石油化工

氧化钌/聚苯胺复合材料的制备与电化学性能研究
陈高峰,徐杰,周寻
2009, 22 (4): 1-4. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2009.04.001
摘要 ( ) PDF ( 337KB ) ( ) 　　
以RuCl3.nH2O为原料通过溶胶-水热法制得纳米RuO2粒子,然后在RuO2溶胶体系中通过常规的化学氧化法由苯胺氧化聚合制备纳米RuO2/聚苯胺复合材料,采用扫描电镜(SEM)和X-射线衍射(XRD)对其形貌和微观结构进行表征,并用循环伏安法研究了不同RuO2质量分数的复合材料电极的电化学性能。结果表明,RuO2质量分数为5%时,RuO2/聚苯胺复合材料形成致密的表面包覆型结构,聚苯胺电化学电容消失,复合材料电极电容很小。RuO2质量分数大于或小于5%时,RuO2粒子呈弥散状分布在聚苯胺中;RuO2质量分数为3%时,复合材料比电容达到极值374.6 F/g,这种复合材料具有很好的电化学特性,适于用作超级电容器电极。
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镧铝交联蒙脱土催化剂的制备及性能研究
宋绪东,贾丽华,郭祥峰,张森
2009, 22 (4): 5-8. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2009.04.002
摘要 ( ) PDF ( 313KB ) ( ) 　　
以钠基蒙脱土为原料制备了镧铝交联蒙脱土催化剂,利用XRD、N₂低温吸附、N_H3-TPD、SEM和粒径分布等方法研究了镧加入量对铝改性蒙脱土结构的影响,并用于催化1,2-丙二醇和环己酮的缩合反应。实验结果表明,铝镧交联蒙脱土晶形比铝交联蒙脱土更加规整,层间距较蒙脱土明显增大,在n(Al)/n(La)=25∶1和n(Al+La)/n(Na-mont)=2时,层间距达到了1.81 nm,镧铝交联蒙脱土比表面积达到最大为183 m²/g,氨气的脱附温度为228℃,较铝交联蒙脱土增加了70℃;Al/La-mont催化缩酮合成,缩酮收率达到了85%。
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镍铝复合介孔氧化物的合成和表征
宋伟明,刘芳,邓启刚
2009, 22 (4): 9-12. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2009.04.003
摘要 ( ) PDF ( 294KB ) ( ) 　　
以阴离子表面活性剂为模板剂,硝酸铝为铝源,氯化镍为镍源,水热超声法合成镍铝复合介孔氧化物。当n(Ni)/n(Al)=1∶7,反应温度80℃,反应时间28h,晶化12h,样品有较规则的介孔结构。用X射线多晶衍射(XRD)、红外光谱(IR)、N2吸附-脱附、NH3和CO2程序升温脱附(NH3-TPD和CO2-TPD)、程序升温氧化还原(TPO和TPR)等方法对样品进行了表征。结果表明,样品具有典型的介孔结构特征,孔径分布较窄,平均孔径2.6nm,孔容积0.216cm3/g,比表面积为297.132㎡/g。样品具有弱和强的酸碱中心,340℃可被氧化,430℃可被还原。

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二聚壬基酚聚氧乙烯醚硫酸钠的合成及其溶液性质
张彬,黎钢,杨芳
2009, 22 (4): 13-17. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2009.04.004
摘要 ( ) PDF ( 314KB ) ( ) 　　
以工业品壬基酚和多聚甲醛为原料,草酸为催化剂,合成二(2-羟基-5-壬基苯基)甲烷,经环氧乙烷加合合成二聚壬基酚聚氧乙烯醚(GNP),然后以氨基磺酸为磺化剂,以及氢氧化钠中和合成二聚壬基酚聚氧乙烯醚硫酸钠(GNPES)。以芘为荧光探针、二苯甲酮为猝灭剂,用稳态荧光探针法测定了合成的GNPES和壬基酚聚氧乙烯醚(NPES)的临界胶束浓度、不同表面活性剂浓度下的胶束聚集数。研究了亲水基团氧乙烯基团单元数变化对GNPES和NPES聚集性质的影响,考察了胶束聚集数的浓度效应。结果发现GNPES表面活性剂的临界胶束浓度比NPES表面活性剂的临界胶束浓度低一个数量级,显示了较好的表面活性,但在降低表面张力的能力方面GNPES表面活性剂相比,没有显著差别,基本上相同。随着亲水基团的增长,GNPES表面活性剂和NPES表面活性剂的临界胶束聚集数(Nm)明显增大,且GNPES表面活性剂临界胶束聚集数(N)的增大趋势要强于NPES表面活性剂。

