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关键词:核磁共振技术;石油工程;录井;储层物性评价
【分类号】:TF762.3
引言
伴随着石油业的前进,油田查看开采的范畴持续扩张,录井业也随之有了新的前进机会。在承袭以及开展以往录井优点措施的过程中,人类凭借措施发展以及科学 技术改革,持续拓展录井业新的服务范畴,开采出新的利益成长点。当前,录井工艺以开展成以往石油业以及信息措施相综合的集化学、电子资料、电、声、磁、机 器为整体的全面措施,牵扯到石油地况、钻井项目、地球化学以及物理、传感措施、信息处置以及运送等很多科目、很多范畴的现代化专业措施,其特征是信息化以 及智能化。
身为一项新的科技,在上世纪末核磁共振就已经被普遍的运用到石油地况以及石油项目的探索部分。它对信号的测验有着显著的优点,就 是能够不会因固体骨架等遇到干扰,拥有安稳性质同时信息丰厚。并且,可以有选择的对物体开展检测,能够检测的更准确,在检测的程序中可以更清楚的辨析出 油、气、水等在核磁共振部分存在显著的不一样,防止在以往方式中的不足。以往的行为是经过对外形模子的使用开展的,会遭到岩性、井眼以及地层水矿化的作 用。尤其辨别情况以及储存位置的评估都在使用核磁共振之后获得了处理。全部这些措施的运用,能够更加精准的评估地层油气构造,计算的储存量更加科学,对产 层的构造估算更加精准,推动了油气田的开采量。
1 核磁共振技术的基本原理
人类在不一样的范畴中都运用了核磁共振措施,在石 油项目部分的运用和别的部分存在着很大的差距。在石油项目部分,这项措施充分使用核磁对油水开展检测以及解析,最后解析出油水在地层以及岩石中是什么样的 形式以及状况留存的。能够把原子核划分为两类:有自旋以及无自旋特征两种。有自旋的原子核中其氢核具有正电荷,因此拥有电性,而且能够自旋,因此自旋特性 的原子核中的氢核和具备磁性的磁针相似。在一个永恒稳定的磁场中,因受到外界的作用,在氧原子核内部就会出现核磁共振。
出现核磁共振氢核中 一起出现共振,氢核活跃到高能状况时能量不会降低,致使经过辐射谱线的形式想要回到低能状况是实现不了了,关键是由于氢核收取的能量不多。之前收取的能量 没办法再从高能状况转变到低能状况时辐射出去,这个程序就是弛豫程序。流体所在的位置空隙情况还有岩样的渗透性都对流体出现核磁共振的弛豫时间存在很大的 作用。这样从流体数据、渗透性以及砂岩孔缝大小等系数,在核磁共振措施的协助下,能够获取比较精准的检测资料。
2 核磁共振测量中的参数
核磁共振措施在石油项目获取了普遍的使用,要准确解析其用途,第一要先搞清楚这项措施的检测系数。必须要了解检测系数,才可以推动核磁共振措施获取真正 的施展。其关键检测系数包含:岩石渗透性,岩石孔缝状况,含有饱和状况,岩石能流动物体等。岩石中存在的流体和原子核从激发状态回复到平衡排列状态是成正 比的。所以,要想获取岩石孔隙状况,就要适当的了解弛豫时间的长久。岩石孔隙散步状况,在弛豫时间谱中能够展示出来。如果孔缝太小,会因为毛管力的限制流 体可能会无法流动。所以,要对弛豫设定一个有关的范围,才可以对孔缝开展熟悉人事。假如弛豫时间要比孔隙流体的弛豫时间就,就会被管制住,叫做束缚流体, 反之则称作可动流体。按照遮盖渗透情况以及孔缝之间的联系,能够经过对数据开展解析运算,以便使用弛豫时间谱,最后能够得到比较精准的渗透性数据。把油以 及水杯的氢原子提取是很难的,使用核磁共振措施,能够检测含油状况。
3 核磁共振录井技术在石油工程中广泛的应用
