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5000字高聚物工艺论文5000字

来源:免费论文网 | 时间:2016-11-10 11:17:12 | 移动端:5000字高聚物工艺论文5000字

篇一:生产实习报告论文 (5000字)

第一章生产实习概述

第一节 生产实习的作用

生产实习在这里所指的生产实习不是单指生产,而包括生产、经营、服务等各行各业的职业行为。学校的生产实习从广义来说包括:实践实习、课程实习、顶岗生产实习等几个部分。而这里主要谈的是毕业前的狭义的顶岗生产实习,具体地说,就是学生学完成学校规定的课程,到企事业单位去顶岗作业,在学校看来是实习,对用人单位看来相当于既是实习又是工作。

生产实习是学校教学的重要补充部分,是区别于认识实习的一个显著特征,是教育教学体系中的一个不可缺少的重要组成部分和不可替代的重要环节。它是与今后的职业生活最直接联系的,学生在生产实习过程中将完成学习到就业的过渡,因此生产实习是培养技能,实现培养目标的主要途径。它不仅是校内教学的延续,而且是校内教学的总结。可以说,没有生产实习,就没有完整的教育。学校要提高教育教学质量,在注重理论知识学习的前提下,首先要提高生产实习管理的质量。生产实习教育教学的成功与否,关系到学校的兴衰及学生的就业前途,也间接地影响到现代化建设。

现在的生产实习的特点是:学生的生产实习活动是在生产实习单位进行的,生产实习在我国一般是结合产品的生产进行的。其形式是学生直接参加生产实习实践。而领队的教师是校内的生产实习指导教师(部分职能部门和毕业班段长班主任)和学校聘请的校外生产实习指导员(如实习单位的管理人员、技术人员和熟练技工)。

生产实习是与课堂教学完全不同的教学方法,在教学计划中,生产实习是课堂教学的补充,生产实习区别于课堂教学。课堂教学中,教师讲授,学生领会,而生产实习则是在教师指导下由学生自己向生产向实际学习。通过现场的讲授、参观、座谈、讨论、分析、作业、考核等多种形式,一方面来巩固在书本上学到的理论知识,另一方面,可获得在书本上不易了解和不易学到的生产现场的实际知识,使学生在实践中得到提高和锻炼。

第二节 生产实习的意义

生产实习是本专业学生的一门主要实践性课程。是学生将理论知识同生产实践相结合的有效途径,是增强学生的群众性观点、劳动观点、工程观点和建设有中国特色社会主义事业的责任心和使命感的过程。

通过生产实习,使我们认识和了解焦炭从原材料到成品批量生产的全过程以及生产组织管理等知识,培养我们树立理论联系实际的工作作风,以及生产现场中将科学的理论知识加以验证、深化、巩固和充实。并培养我们进行调查、研究、分析和解决工程实际问题的能力,为后继专业课的学习、课程设计和毕业设计打下坚实的基础。通过生产实习,拓宽我们的知识面,增加感性认识,把所学知识条理化系统化,学到从书本学不到的专业知识,并获得本专业国内、外科技发展现状的最新信息,激发我们向实践学习和探索的积极性,为今后的学习和将从事的技术工作打下坚实的基础。

第二章 焦炉

第一节 炼焦炉技术的发展

炼焦炉是将煤料炼制成焦炭的大型工业炉组,由于炼焦生产能力和劳动生产率的不断提高和化学产品的回收利用,是炼焦炉的炉型得到逐步改进。现代焦炉以室式炼焦为主,焦炉炉体由耐火材料砌筑而成。

现代炼焦技术到20世纪20年代已经基本定型,但各项工艺仍在不断改进和完善,尤其是近几十年来,又有重要发展。主要成就有焦炉容积大型化、干法熄焦及其大型化、装炉煤预处理、焦化厂环境保护和生产自动化等。

现代焦炉有多种炉型,炉体结构不断改进,到那焦炉的发展应该满足下列共同的基本要求:

(1) 焦饼均匀成熟,焦炭质量好,块度均匀而适度;化学产品二次裂解损

失少。

(2) 生产能力与相关工业要求相适应,劳动生产率和设备利用率高。

(3) 加热系统阻力高。

(4) 热工效率高,能耗低。

(5) 炉体坚固、严密,炉龄长。

(6) 生产操作可靠,热工调节方便,劳动环境好,便于维护与检修。

第二节 焦炉炉体概述

现代焦炉主要由炭化室、燃烧室、斜道区、蓄热室和炉顶区组成,蓄热室以下为烟道与基础。炭化室与燃烧室相间布置,蓄热室位于其下方,内放格子砖以回收废热,斜道区位于蓄热室顶和燃烧室底之间,通过斜道使蓄热室与燃烧室相通,炭化室与燃烧室之上为炉顶,整座焦炉砌在坚固平整的钢筋混凝土基础上,烟道一端通过废热开闭器与蓄热室连接,另一端与烟囱连接。根据炉型不同,烟道设在基础内或基础两侧。而首钢焦化厂则采用下喷式焦炉,因此,焦炉结构多了地下室。