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Zn-SO₄^2-/SBA-15制备、表征及催化合成月桂酸甲酯
田志茗,刘美华,邓启刚,陈倩倩
2009, 22 (4): 18-21. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2009.04.005
摘要 ( ) PDF ( 315KB ) ( ) 　　
采用无溶剂法将ZnO,(NH4)2SO4与煅烧的主体材料SBA-15分子筛进行人工研磨混合后焙烧,制备了Zn-SO24-/SBA-15改性介孔分子筛。并采用X射线衍射、红外光谱、N2吸附-脱附、TG分析方法对试样进行了表征,结果表明,制得的Zn-SO24-/SBA-15保持高度有序的介孔一维六角结构。用Hammett指示剂法测定了催化剂ZnO-SO24-/SBA-15表面酸强度为2.8～3.3,酸量为2.42mmol/g。并将催化剂用于月桂酸与甲醇的酯化反应中,采用正交实验确定较佳的工艺条件为:反应时间为10h,n(月桂酸)/n(甲醇)为1∶15,催化剂质量为1.0g,在此条件下月桂酸甲酯的反应收率为85.4%。实验表明所合成的固体酸催化剂具有良好的催化性能。

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以三异丁烯合成支链十二烷基苯酚
商育伟,李绍冉,郭文莉,李树新
2009, 22 (4): 22-25. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2009.04.006
摘要 ( ) PDF ( 265KB ) ( ) 　　
以三异丁烯和苯酚为原料,采用阳离子交换树脂Amberlyst15作催化剂,合成支链十二烷基苯酚,考察了温度、时间、催化剂用量和酚烯摩尔比等反应条件对烷基化反应的影响。通过正交实验法对工艺条件进行了优化。结果表明,当烷基化时间8h,酚烯摩尔比为6,树脂质量分数为20%,反应温度为45℃时,得到的十二烷基酚收率为47.1%,辛基酚收率为43.1%,总体烷基酚收率达到90.2%,支链十二烷基苯酚的收率达50%左右。

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丙烷选择氧化制备丙烯酸Mo-V-Te-Nb-O催化剂
祝宝东,王鉴,董群,郭丽
2009, 22 (4): 26-28. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2009.04.007
摘要 ( ) PDF ( 268KB ) ( ) 　　
采用水溶液法制备Mo-V-Te-Nb-O催化剂,通过XRD和BET对催化剂进行表征,考察连续固定床微型反应研究制备过程中干燥方式、干燥温度及煅烧方式对催化剂结构和性能的影响。结果表明,减压下旋转蒸发与常压下加热蒸发的干燥方式相比,前者利于生成活性组分分布均匀的催化剂前驱体,且催化剂晶相结构中有利于提高活性和选择性的M1相、M2相比例较大,催化剂比表面积比后者增加了31.5%,适宜的干燥温度为50℃,N2,He气氛在催化剂煅烧过程中均起到防止空气氧化的作用,对催化剂的结构和性能影响相同,空气中275℃下预煅烧60min制备的催化剂晶相结构中Te含量增加,该催化剂比表面积为2.78m2/g,在反应温度为360℃时表现出良好的催化性能,丙烷的转化率为47.6%,丙烯酸的选择性为50.5%。

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基于分子电性距离矢量预测PBTAs的热力学性质
陈艳,堵锡华
2009, 22 (4): 29-33. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2009.04.008
摘要 ( ) PDF ( 295KB ) ( ) 　　
基于分子电性距离矢量构建噻蒽(TA)和75个多溴噻蒽系列化合物(PBTAs)的4种热力学性质(标准焓H0、自由能G0、恒容热容C0V和标准熵S0)的定量结构-性质相关性(QSPR)模型,根据进入模型的4个描述子可知,PBTAs中的4个结构碎片CH—,C<,—S—,—Br均影响其热力学性质,所建最佳数学模型的判定系数(R2)均为1.000,其计算值和文献值基本吻合,并经Jackknife法和LOO交互检验证明了模型的稳定性和预测能力。结果表明,电性距离矢量与多溴噻蒽热力学性质具有良好的相关性,可望在物质构效关系研究中获得广泛的应用。