核磁共振录 井技术是根据核磁共振原理测定岩石孔隙流体中氢原子核的核磁共振信号强度及流体与岩石孔隙固体之间的相互作用来获取孔隙度、渗透率、流体饱和度、流体性质 以及可动流体、束缚流体等物性参数的技术。该项技术在室内储层评价、开发试验研究得到了广泛应用,在油气田勘探开发的研究与生产中发挥了重要作用。核磁共 振技术被认为是迄今为止的最接近渗流机理的一种录井方法。凭借着在测量渗透率方面明显的优势。一方面核磁共振技术首先减少了误差的存在,特别是在实际测井 的信噪比较低的情况下,渗透率的计算准确度提高。核磁共振技术局域明显的优越性,在地质应用方面取得了重要的效果,主要是因为对提高渗透率的计算精度有很 大的作用。作为计算油气储量的一个重要参数,含油气饱和度也是非常重要的一个环节。油藏的高度、孔隙的结构、流体性质和岩石的物性等因素影响了含油气的饱 和度。通过核磁共振技术得到的含油气饱和度与岩样内的含油量和总液量之间的比例是常数。
针对油藏,核磁共振录井通过对一个岩样(岩心、岩屑 或井壁取心)的核磁共振测量,即能够快速、准确地获得总孔隙度、有效孔隙度、绝对渗透率、含油饱和度、含水饱和度、可动流体饱和度、可动油饱和度、可动水 饱和度、束缚流体饱和度、束缚油饱和度、束缚水饱和度等多项物性参数,进一步分析还可对原油黏度、岩石润湿性等进行测量。对于气藏,核磁共振录井能够获得 总孔隙度、有效孔隙度、绝对渗透率、含水饱和度、含气饱和度、可动水饱和度、束缚水饱和度等物性参数。将核磁共振技术分析所得出的物化参数应用于钻
井现场,及时分析岩心、岩屑和井壁取心,具有用量少、速度快、一样多参、准确性高、连续性强、可随钻分析等常规岩心分析和测井所不可完全替代的优点。在 划分和评价有效储层、指导现场钻进、为完井讨论及完钻测试提供数据等方面极具意义,因而在石油天然气的勘探与生产中作用巨大。
核磁共振录井 措施拥有非常普遍的前进范畴以及运用前程。这种措施在改善以及前进的过程中还必须增强下面的作业:增强钻井现场运用的普遍以及扩张;研发使用安稳性强、工 作效率快、精准性高、体型小的新式设备;使用差谱、移谱等很多形式开展信息说明,提升说明精准性;增强检测说明系数的数量以及精准性。
4 结束语
当前录井措施正面临着巨大的挑战以及机会同时存在的前进时机,油气检查开采的前进以及有关行业措施的前进,为录井措施供应了开阔的前进范畴。以录井资料 为重点,很多录井措施为根本,创建以及持续改善现在录井措施系统,促进录井措施以及有关新措施密切相连,相互辅助,会昭示其顽强的生命力以及运用意义。
参考文献
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于是环境友好型的绿色化学应运而生。
环境友好溶剂是分子水平上的重点。化工领域分子水平需要使用计算机技术进行精密的分子设计及溶剂选择。因此,使用计算机技术在惊醒实验的设计时不仅仅要考虑到环境友好溶剂的分离性,同时还要考虑到这些溶剂对环境各个方面的影响。
一、对环境友好溶剂的实验测定筛选的方法。
1.使用平衡釜法进行溶剂实验
实验必须选择在特定的条件下,首先要依据对以往实验的经验来选定一组候选的实验溶剂,然后将利用使用气液平衡装置逐一的对候选溶剂中的样品进行测定,对样品中的待分离体系在各个环境友好溶剂萃取液中的气液平衡数据进行记录和测定,并且要注意对样品的体系轻重与关键组之间相对的挥发度,选择测试数值优秀的溶剂样品,最后使用实验室所具备的小型精馏塔上对测验样品进行验证。平衡釜实验法在环境友好溶剂的实验中具有的优点是数据的检测非常直接可靠,能够给检测人员带来最直观的测验结果。
2.使用惰性气体进行环境友好溶剂的实验