以下分别简介焦炉各部分的结构:

(1) 炭化室

炭化室是煤隔绝空气干馏的地方,是由两侧炉墙、炉顶、炉底和两侧炉门合围起来的。炭化室的有效容积是装煤炼焦的有效空间部分;它等于炭化室有效长度、平均宽度及有效高度的乘积。炭化室的顶部设有2~5个装煤口,其顶部还设有12个上升管口,通过上升管桥、管与集气管相连。这样虽然一次投资较多,但有利于荒煤气的导出,这不仅对装煤操作有利,而且可以减少煤气向大气逸出和防止护炉铁件烧毁为了推焦顺利,焦侧宽度大于机侧宽度,两侧宽度之差为50㎜,大容积焦炉锥度为60㎜.炭化室的锥度不宜太大,否则将扩大机、焦侧结焦速度差,导致焦块度不均。

(2) 燃烧室

燃烧室与炭化室依次相间,为调节和控制燃烧室长向的加热,现代焦炉的燃烧室均分隔成若干立火道,大型焦炉的燃烧室为26~32个立火道。

(3) 斜道区

蓄热室与燃烧室相连接的通道称为斜道。斜道区位于炭化室及燃烧室的下面、蓄热室的上面,是焦炉的重要部位,进入燃烧室的高炉煤气、空气及排出的废气均通过斜道。

(4) 蓄热室

为了提高焦炉热效率,充分利用焦炉加热产生的高温烟气余热,现代焦炉设有蓄热室。 蓄热室位于斜道的下部,通过斜道与燃烧室相通,是废气与空气(高炉煤气)进行热交换的部位。蓄热室预热煤气与空气时的气流称为上升气流,废气称为下降气流。

(5) 炉顶区炼焦炉炭化室盖顶砖以上的部位称为炉顶区。在该区有装煤孔、上升管孔、看火孔、烘炉孔、拉条孔等。

第三节 我国现有炉型及主要设备

我国使用的炉型较多。在1953年以前主要是恢复和改建解放前遗留下来的奥拓型、考贝型、黑田、日铁、亨塞尔曼和索尔维型等老焦炉;随后又兴建一批前苏联设计的ⅱbp-56型和jik-49型焦炉;1958年以后,我国成功地设计了具有世界先进水平的58型焦炉、jn55型焦炉、jn60型焦炉。目前,对原有焦炉基本上都进行了大修和改造,炉型在不断地发展和变化,炉体结构更加先进。我国目前使用的焦炉炉型主要有jn60-82型和58-ⅱ型407等。 常规炼焦生产工艺设备除焦炉砌体外,还有护炉设备炉门设备加热设备导出煤气设备焦炉机械熄焦设备筛焦设备及其他附属设备等。其中焦炉机械包括装煤车、推焦车、拦焦车和熄焦车。

第三章 粗煤气的净化回收

第一节 概述

炼焦煤在焦炉经高温炭化,对干煤而言,月75%左右变成焦炭,另25%左右生成各种化学物质(称炼焦副产品),以荒煤气的形式自上升管逸出。此外,通常炼焦的装炉煤为湿煤,约含10%的水分,并且在炼焦的过程中还有化合水生成,这些水都成为蒸汽随荒煤气一起逸出焦炉。

荒煤气必须经过净化使之成为洁净煤气,才能够通过煤气管道外送及供用户使用。在荒煤气的净化过程中,经过冷却、吸收、解吸、化学转化、蒸馏分离等单元操作,可分离出焦油、氨水、粗笨(或轻苯重苯),并将煤气和氨水中的氨、硫化氢、氰化氢等有害物质去除且制成有用的化学产品。

荒煤气冷却后,其中沸点较高的物质冷凝为液态称为焦油。目前技术可行且具有经济性的产品可达上百种乃至数百种。主要的大宗产品有酚类、萘、沥青及轻油、酚油、洗油、蒽油等馏分。这些馏分还可以进一步地分离提纯出各种有用的产品。由于煤焦油廉价易得,因此到目前为止,仍是有机化工所需的芳香烃的重要来源。