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绿色荧光蛋白标记在MEOR中的应用研究
张忠智,孙珊珊,王欲晓,罗一菁
2009, 22 (4): 34-37. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2009.04.009
摘要 ( ) PDF ( 345KB ) ( ) 　　
为了充分认识目的优势菌种经油藏运移后在产出水中分布的规律与数量,准确分析和客观评价MEOR现场试验效果,利用绿色荧光蛋白(GFP)基因标记目的菌,通过绿色荧光蛋白跟踪监测目的菌的动态信息。构建含有GFP基因的质粒pET-30a(+)-EGFP,并将其成功导入JD中。对构建的JD(gfp)工程菌进行培养发现,该工程菌在含有Kan质量浓度50μg/mL的培养条件下,重组质粒在JD(gfp)工程菌体内传代稳定,绿色荧光的表达稳定。但是在没有选择压力的培养条件下,重组质粒在JD工程菌胞体内有丢失现象。与野生菌混合培养,JD(gfp)工程菌具有很好的配伍性和竞争性,并且不发生重组质粒的水平转移,因此在环境中释放是安全的。
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CO₂ 在多孔介质中扩散系数的测定
郭彪,侯吉瑞,于春磊,李东东,林杨
2009, 22 (4): 38-40. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2009.04.010
摘要 ( ) PDF ( 199KB ) ( ) 　　
为了研究注CO2开采原油时CO2在地层中的扩散系数,采用一维扩散的数学模型,利用一维菲克第二定律和连续性方程推导出了CO2扩散系数的计算公式,设计了多孔介质采用露头砂填充,实验模型装置水平放置而消除了“对流扩散”的影响,室内测定CO2扩散系数的双测压点的1m长的物理模拟装置,得出了在60℃时不同压力下的扩散系数,实验条件更符合矿场实际,研究规律可用于矿场CO2驱过程中的参数优选。

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嗜热菌在微生物采油中的应用
孙珊珊,张忠智,鲁莽
2009, 22 (4): 41-44. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2009.04.011
摘要 ( ) PDF ( 488KB ) ( ) 　　
研究了3株嗜热菌(GW1,GW2,GW5)在微生物采油(MEOR)的应用价值。结果表明,3株菌的最适生长温度为55～65℃,最适生长pH值在7.0～8.0,最适生长含盐质量浓度在5000～20000mg/L。3株嗜热菌对两种油田药剂抗性的考察结果表明,磺酸盐助排剂和发泡剂对GW1的生长有抑制作用,发泡剂对GW2有抑制作用,磺酸盐助排剂对GW5有抑制作用。3种嗜热菌可以将原油中较重的组分降解为轻质组分,增加原油的流动性。经鉴定3株嗜热菌GW1,GW2和GW5均为Geobacillus属。

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超高相对分子质量聚丙烯酰胺特性粘数测定方法
陶磊,张娜,杜灿敏,张志振
2009, 22 (4): 45-48. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2009.04.012
摘要 ( ) PDF ( 266KB ) ( ) 　　
针对流变性和粘弹性越来越复杂的超高相对分子质量聚合物,以牛顿流体为理论基础的毛细管粘度计测定特性粘数的方法误差越来越大。从分析胜利油田现场用超高相对分子质量聚合物的流变性能入手,通过测定聚合物溶液的粘温曲线、流变曲线和固定剪切速率下的粘度,确定了流变仪法在低剪切速率、低浓度下测定超高相对分子质量聚合物特性粘数的实验条件。结果表明,流变仪法测定的超高相对分子质量聚合物的特性粘数值与聚合物的相对分子质量更加接近,ηsp/C～C和lnηr/C～C曲线线性好,测定结果准确可靠。

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油藏润湿性对采收率影响的实验研究
宋新旺,程浩然,曹绪龙,侯吉瑞
2009, 22 (4): 49-52. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2009.04.013
摘要 ( ) PDF ( 264KB ) ( ) 　　
为了研究润湿性对油藏水驱采收率的影响,实验选用了低、中、高三种不同渗透率的露头砂岩心,利用甲基硅油、模拟油等化学剂将其润湿性由亲水状态改为中性和亲油状态,通过岩心驱替实验,研究了不同润湿性对水驱油采收率的影响。实验表明,岩心的润湿性由亲水和亲油状态转向中性润湿后,最大限度降低了多孔介质中毛管渗流阻力,从而提高了水驱效果。本实验条件下,建议将水驱后期油藏的润湿性由亲水或亲油状态转为中性润湿,则有利于水驱效率的大幅度提高。
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化工机械

