简介:以吉布斯自由能最小化方法为基础,结合Aspenplus对考虑积碳情形下的甲烷二氧化碳重整反应进行了热力学平衡分析。对CO2/CH4比(0.5~3)、反应温度(573~1473K)和压力(1~25个大气压)对平衡转化率、产物组分和积碳的影响进行了研究。数值分析结果表明,在费托合成中生产合成气最适宜的操作条件为温度高于1173K、CO2/CH4比为1,此时2摩尔的反应物可以生成约4摩尔的合成气(H2/CO=1),且仅生成极少量的碳,可以忽略不计。尽管高于973K的温度可以抑制积碳形成,但此时生成水的量也增加了,当CO2/CH4比较高(2或3)时更是如此。生成的水量增多可能是由RWGS反应引起的,CO摩尔数增加、H2摩尔数减少以及CO2转化率逐渐增大就是最好的证据。为了找到甲烷CO2重整的真实情况与热力学平衡状态间的区别,本文将模拟的反应物转化率和产物分布与文献中的实验结果进行了对比。要使乙烯、乙烷、甲醇和二甲醚的产率达到较高的水平,就必须向反应系统中加入有活性和选择性的催化刑。受甲烷分解和CO歧化反应的影响,较高的压力减轻了温度对反应物转化率的影响、增加了积碳量,并减少了CO和H2产率。对利用等量CH4和CO2进行的甲烷加氧二氧化碳重整的分析结果表明,要想使反应物转化率和合成气产率都在90%以上,需要的操作温度和进料比分别为1073K和CO2:CH4:O2=1:1:0.1。H2/CO比值始终保持为1,同时产水产率最大限低地减少且不会形成积碳。
简介:摘要作为非生物有机合成的场所和最早微生物群落的栖息地,以蛇纹岩为母岩的热液系统(简称蛇纹岩热液系统)获得了相当大的关注。本文要报道对一个斯的蛇纹岩热液系统的一系列同位素研究,它就是位于日本白马岳地区的白马八方温采(北纬36°42′,东经137°48′)。我们从该温泉的两口井中采集了水样,所有水样呈强碱性而且都富含H2(201-664μmol/L)和CH4(124-201μmol/L)。虽然温度较低(50-60℃),但热力学计算表明H2有可能通过蛇纹石化反应产生。已发现八方1号井和八方3号井具有以下氢同位素成分:δD-H2=-700‰和-710‰,δD-CH4=-210‰和-300‰,δD-H2O=-85‰和-84‰。八方1号井和八方3号井甲烷的碳同位素成分分别是δ13C=-34.5‰和-33.9‰。这-CH2-H2-H2O氢同位素系列表明至少有两种不同的机理与甲烷生成有关。八方1号井的氢同位素组成与前人报道的其他蛇纹岩热液系统的相似。重的δD-CH4(相对于同位素分馏平衡关系)说明八方1号井甲烷中的氢不是来自分子态氢,而是直接来自水。这意味着这些甲烷不可能通过费-托式(FTT)合成而产生,而可能通过橄榄石的水合反应生成。相反,八方3号井很轻的δD-CH4(相对于同位素分馏平衡关系)表明有生物甲烷混入。根据氢同位素系列与其他蛇纹岩热液系统的对比,直接由水生成无机CH4(不存在中间产物H2)可能在蛇纹岩热液系统更为常见。橄榄石的水合反应对于无机甲烷的产生可能有比以前想象的更重要的作用。
简介:我们给出由核磁共振(NMR)测井曲线得到T1/T2app比值与T2app图像的二维反演方法,这些NMR曲线是用多等待时间(TW)采集的,这项技术对探测天然气和反凝析油特别实用可靠,我们能够用反演出的资料评价含气饱和度和凝析油饱和度,尤其是在有大的扩散反差情况下,而大的T1/T2~反差存在使这项技术更适合识别出液体(水和油)中的天然气。不用分别地反演一维T1和T2app,或者进行二维T1和T2的联合反演,采用直接反演T1/T2app与T2app会有一定的好处。第一,气体T1/T2app与液体T1/T2app的反差大能够在T1/T2app与T2app图像上给出有助于解释的清晰信号;第二,我们通过选择频率(或磁场梯度)和回波间隔TE,能够将气体的T2app限制在很窄的时间范围内,如50—150毫秒。因此,在T1/Tapp和T2app图像上气信号的位置总是定义窄的,这样会使解释更简单;第三,物理限制,如T1/Thapp能易于应用,因此减少某些因噪音引起的不确定性。而且,由基于预定时间(即bin)的T1和T2分布构建T1/T2app比值常常是困难的,因为反演的人为因素和噪音影响使逐bin计算几乎不可能,因此,仅计算有明显气显示的气井的bin与bin的比值,而新的处理计算即使在含气饱和度相对低时或回波信号相对嘈杂(例如饱和盐水泥浆井)时也能很好地进行。由反演的T1/Tapp,我们能从相应的T2app谱重建T1谱。两口气井实例证实了这种方法要比气井评价的其他1D和2D反演技术好。在第1个实例中,与在纯砂岩气井中测量的NMR数据组的SIMET反演做了对比;在第2个实例中,为复杂岩性,中子一密度交叉不明显。除此之外,我们能够用T1/T2app方法识别天然气,而且,我们通过设定T1和T1/T2app的阈值能够评价冲洗带含气饱和度和经过含氢指数校正的孔隙度。