煤气中的苯族烃为重要的化工原料,可一个洗油吸收、脱苯蒸馏以回收,获得粗苯。粗苯精制可得苯、甲苯、二甲苯及古马隆-茚树脂、重苯溶剂油等产品。因此,焦炉煤气的净化过程就是分离出有用的产品,去除有碍煤气使用的物质的过程。

第二节 粗煤气的净化回收工艺

煤气净化的最基本原理就是基于吸收时的汽液平衡,而平衡关系是随温度变化的,温度低一些,净化效果就好一些。煤气经鼓风机压缩后,其温度可达20~30℃,为了满足后续净化工序的需要,必须将其进行冷却降温,茚该冷却是煤气进化工序的需要,必须将其冷却降温,茚该冷却时煤气净化系统中煤气的最后一次冷却,故称为终冷。最常用的终冷工艺是用循环水直接喷洒冷却煤气。

煤气中的硫化氢在燃烧时生成二氧化硫,其对人的呼吸道有刺激作用,并且与氮氧化物一样是形成酸雨的主要物质。各种不同的煤气净化工艺其本质的区别是在于脱硫脱氰工艺的不同。焦炉煤气脱硫通常分为干法脱硫、湿法脱硫两大类。干法脱硫一般用于煤气量小、脱硫要求高的场合,在焦化厂很少采用。

脱除煤气中的氨有两种方法:一种是水洗脱氨,一种是硫酸或磷酸吸收脱氨。后者是化学吸收。首钢采用的是as工艺,是典型的水洗脱氨工艺,脱氨后的富液依次进入脱酸塔、蒸氨塔,用蒸汽加热解吸,解吸出的氨气可分解制低热值煤气或制硫酸铵、无水氨等。

煤气中苯族烃主要为苯、甲苯、二甲苯。其回收的工艺过程为吸收-解吸的联合过程。从焦炉煤气中回收苯族烃常采用工艺简单、经济可靠地洗油吸收法。

第四章 煤焦油的精制

第一节 概述

煤焦油是一种具有刺激性臭味的黑色或黑褐色粘稠状液体,是煤在热解过程中产生的液体产品。按照热解温度的不同可把煤焦油大致分为3类,即低温煤焦油,中温煤焦油和高温煤焦油。煤焦油一般是由煤高温干馏得到的,高温干馏是在焦炉的炭化室中进行的。煤在炭化室内经干燥、热解形成胶质体,生成半焦,经过进一步炭化而形成焦炭。由于焦炉的特点,在炭化室内的结焦是成层结焦。在成层结焦过程中,胶质体内发生激烈的热解反应,形成大量的初次热解产物。

煤焦油中的组分非常复杂,其有机化合物组分估计上万种,已被鉴定的约有500种。但大多数组分含量很少或极微。其主要组分可划分为芳香烃、酚类、杂环氮化合物、杂环硫化合物、杂环氧化合物以及复杂的高分子环状烃。第二节 煤焦油的精制

煤焦油的组成复杂,为了从煤焦油中分离加工出高附加值的化学产品,首先应对其组分进行初步分离,包括加工前处理和焦油蒸馏,以切割分离成一系列的窄组分,再作进一步的分

离和深加工。

焦油在蒸馏前必须脱水,焦油含水多,会使焦油蒸馏系统的压力显著提高,阻力加大,甚至打乱蒸馏操作制度。煤焦油的蒸馏按操作的方式可分为间歇式焦油蒸馏和连续式焦油蒸馏。焦油加工规模小的可采用间歇式焦油蒸馏,而较大规模的焦油加工可采用管式炉连续焦油蒸馏,此时设备的生产率最高,焦油的分离效果最好,各种馏分产率高,酚和萘可高度集中在一定的馏分中,效益明显。焦油连续式蒸馏一般采用常压蒸馏工艺,可分为一塔式,两塔式和多塔式。目前国内大多采用一塔式或两塔式焦油蒸馏工艺,为提高萘集中度,一般切取二混或三混馏分。

