提高水合物的生成速率及储气密度，随着SDS浓度的增大，CO2分离率与N2损失率都呈现先增大后减小的趋势，分离因子呈现先减小后增大的趋势，在初始压力为5．0MPa、温度为1．4℃的情况下，SDS浓度为O～100mg／kg时水合物分离效果较佳；THF有效地降低了水合物的相平衡压力，THF本身生成Ⅱ型水合物并占据水合物的大孔穴，CO2优先于N2占据水合物的小孔穴，当初始压力为4．8MPa、温度为1．4℃时，THF摩尔分数约为1．0％时能够较好地改善水合物的分离效果。
- 李玉星陈玉亮
- 关键词：混合气SDSTHF分离率损失率
- 水合物浆浓度测量方法被引量：3
- 2013年
- 水合物浆液浓度对研究水合物浆液宏观流动特性具有重要意义,对水合物浆液黏度等物性参数有十分显著的影响。基于实验条件下二氧化碳水合物浆的生成过程,提出了应用比色法对水合物浆的浓度进行间接测量的方法,对比了反应前后的气相状态计算水合物浆浓度的过程,通过实验对比色法和计算方法的准确性进行了对比验证。
- 陈鹏李玉星胡永利王武昌刘海红
- 关键词：水合物浆比色法
- 柴油+水+天然气体系中水合物堵管实验研究被引量：8
- 2017年
- 采用新建的高压环道装置,以柴油、水、天然气为实验介质,在不同含水率(30%~100%)、液相初始流量(1600~2400kg/h)等条件下进行管道内水合物堵塞实验,研究水合物在管道中的堵塞过程和堵塞机理。根据实验过程中流动参数的变化规律和水合物形态的演化情况,分析了管道内水合物的形成和分布特点并得到了管道内水合物堵塞的两类过程及其对应的主导堵塞机理。对于第一类堵塞,其堵塞过程可分为4个阶段,水合物沉积层在管道内的形成和生长是其主导堵塞机理。对于第二类堵塞,其堵塞过程也可分为4个阶段,液相分层和流体黏度的急剧增加是其主导的堵塞机理。另外,在第一类堵塞实验中观察到了细泥沙状水合物和絮状水合物沉积层,而在第二类堵塞过程中水合物则呈浆状并且没有观察到明显的水合物沉积层。
- 宋光春李玉星王武昌姜凯施政灼赵鹏飞
- 关键词：水合物