将拥有稳定流速的惰性气体通入气体平衡釜里,让釜内已被无限稀释了的溶剂与通入的惰性气体完全接触,溶剂的组分被汽相化,如果容器中测量出的液相与汽相能够达到平衡,再测定汽相的组成跟随惰性气体通入时变化的速率来进行计算得出γ。使用这种气提法来进行测定,实验的数据误差都能够控制在3%以下,如烷烃和烯烃以及醇类等24种环境友好型溶剂都能得到稳定的实验数据。使用惰性气提法来进行试验的缺点是对实验所使用的设备要求过高,许多地方无法进行普及因此成本比较高昂,测定的过程非常复杂,对能够进行试验的人员素质及水平也有较高的要求。
3.使用活度系数法进行实验
活度系数法指的是通过对各种精馏物系中的关键组分精确计算出其在各种溶剂中准确的活度系数值,从这些得出的准确值中对各个候选溶剂的相对挥发度数以及溶剂溶解度的参数等进行合理的推断,然后在经过对各个候选样品的比较从中选出最适合的环境友好溶剂。
这种方法进行细分时分为有限和无限活动系数法。在这其中无限活度系数法指的是:对候选检测的环境友好溶剂在被无限稀释溶质中的无限稀释活度系数运用简单的实验经验以及运算公式对其进行预测,再利用溶剂测定出的无限稀释活度系数来进行计算,得出候选溶剂的相对挥发度,最后通过对相互挥发度数比较从中选出最适合的环境友好溶剂。在测定中一般使用较多的是PDD方法以及溶剂溶解度参数法。在运用PDD方法来对候选溶剂的无限稀释活度系数进行合理预测时,不但要考虑到溶剂中碳原子数对其的影响,而且还要考虑化合物中在支链上的碳原子数和上面不同种类的碳原子数以及极性基团对γ的造成的影响,使用这种方法时有太多需要考虑方程式数目,因此不具备广泛的适用性。另外一种溶解度参数法是对溶剂的无限稀释活度系数运用纯组分的性质来进行预测的一种方法。这种方法能够用于测定各种极性或者非极性的物质。使用溶解度参数大的优点是,对候选溶剂的预测的结果相对比较准确;而缺点则是测定后参数的数据库建设不完备,无法很快的从中进行鉴别,这样的情况对溶解参数法的推广应用造成了很大的限制和阻碍。
有限活度系数法主要指的是ASOG方法(英文名位Analytical Solutions of Groups Method)和UNIFAC的方法。其中以UNIFAC的方法得到了最广泛的应用。UNIFAC方法又称作‘UNIFAC基团贡献法’,这种方法最早是在1975年由Fredenslund等人提出的一种新的测定法。在其后的研究发展中,各国的科学家们又对这种方法进行了不断的修订和内容上的补充,在原有的基团上增加新的基团,对原先缺少的交互作用参数进行了完善的增补,并且将温度对交互作用参数的影响纳入了方法的考虑中等等。目前UNIFAC基团贡献法对活度系数具有非常良好的预测效果,对无限稀释的活度系数也可以运用UNIFAC模型进行预测。现如今使用的的计算机辅助设计对环境友好溶剂的萃取大部分也是以UNIFAC贡献法为基础建立起来的。
二、运用计算机对溶剂进行选择
1.溶剂筛选的优化
运用计算机能够优化的方法,对现拥有的众多候选溶剂进行测定和评判,从中筛选出指标最优的溶剂。有两种方法经常被人们使用。第一种,计算机的人工神经网络(简称ANN)。这是一种极为复杂拥有并行的非线性的动力学系统,并不需要依赖十分精确的数学模型,其具有很强的自行适应能力来对非线性秉性学习进行学习和判断。使用计算机的人工神经网络和活性系数关系(简称QSAR)相互结合,建立起的模型能够针对各种物质的理化性质进行进一步的预测。第二种,使用模糊综合评价的方法对环境友好溶剂进行筛选测定。利用计算机应用最大隶属原理与模糊变换原理,对被评价事物的各个相关因素进行全面的考虑,对那些极为复杂的难以通过精确化的系统给予综合性的评价,这样稳定的准确的筛选测定出环境友好溶剂。