第五章 实习心得

通过在首钢为期一周的生产实习,我了解到,作为一个即将走向工作岗位的人来说,能够不断地学习是最重要的,而且是快速的学习能力。任何单位都会人同一位既有知识又有能力的人才,而且可以为单位节约很多。虽然环境很苦,但是适应能力是必须的提高的,在一个艰苦的环境中才能展现一个人真正的意志与毅力。而且理论联系实际的过程让我们认识到:自己所学的书本的知识微不足道,还需要自己在以后的工作中继续学习,来不断提高自己。 在实习期间通过理论联系实际,不断的学习和总结经验,巩固了所学的知识,提高了处理实际问题的能力,为毕业设计的顺利进行总结了经验。毕业实习的顺利进行得益于扎实的专业知识。用人单位在招聘员工的第一要看的就是你的专业技能是否过硬。因为对于用人单位来说如果一个人有过硬的专业知识,他在这个特定的岗位上就会很快的得心应手,从而减少了用人单位要花很大的力气来培训一个员工。同时在工作中要有良好的学习能力,要有一套学习知识的系统,遇到问题自己能通过相关途径自行解决能力。因为在工作中遇到问题各种各样,并不是每一种情况都能把握。在这个时候要想把工作做好一定要有良好的学习能力,通过不断的学习从而掌握相应技术,来解决工来中遇到的每一个问题。这样的学习能力,一方面来自向师傅们的学习,向工作经验丰富的人学习。另一方面就是自学的能力,在没有另人帮助的情况下自己也能通过努力,寻找相关途径来解决问题。

通过这次毕业实习,把自己在学校学习的到理论知识运用到社会的实践中去。一方面巩固所学知识,提高处理实际问题的能力。另一方面为顺利进行毕业设计做好准备,并为自己能顺利与社会接轨做好准备。毕业实习是我们从学校走向社会的一个过渡,它为我们顺利的走出校园,走向社会为国家、为人民更好服务做好了准备。在信息时代,学习是不断地汲取新信息,获得事业进步的动力。作为一名年轻人更应该把学习作为保持工作积极性的重要途径。走上工作岗位后,我积极响应单位号召,结合工作实际,不断学习理论、技能知识和社会知识,用先进的理论武装头脑,用精良的业务知识提升能力,以广博的社会知识拓展视野。 英文文献

j. li1 and x. z. li2

(1) school of mechanical & electronic engineering, shanghai second polytechnic university, shanghai, 201209, p.r. china

(2) shouguang shiyanzhongxue, shouguang, 261041, p.r. china

x. z. li

received: 24 september 2008 revised: 29 august 2009 published online: 31 october 2009

introduction

friction and wear tests

friction and wear tests were done using a ball-on-block reciprocating umt-2mt

tribometer at room temperature with a relative humidity of 30-45%. the specimens were polished using a fine grade sic emery paper and cleaned ultrasonically with acetone and dried before testing. the surface roughness is 0.6 μm. the reciprocating friction stroke was 5 mm and tests were conducted at a normal spring-driven load. five tests were conducted under each test condition and the average values of measured friction coefficient, wear volume were used for further analysis. the test duration is 1800 s.results and discussion measured friction coefficient

level for the remaining period of the test.

fig. 1 friction coefficient vs. sliding time at 9 n normal load and 4 hz reciprocating sliding frequency

reinforcement.

fig. 2 variations of friction coefficient with load (reciprocating sliding frequency: 4 hz)

fig. 3 variations of friction coefficient with reciprocating sliding frequency (load: 9 n)

resistance of the cf/pvdf because the fillers themselves caused stress concentrations in the matrix. furthermore, the detachment of fillers causes the adjacent matrix to be poorly supported and hence is subjected

to greater stress and thus more susceptible to fracture.

fig. 4 variations of wear loss with load (reciprocating sliding frequency: 4 hz)

fig. 5 variations of wear loss with reciprocating sliding frequency (load: 9 n) the dependence of the volumetric wear on reciprocating sliding frequency can be attributed to the friction-induced heat effects. most energy dissipated during sliding is transformed into heat and a high-temperature gradient develops in the normal direction to the surface (ref 21). as a result of the low thermal conductivity of pvdf (1.3 btu/h/ft2/°f in), frictional heat being generated during sliding surely provoked an increase of the contact temperature and the increase of reciprocating sliding frequency can be quantitatively correlated to the increase of sliding temperature.

sem studies on worn surfaces

英文文献翻译

文献来源:化学工程与材料性能

? asm international 2009 10.1007/s11665-009-9564-x

文献作者:(1)机电工程学院,上海第二工业大学,上海,201209,公关中国

(2)寿光shiyanzhongxue,寿光,261041,公关中国

文献时间:2009年8月29日发布在线

题目:评价碳纤维增强聚(偏氟乙烯)复合材料的摩擦学性能

摘要:目前的研究分析了在干摩擦条件聚(偏氟乙烯摩擦学性能)乙烯(pvdf)和碳纤维增强聚(偏氟乙烯)(碳纤维/聚偏氟乙烯)。不同的碳纤维含量被应用在不同的强度的环境中。所有的填充和非填充聚酰亚胺复合材料,对cgr15球和有代表性的测试都被执行。对复合材