异辛烷HCCI燃烧下多环芳烃形成的多维数值研究
曾文,宋崇林
2009, 22 (4): 53-57. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2009.04.014
摘要 ( ) PDF ( 439KB ) ( ) 　　
将发动机多维CFD程序KIVA-3V与化学动力学程序CHEMKINIII相耦合,对异辛烷HCCI燃烧下芳香烃(苯)与多环芳烃(萘、菲及芘)的生成及演变规律进行了详细分析。发动机以异辛烷为燃料,其化学反应采用了异辛烷的燃烧与分解、多环芳烃生成的详细反应机理。结果表明,此计算模型所得到的缸内压力及放热率的变化趋势与实验基本吻合;缸内混合气着火前,A1(苯)、A2(萘)、A3(菲)与A4(芘)的质量浓度场非常不均匀,在缸中心区域A1-A4质量浓度较高,而在边界层及缝隙区则相对较低;缸内混合气着火后,在缸中心区域及缝隙区A1-A4质量浓度较低,而在边界层则相对较高;当排气门开启时,仅仅缝隙区中A1-A4质量浓度较高,而在缸中心区及边界层区则相对较低,同时在这4种芳香烃与多环芳烃中,苯的质量浓度最高,萘其次,而芘则极低。
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临界污垢层厚度的提出与确定
吴双应,苏畅,李友荣
2009, 22 (4): 58-62. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2009.04.015
摘要 ( ) PDF ( 285KB ) ( ) 　　
基于污垢影响传热过程的特性出发,提出临界污垢层厚度的概念并给出相关算式,讨论相关参数对临界污垢层厚度的影响,并和临界热绝缘层厚度进行比较。研究结果表明,临界污垢层厚度在一定条件下可用来解释结垢初期传热强化的现象;临界污垢层厚度的大小受到流体的质量流量、流体的物性以及污垢层本身的导热系数等参数的影响;临界污垢层厚度的存在受具体的对流换热条件限制;尽管污垢层和热绝缘层都是热的不良导体,但临界污垢层厚度不同于临界热绝缘层厚度。

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基于WebGIS的油气管道风险等级区划研究
王卫强,吴明,王勇
2009, 22 (4): 63-66. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2009.04.016
摘要 ( ) PDF ( 417KB ) ( ) 　　
安全管理是油气管道十分重要的管理工作之一。作为一种方法,基于WebGIS的风险等级区划能够提升安全管理水平。以ArcGISServer作为WebGIS开发系统,SQLServer作为存储管道数据的数据库,采用ArcSDE作为GIS服务器,构建了基于WebGIS的油气管道信息管理系统;结合管道的实际情况,对KentMW的风险评分法进行修改;引入层次分析法对专家评分水平进行综合评定,提出了油气管道风险等级区划方法。实例表明,基于WebGIS的改进的风险区划方法直观、简单易用。

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热处理对Inconel718镍基合金组织及耐蚀性能的影响
宋宜四,高万夫,胡卓婵
2009, 22 (4): 67-71. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2009.04.017
摘要 ( ) PDF ( 497KB ) ( ) 　　
研究了Inconel718合金在940¹ 000℃固溶以及固溶+时效处理(720℃保温8 h后经50℃/h冷却到620℃保温8 h)后的组织及性能之间关系。结果表明,固溶处理后合金的硬度随着温度的升高而减小。固溶+时效处理后合金的硬度随着温度的升高先是增大再减小,到980℃时达到最大值,且硬度值比仅固溶处理的增加约1倍。在用H2SO4溶液调节pH值(pH=3)的体积分数为5%Na2SO4酸性溶液中测试极化曲线和交流阻抗,结果表明,固溶+时效处理样品的耐蚀性比仅固溶处理的差。在模拟高温高压H2S/CO2应力腐蚀环境试验测试结果表明,固溶处理和固溶+时效处理的样品耐H2S/CO2应力腐蚀性能均较好。
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化工装置硫化氢泄漏对周边居民影响的CFD评估
章博,陈国明
2009, 22 (4): 72-76. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2009.04.018
摘要 ( ) PDF ( 322KB ) ( ) 　　
用CFD技术对某石化企业硫磺回收装置硫化氢在不同风速下的泄漏及扩散进行了数值模拟。结果表明,风速和扩散后期的风场湍流对扩散起决定作用,小风速下扩散速度慢,但有利于硫化氢长时间在地表扩散,地面威胁较大,大风速下扩散速度快,并有利于硫化氢向高空扩散,地面威胁较小。最后将硫化氢扩散后的立即致死浓度范围和该石化企业周边3km范围内人口集中的敏感区域进行了对比,结果表明2km范围内危险程度较高,2～3km地表所受影响较小。