2.使用计算机辅助分子设计来对环境友好溶剂进行测定
有的时候由于给定需要测定的有机物种类过多,仅仅只依靠实验或者对溶剂性质约束方法从不计其数的有机化合物中筛选出最佳溶剂将会非常的繁琐。计算机辅助分子设计法(简称CAMD)将传统试验中对溶剂的筛选方法进行改变,对筛选的整个过程进行了极大的简化,大大的减少了实验工作者在实验室的工作量和工作的时间周期,增加大了工作的效率。计算机辅助分子设计法对环境友好溶剂进行筛选测定时,首先对一组基团进行预选,将这些基团按照某种规则进行组合成为分子结构,再对这种分子的物化性质进行计算预测,按照预先设定的目标对这些基团组成的分子进行筛选和测定,最后将数据进行对比找出最优的环境友好溶剂。
三、无溶剂有机合成
1.无溶剂有机合成的方法
固态碾磨法最初是被使用在备至混合品种,从中得到不同的的光学性质的材料。Baylis-Hillman反应是一项原子经济的化学反应,由一份子的芳香醛和一份子的缺电烯烃在(DABCO DBU)就是三集胺的反应催化。此反应是在所需的溶液中进行,其需要量是7D,但是产出率仅仅是需要量的70~87%。
如果选择采用机械震荡的碾磨方法,实验时间仅仅只需半小时,同时采取间隔反应,以防止反应升温过快,机械碾磨法的产出率能够高达98%。产出物多为官能化。在有机链的芳环上链接上吸电子基团时的产出率大于95%的情况为最好,链接电子基团是的产出率仅为30%。
2.不对称Aldo的脯氨酸催化反应
目前出现的有机小分子方面的不对称合成发展迅猛,例如不对称的Aldol脯氨酸催化反应,通常情况其反应都会在高极性的非质子溶剂(例如DMSO)中进行。科学家Bolm和其合作同事采用了前面所提的机械震荡碾磨法,将酮化物和芳香醛均匀的混合在催化量(S),百分之十的脯氨酸催化作用下以高速的碾磨(250-400rpm,为防止碾磨过快而导致升温影响选择对应值),这时链接在芳环上的吸电子基团能够得到99%的高出产率,链接芳环上的电子基团产出率与吸电子相比较低,仅为60%,拥有的选择对应性也相对较差仅为60%。使用机械震荡碾磨方法使所需反应的时间大幅度的减少,整个实验的时间只需一小时即可,若是使用传统方法对其进行反应,仅是搅拌一项便要花费5~7小时。
四、无溶剂有机合成具有的优点
1.无溶剂有机合成具有较高的可选择性
实验中进行的无溶剂有机合成,为不同相态之间的反应提供了一个与传统溶液反应完全不同的新的反应环境和反应条件。能够使无溶剂有机反应的选择性与转化率得到极大提高。若是在固相状态下,容器中的固态分子受到反应晶体的约束,冻结了分子之间的构象,起反应的分子进行了有序的排列,因此能够实现无溶剂有机反应的定向反应从而可以提高反应在试验中具有的选择性。此外,实验中能够使用混晶及分子晶体等手段来对反应物之间的分子构型进行有效且可靠的控制,尤其是能够通过使用光学活性的主体化合物来形成的包结物,用以控制容器中反应物之间的分子构型,可以真实的实现无溶剂有机合成中的不对称合成。
2.绝大部分的无溶剂有机合成都能够在常温下进行正常的反应,有的甚至能在较低温的情况下进行合成反应
这种情况为企业和个人能够很好的降低生产及使用成本,并且对能源的节约以及环境的保护都有这积极的意义。
五、无溶剂有机合成在试验中具有的缺点
无溶剂有机化合体系具有非常差的流动性,甚至可以说是没有流动性,这种情况会导致反应中出现的放热很难从原料中排出,导热性非常差。再加上无溶剂有机合成的反应速度极快(尤其采用的是微波方法),数十秒几分钟迅速产生的大量的热就更加的难以排出。这种情况不仅仅会造成实验的冲料并且极有可能在不注意的情况下造成爆炸。无溶剂有机合成的实验在大多数的报道中实验的规模都非常小,反应所产生的热量很容易就散失掉了,对反应产生的大量的热所造成的危害不够重视。因采用无溶剂有机合成此剧烈的放热的反应无法达到绿色化学的要求。