篇二:高分子加工工艺论文

河北科技师范学院

高分子加工工艺理论

液晶高分子材料的发展、应用、前景

院(系、部)名 称 : 理化学 院

专 业 名 称: 应用 化 学

学 生 姓 名: 张彩虹

学 生 学 号:

指 导 教 师:张 志 刚

2012年12月10日

河北科技师范学院教务处

摘 要

液晶是介于液态与结晶态之间的一种物质状态,液晶高分子材料兼具有晶态和液体两方面的性质,是一种新兴的功能高分子材料。它除了兼有液体和晶体的某些性质(如流动性、各向异性等)外,还有其独特的性质。对液晶的研究现已发展成为一个引人注目的学科。近年来,液晶高分子材料的应用获得了迅速的发展,例如其在液晶显示、光储存和液晶纺丝等方面的应用,相信在不久的将来会有更多性能更优异的液晶高分子材料应用于日常生活中。 关键词:液晶高分子;发展;应用 ;前景

1 引言

液晶高分子材料是在一定条件下可以液晶态存在的高分子所加工制成的材料,较高分子量和液晶有序的有机结合使液晶高分子材料具有一些优异的特性。例如,液晶高分子材料具有非常高的强度和模量,或具有很小的热膨胀系数,或具有优良的电光性质等等。研究和开发液晶高分子材料,不仅可以提供新的高性能材料从而促使技术的进步和新技术的产生,同时可以促进高分子化学、高分子物理学、高分子加工以及高分子应用等领域的发展。因此,研究液晶高分子材料具有重要意义。

2 液晶高分子材料的发展

液晶高分子存在于自然界很多物质中,像是生物体中的纤维素、多肽、核酸、蛋白质、细胞及细胞膜等都存在液晶态。液晶的原理首先在1888年由奥地利植物学家F Reinitzer(F.Reinitzer, Monatsh,Chem 9-421,1888)提出,之后,德国科学家O Lehamann验证了液晶的各向异性,他建议将其命名为Fliess,endekrystalle,在英语中也就是液晶(Liquid Crystal或简化为LC)。19世纪60年代,人们发现聚对苯甲酰胺溶解在二甲基乙酰胺中,和聚对苯二甲酰对本二胺溶解在浓硫酸中,都可以形成向列型液晶(根据分子排列的形式和有序性不同,液晶有三种不同的结构类型:近晶型、向列型和胆甾型。向列型液晶只保留着固体的一维有序性,具有较好的流动性)。刚性分子链在溶液中伸展,当其浓度达到临界浓度时由于部分刚性分子聚集在一起形成有序排列的微区结构,使溶液由各向同性向各向异性转变,由此形成了液晶。随即,美国杜邦公司(DuPont’s)先后推出了PSA(聚苯甲酰胺)及Kevelar纤维PPTA(聚对苯二甲酰对苯二胺),标志着液晶高分子研究工业化发展的开始。到70~80年代,出现了诸如Xydar(美国Dartin公司,1984年),Vectra(美国Calanese公司,1985年)等一系列商用型热致液晶,液晶高分子材料逐渐开始推广。发展至今,液晶这一形态已经成为一个相当大的物质家族,其商业用途多达几百种,例如日常生活中所用的液晶显示手表、计算器、笔记本电脑和高清晰的彩色电视等都已商品化,使得显示技术领域发生重大的革命性变

化。

3 液晶高分子的分类

液晶是一类具有特殊性质的液体,既有液体的流动性又有晶体的各向异性特征。现在研究及应用的液晶主要为有机高分子材料。一般聚合物品体中原子或分子的取向和平移都有序,将晶体加热,它可沿着2个途径转变为各向异性液体。一是先失去取向有序而成为塑晶,只有球状分子才可能有此表现,另一途径是先失去平移有序而保留取向有序,成为液晶。近年来,高分子液晶的开发已成为当今高分子科学中的一个热门课题。研究表明,形成液晶的物质通常具有刚性的分子结构,同时还具有在液态下维持分子的某种有序排列所必需的结构因素,这种结构特征常常与分子中含有对位次苯基、强极性基团和高度可极化基团或氢键相联系。液晶高分子分类方法有三种。从液晶基元在分子中所处的位置可分为主链型和侧链型两类。从应用的角度可分为热致型和溶致型两类,这两种分类方法是相互交叉的,即主链型液晶高分子同样具有热致型和溶致型,而热致型液晶高分子又同样存在主链型和侧链型。从液晶高分子在空间排列的有序性不同,液晶高分子又有近晶型、向列型、胆甾型和碟型四种不同的结构类型。