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预热管道中原油沿程温降和土壤温度场数值模拟
叶志伟,王瑞金
2009, 22 (4): 77-80. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2009.04.019
摘要 ( ) PDF ( 284KB ) ( ) 　　
制定科学合理的埋地管道预热工艺,需要准确预测埋地管道周围土壤温度场和管内油品温度变化情况。用有限元法对埋地管道预热过程中管道周围土壤温度场和管内油品温度进行数值计算,得出了不同时刻埋地管道周围土壤温度的分布和管内油品沿程温度变化情况。通过对计算结果分析表明,预热介质、不同介质混合预热时间、土壤温度、气候条件等对管内油品沿程温降有很大影响。通过计算可确定经济、安全的管道混合预热工艺。该方法的应用可为热油管道经济、安全的预热投产提供一定的理论依据。
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地震载荷作用下海底管道轴向力简化计算
朱轶,谢禹钧
2009, 22 (4): 81-83. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2009.04.020
摘要 ( ) PDF ( 175KB ) ( ) 　　
地震时地震波沿地面传播引起地面位移,地面沿直管轴向位移时使管道产生轴向拉伸应力。忽略惯性力,但考虑动水压力,采用静力分析的方法对直管进行应力分析,并结合计算实例,应用Ansys软件对海底管道进行轴向应力分析,得出结论为当地震裂度小于9度时管道不会发生断裂。

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自适应加权最小二乘支持向量机回归及应用
崔文同,林文才,颜学峰
2009, 22 (4): 84-88. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2009.04.021
摘要 ( ) PDF ( 308KB ) ( ) 　　
针对软测量建模样本中数据难以避免存在粗差、以及粗差数据对模型性能的影响,提出了一种自适应加权最小二乘支持向量机(AWLS-SVM)回归建模方法。AWLS-SVM基于建模样本数据,根据最小二乘支持向量机回归模型的拟合残差确定各样本的残差权值,根据样本的空间分布确定杠杆权值,进而通过迭代运算,自适应确定各建模样本的权值,在有效减小粗差点对模型性能影响的同时,保留了其所提供的有效信息。仿真实验表明,AWLS-SVM能有效克服粗差样本数据的影响,其模型的预测性能明显优于LS-SVM和径向基函数网络。最后,应用AWLS-SVM建立粗对苯二甲酸中4-CBA含量软测量模型,获得满意结果。
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基于SOM-PCA-RVM 的过程建模及其应用
李昕,颜学峰
2009, 22 (4): 89-94. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2009.04.022
摘要 ( ) PDF ( 302KB ) ( ) 　　
针对呈现高度非线性,自变量之间存在交互作用,且采集的过程数据具有一定类别特征的复杂系统,提出基于自组织映射神经网络—主元分析—关联向量机相结合的建模方法。首先,通过SOM,将样本分割成模式特性相近的若干子类,实现样本模式空间的分割。然后,基于每一子空间的建模样本,提取主元,并以预测性能为指标确定最佳主元个数,消除冗余信息干扰。最后,将各子空间的主元分别作为RVM模型的输入,建立各自的模型,实现基于样本模式空间分割的分类建模。仿真试验和在精对苯二甲酸生产过程对羧基苯甲醛含量软测量中的实际应用表明,SOM-PCA-RVM模型的拟合精度和预测精度不仅优于RVM模型,也优于PCA-RVM模型。

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一种BUCK变换器的滑模-通用模型控制器研究
常亮,樊四良,郭丙君
2009, 22 (4): 95-98. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2009.04.023
摘要 ( ) PDF ( 291KB ) ( ) 　　
针对BUCK变换器的复杂性和时变性,提出了采用通用控制器和滑模-通用控制器的控制策略。应用状态空间平均建模法,建立电流连续型(CCM)Buck变换器的仿射非线性模型。利用RBF神经网络和积分器组成动态神经网络结构逼近BUCK变换器的逆模型并由此组成CMC控制器。设计了滑模-通用控制器,进一步改善了系统的鲁棒性。在Matlab/Simulink下进行了系统建模和仿真研究,结果表明该方法在输入电压和负载电阻变化时,能有效减小系统状态误差和提高系统稳定性。

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