六、无溶剂有机合成的应用前景
目前,无溶剂的有机合成研究还是以在实验室进行反应的研究为主,很少有将这项研究推动到规模化的工业生产当中去,相信在不久的将来,随着人们在绿色化工及环境友好方面的不断努力,在这些方面研究的步伐会逐步加大加快,将那些好的、更有利于社会环境及人类生存健康的科技能够迅速的普及到人们的生活中去。
参考文献:
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【摘要】 目的:探讨内皮细胞型一氧化氮合酶(eNOS)基因27 bp VNTR,G894T基因多态性与深静脉血栓形成(DVT)的相关关系. 方法: 运用PCRRFLP方法对103例DVT患者和250例健康对照进行eNOS基因27 bp VNTR,G894T多态性的检测分析,并进行基因型频率及等位基因频率的比较以及单倍型分析. 结果: 4a/4a基因型频率的分布以及4a等位基因频率的分布在DVT组与对照组差异有统计学意义(P
【关键词】 一氧化氮合酶 基因多态性 可变串联重复序列
0引言
深静脉血栓形成(deep venous thrombosis, DVT)的机制异常复杂,通常大型手术、骨折、肥胖、老龄、妊娠、口服避孕药等因素为其外在诱因,遗传性缺陷则是其形成的内在因素. 近年来,血栓遗传易感基因和遗传风险因子的研究成为该领域新的研究热点[1-2]. 一氧化氮合酶(nitric oxide synthase,NOS)催化L精氨酸的氧化反应生成一氧化氮(nitric oxide,NO),NO可介导平滑肌细胞舒张,是调节血管张力的重要信使分子. 目前在哺乳动物中已经发现三种NOS的同工酶,分别为神经源型NOS(neuronal NOS,nNOS),诱导型NOS(inducible NOS, iNOS)和内皮细胞型NOS(endothelial NOS, eNOS)[3]. 有研究表明[4]内皮细胞型NOS基因(eNOS)存在基因多态性,其中第4内含子的一个27 bp的插入/缺失多态性以及第7外显子894位碱基GT的突变(G894T)可能影响eNOS蛋白的功能及活性,降低NO的生成量,加速动脉粥样硬化的发展,与血栓性疾病及心脑血管疾病密切相关. 我们应用聚合酶链反应限制性片段长度多态性(polymerase chain reactionrestriction fragment length polymorphism, PCRRFLP)方法对103例深静脉血栓形成(deep venous thrombosis, DVT)患者及250例正常对照进行eNOS基因27 bp数目可变的串联重复序列(variable number of tandem repeat, VNTR)和G894T基因多态性的检测,探讨这些遗传多态因子与深静脉血栓形成之间可能的相关性.
1对象和方法
1.1对象
经患者同意,选取200201/200211在郑州大学第一附属医院与河南中医学院第一附属医院门诊和住院的深静脉血栓形成(DVT)患者103(男65,女38)例,年龄(48.3±4.8)岁, 来自河南省不同地区. DVT诊断均经静脉造影确诊. 正常对照250(男142,女108)例,年龄(42.2±10.2)岁,为郑州血液中心的健康献血者. 经详细病史询问,体格检查及实验室检查均未见异常,并排除有心血管病、高血压或糖尿病家族史者. 本研究人群个体之间无血缘关系,均为河南汉族人群.