4 液晶高分子材料的应用

⒋1 液晶材料在显示器的应用

回顾液晶的发展史可以发现,尽管液晶早在19世纪60年代已经被发现,然而在相当长一段时间里,虽然液晶的许多有价值的现象早被揭露,但液晶始终只是实验室中的珍品而已。只有当液晶被用于显示器开始,它的研究才有了前所未有的动力。在这最近的几十年时间里液晶显示器有了长足的进步,目前液晶显示器已是整个领域中的佼佼者,只要稍加留意,不难发现市场上用液晶显示器的仪器仪表、计算器、计算机、彩色电视机等不仅品种越来越多,而且显示品质亦越来越高,价格越来越便宜。

目前,各种形态的液晶材料基本上都用于开发液晶显示器,现在已开发出的各种向列相液晶、聚合物分散液晶、双(多)稳态液晶、铁电液晶和反铁电液晶显示器等。而在液晶显示中,开发最成功、市场占有量最大、发展最快的是向列相液晶显示器。按照液晶显示模式,常见向列相显示就有TN (扭曲向列相) 模式,

HTN (高扭曲向列相) 模式、STN (超扭曲向列相) 模式、TFT (薄膜晶体管) 模式等。其中TFT模式是近10年发展最快的显示模式。

⒋2 液晶材料在物理学方面的应用

液晶材料在光特性上显示出明显的各向异性,有些还具有光学活性,可以改变光的偏振方向,其可以用在光导液晶光阀、光调制器、光通讯用光路转换开关、超声波测量。

⒋3 液晶材料在生命科学方面的应用

液晶在0~250℃之间对温度变化都很灵敏,根据选用的混合物液晶能显示l~5℃之间温度变化的全谱图,即使小于0.125℃的温度变化,也可以清楚地看出。因此可以利用液晶诊断肿瘤、动脉血栓和静脉肿瘤,以提供手术的准确部位,并能根据皮肤温度的变化、交感神经系统的堵塞情况,以判断神经系统及血管系统是否开放。用液晶膜还能确定胎儿位置,显示血流图像,诊断烧伤程度等。可以通过小的温度变化的彩色变化来观察体温的分布,动脉与静脉的位置以及内部组织损伤恢复进度。用液晶诊断疾病已在医学的各个领域得到广泛的应用。生物液晶在夜视仿生、复眼的液晶结构和液晶态生物膜等方面的研究工作,正在朝深入和实用的方向发展。

⒋4 液晶材料在材料学方面的应用

胆甾型液晶具有显著的温度效应,因此可以利用其的这一特性对飞机的许多构件的内部进行无损探伤。利用液晶纺织新工艺制造出来的Kevlar纤维是超高强度的合成纤维,其强度是钢丝的五倍,且还轻,密度是钢丝的五分之一,具有质轻,质地柔软、强度高的特点。这种纤维不但广泛应用于航天工业中,而且使防弹衣从“硬式”到“软式”的革命性转变,并进入实用阶段。

盘状液晶材料也是制备太阳能电池的理想材料,现有的太阳能电池主要采用无机半导体材料,昂贵的造价以及苛刻的工艺阻碍了其广泛应用,具有加工性能优越的有机薄膜太阳能电池有着广大的吸引力和应用前景。一些向列相的盘状液晶最近在工业上的应用是制作光学补偿膜,用于增宽LCD的视角范围,并由日本富士膜公司已研制成功,投放市场。

利用热质变色液晶的可逆变色特性,可以将具有热色效应的液晶涂布在纸基上制成液晶防伪纸。液晶油墨在温度变化时显示出明暗图文和色彩,且图文可随

篇三:聚合物报告

油田化学工程与应用

——聚合物驱数模

第1章 聚合物驱调研

石油是我国重要的能源和化工基础原料,以目前的技术水平看,以聚合物驱油为核心的三次采油将成为普遍工业应用的油田主导开发方式,并步入快速发展的新时期。由于低品味储量的动用,使驱油用聚合物的发展出现了新情况、新问题,同时也对其研发应用提出了新的要求,其中主要是面对占资源总量过半的II、III类油藏的开采问题。目前II、III类油藏资源地层温度在70~95℃,地层矿化度在10000~30000mg/L,二价离子800mg/L,常用的水解聚丙烯酰胺(HPAM)在该条件下会出现严重的热降解、水解度增加、遇高价离子结合析出等问题,增粘效果变差。因此,适用于温度90℃,矿化度30000mg/L,二价离子800mg/L油藏条件下能满足粘度要求,并且性价比高,溶解性、稳定性、驱油性能好的产品,即耐温抗盐聚合物是国际上该领域科研机构的主要科研方向。

