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CO2增产技术已经在低渗油田得到了广泛的应用,但注液态CO2过程中形成大量CO2水合物会导致油井产能下降,本文针对该技术中涉及的多孔介质中CO2水合物的分解动力学进行了系统的研究;离子液体价格较高,且会对环境造成不利的影响,因此其有效的回收、循环利用是其工业化应用的重要环节,本文还研究了水合物法对离子液体水溶液的提浓分离效果,主要内容及结论如下:
(1)采用恒容法,在初始分解压力0.5~1.1 MPa、温度范围为271.15~277.15 K下,分别测定了20-40目、40-60目、60-80目的石英砂和纯水体系、NaHCO3型地层水体系CO2水合物的分解动力学数据。
(2)CO2水合物的分解速度均随温度降低而降低,随初始压力降低而升高。CO2水合物在石英砂中的分解速度的顺序为60-80目>40-60目>20-40目,随孔隙度和地层水浓度增大而升高;而且,均在很短的时间内达到分解平衡。
(3)对水合物分解机理进行了分析,建立了微分方程形式的分解动力学模型,模型计算值和实验值符合良好。
(4)研究了采用水合物法对八种咪唑型离子液体水溶液进行三级分离的效果。结果显示此方法在本实验中有很好的分离效率,对水溶型的离子液体分离效果优于憎水型离子液体;还研究了阳离子侧链长度和阴离子对分离效率的影响。阳离子的碳链越长则离子液体在水合物相中残留的浓度也越低,但对于[Cnmim][BF4]盐则是相反的趋势;阳离子一定时,水合物法分离离子液体的效果[C1]-盐<[BF4]-盐<[TA]-盐。
(5)水合物法分离效率最高可达97.6%;而且此方法反应时间短,实验条件比较温和,相比较其他方法有较大的优势,在工业应用上有很好的前景。