1.1 国外驱油用聚合物的发展

由于经济政策和自然资源的原因,国外对聚合物驱油做了细致的理论及实验研究,但未作为三次采油的主要作业手段。驱油用聚合物的理论自80年代成熟以来,并未有较大突破,而其发展主要受限于成本因素。理论上,在油气开采用聚合物中,可以选用的聚合物有部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)、丙烯酰胺与丙烯酸的共聚物、生物聚合物(黄胞胶)、纤维素醚化合物、聚乙烯毗咯烷酮等。但己经大规模用于油田三次采油的聚合物驱油剂仅有HPAM和黄胞胶两类。人工合成的驱油用聚合物仍主要以水解聚丙烯酰胺为主。已产业化的HPAM产品包括日本三菱公司的MO系列,第一制药的ORP系列,三井氰胺的Accotrol系列;美国Pfizer的Flopaam系列,DOW的Pusher系列;英国联合胶体的Alcoflood系列;法国SNF的AN系列HPAM聚合物。其中,Accotrol、Alcoflood较早在我国进行了油田实验,而大庆的最初的5万吨/年聚驱用HPAM装置是引进SNF的技术。

驱油用聚合物目前在国外的消耗量不多,这主要是由于不同地区对三次采油的作业手段选择造成的。根据斯坦佛研究院统计2006年西欧用于聚合物驱油的

HPAM消费量为2000吨,除中、美、日及西欧意外的其他地区消费量合计1000吨。

对于提高聚合物的耐温抗盐性能,国外目前主要集中在聚合物的分子设计方面,主要思路如下:(1)通过选用碳链高分子和分子主链中加入可增加分子链刚性的环状结构来提高聚合物主链的热稳定性;(2)引入大侧基或刚性基团,引入大侧基或刚性基团可使聚合物具有较高的热稳定性;(3)引入抗盐的结构单元,如AMPS;可抑制酰胺基团水解的亲水结构单元,如NVP;耐水解的结构单元,如N-烷基丙烯酰胺;(4)两性离子聚合物,通过在单体中同时引入阴阳离子,造成分子内及分子间静电作用而提高粘性,并实现单体对矿化度的缓冲性。较新的文献也出现了聚合粘弹性表面活性剂的结构。

对于制备手段,通常是以不同方式的自由基聚合实现。值得一提的是雪佛龙菲利普公司为了降低成本,很早就开始研究采用海水(33000mg/L)——高矿化度环境——作为溶剂的制备手段。

DSC的HE-Polymer系列(雪佛龙菲利普公司)、BASF的Houstmar系列、Degussa的Polydrill系列(已并入BASF)都是已经工业化的耐温、抗盐产品。其中HE-300型聚合物可在160℃及高矿化度下保持很好的粘性。然而由于价格因素,未大量应用于驱油,而是作为堵水、调剖、钻井液使用。

1.2 国内驱油用聚合物的发展

我国油田大多属于陆相沉积,具有非均质性严重、油稠等特点,水驱平均采收率32%,并已进入注水后期。受到我国自然资源的影响,我国三次采油以化学驱(聚合物驱)为主要手段。科研人员围绕聚合物驱做了大量的工作,96年以来,聚合物驱配套技术日趋完善;97年我国聚驱增油量居世界首位;98年成为世界上最大的聚驱采油国;02年大庆油区聚驱产量超过1000万吨;03年,聚合物驱采油1234万吨。截止到2006年末,我国有18个聚合物及二元、三元复合驱油项目,分别分布于大庆、胜利、新疆、吉林、辽河、河南、江汉、大港等油田。在我国,聚合物驱油广泛使用HPAM,效果良好,其年产量在15x10吨/年以上。2006年我国聚驱HPAM使用量为14.66万吨,占全国PAM总需求量的71%。大庆炼化是目前全球最大的驱油聚合物生产基地,产能10万吨/年,此外

胜利长安、北京恒聚等都有较大的生产能力。我国用黄胞胶进行驱油实验始于95年的胜利孤东油田。注入性与耐温性差、价格是HPAM的五倍等原因造成未能取得好的效果。在新的粘弹性驱油理论中,黄胞胶还存在只有粘性没有弹性的问题。对于目前国内的II、III类油藏资源,HPAM和黄胞胶均难以满足高温高盐油藏的需要。因此,国内目前的研究工作主要集中在开发耐温抗盐驱油剂,包括天然聚合物改性、合成聚合物和高分子表面活性剂三个领域,其中合成聚合物仍然是近期水溶性耐温抗盐聚合物开发的主要发展方向。我国目前的耐温抗盐驱油用聚合物开发有如下几个发展方向:

(1)HPAM超高分子量化:可以降低粘度下降的幅度,使最终保留粘度增大,但同时会导致溶解困难、易机械降解、易吸附、在低渗地层易截留等问题,其适用油藏范围十分有限。1696年底,石油勘探开发研究院油田化学所生产出了分子量25.0x10的HPAM,并朝着生产更高分子量HPAM的目标努力。

(2)耐温抗盐单体共聚物:其主导思想是研制高浊点、在高温下水解缓慢或不发生水解的单体,如AMPS、NVP、AMB、VAM等。将一种或多种耐温抗盐单体与AM共聚,得到的聚合物在高温高盐条件下的水解将受到限制,不会出现与钙、镁离子反应发生沉淀的现象,从而达到耐温抗盐的目的。这类聚合物能够长期抗温抗盐,但是耐温抗盐单体成本高,共聚物分子量低,只能少量用于特定场合,大规模用于油田三采在经济上难以承受,还必须进行大量的攻关。国内开发较成功的该类聚合物有罗健辉等人开发的梳形聚丙烯酰胺RSP系列(产品代号KYPAM),它是具有梳型分子结构的超高分子量的AM/AHPE共聚物,其中共聚单体AHPE结构未知。此外,由欧阳坚等人开发的尚未工业化的TS系列聚合物由丙烯酰胺、含支链的强极性单体(磺酸盐)和少量疏水性单体采用胶束聚合方法和复合引发体系共聚而成,其水溶性良好,抗盐、耐温以及抗剪切性能有显著改善,可望应用于油田实施污水配制聚合物溶液。

(3)疏水缔合水溶性聚合物:目前以基础理论研究为主,主要涉及聚合物的制备手段、结构表征、溶液行为。尽管许多研究人员都曾指出疏水缔合水溶性聚合物是一种最佳的油气开采用新材料,但是有关这类聚合物在油气开采中成功应用的相关报道较少。中石油勘探开发总院采收率所2004年对疏水缔合水溶性聚合物进行的性能评价结果表明:只在低温低盐环境下,效果优于HPAM,存在

的主要问题包括①疏水基团造成的溶解性问题;②因分子内缔合造成耐温抗盐性能下降的问题;③溶液注入性问题;④污水溶液稳定性问题。

(4)生化聚合物:以硬聚葡萄糖、AGBP、琥珀聚糖为代表,具有棒状结构、规整性好、大分子链刚性强、聚合物分子总体非离子性等特点,从而导致很好的耐温抗盐性能,是一类效果很好的驱油聚合物。其研发重点主要是解决生产成本、水溶液中的聚集倾向等问题。

随着三次采油技术的发展进入对II、III类油藏的开发工艺阶段,现有水溶性聚合物驱油剂的性能已经无法满足要求。虽然国内的研发水平已经走在了世界的前列,但是研制出适合各种油藏聚合物驱需要的驱油材料还是一项复杂工作,迫切需要聚合物研究者从高分子溶液流变物理的高度出发,对水溶性聚合物从分子设计与合成应用方面进行更深入研究。从而研制开发出性价比高、耐温、耐盐、抗剪切等综合性能良好的聚合物驱油剂,以满足现代石油工业日益发展的需求。

1.3 常规稠油油藏聚合物驱参数优化

1.原油黏度

考虑到原油黏度与驱油体系黏度之间可能存在相关性,选用不同浓度的聚合物溶液驱替不同黏度原油,评价其开发效果,结果见图3。从图2可以看出,无论聚合物溶液浓度为0.5kg/m3还是1.0kg/m3,当原油黏度为75mPa.s左右时,聚合物驱开发效益最好。考虑到原油黏度与驱油体系黏度之间可能存在相关性,选用不同浓度的聚合物溶液驱替不同黏度原油,评价其开发效果,结果见图1-1。从图1-1可以看出,无论聚合物溶液浓度为0.5kg/m3还是1.0kg/m3,当原油黏度为75mPa.s左右时,聚合物驱开发效益最好。


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