1.2方法
1.2.1DNA提取抽取DVT患者与正常对照
静脉血3 mL,EDTA抗凝,用常规酚/氯仿方法提取基因组DNA,其含量用紫外分光光度计测定.
1.2.2PCR扩增目的片段
27 bp VNTR引物参照Wang等[5] 设计,由上海生工合成,其核苷酸序列为:引物forward: 5′AGG CCC TAT GGT AGT GCC TTT3′, 引物reverse: 5′TCT CTT AGT GCT GTG GTC AC 3′. G894T引物参照Hingorani等[6]设计forward: 5′CAT GAG GCT CAG CCC CAG AAC3′, reverse: 5′AGT CAA TCC CTT TGG TGC TCAC 3′. PCR反应体系为25 μL,其中含PCR缓冲液2.5 μL,上下游引物各2 μL,样本DNA 1.5 μL,Taq DNA聚合酶0.3 μL (1 U),加去离子水至25 μL. PCR扩增条件:95℃热启动5 min,95℃变性1 min, 59℃退火1 min, 72℃延伸1 min;共35个循环后,72℃延伸10 min后冷却至4℃.
1.2.3G894T PCR产物的酶切
取PCR扩增产物10 μL,加10×缓冲液2 μL,限制性内切酶BanII 5 U,加去离子水补至20 μL,37℃水浴24 h. 30 g/L琼脂糖凝胶电泳检测酶切产物,凝胶成像分析仪上观察并照相.
1.2.44a,4b等位基因的序列测定
为进一步证实结果的准确性,我们选取2例不同基因型的样本进行序列测定,由上海生工生物工程公司进行自动测序.
统计学处理: 数据资料运用SPSS10.0统计软件进行统计分析,对各组之间的基因型频率及等位基因频率的差异进行χ2检验,检验水准α=0.05. 并计算比数比(Odds Ratio,OR)及95%可信区间(CI),以估计基因突变对疾病发生的相对危险度. 单倍型频率计算以及连锁不平衡应用SHEsis软件[7],连锁不平衡系数用D′=D/Dmax,D′>0.70有意义[8].
2结果
2.1eNOS基因27 bp VNTR基因多态分型及测序内皮细胞型一氧化氮合酶基因型多态性表现为VNTR, 6次重复等位基因的PCR扩增片断长447 bp,包括27 bp序列重复6次(162 bp)和285 bp上下游侧翼序列,表示为eNOS4c;5次和4次重复等位基因的PCR产物分别为420 bp和393 bp,其中重复序列分别为135 bp(5个27 bp的重复序列)和108 bp(4个27 bp的重复序列),分别表示为eNOS4b, eNOS4a. 图1所示为eNOS基因第4内含子VNTR的3种等位基因4种基因型.
序列测定结果证实27 bp的重复序列单元与以前报道结果一致[9],VNTR的27 bp重复核心序列为[5′GAAGTCTAGACCTGCCTGCTGC(A/G) GGGGTGAG3′]. 核心序列中第19位碱基可以是A或G,5次重复等位基因中前3个为A,后2个为G;4次重复等位基因中前2个为A,后2个为G. 图2是有4次重复的碱基序列,方框内为重复序列.
2.2eNOS基因G894T基因多态分型
eNOS基因G894T PCR扩增目的片段大小207 bp. 根据酶切片段的结果,基因型有3种,即GG基因型(125 bp,82 bp), GT基因型(207 bp,125 bp,82 bp), TT基因型(207 bp)(图3).
2.3eNOS基因27 bp VNTR基因多态在DVT组和对照组的比较
检测结果表明,DVT组与正常对照组eNOS基因27 bp VNTR均存在eNOS4a, eNOS4b两种等位基因,以及4a/4a纯合,4a/4b杂合,4b/4b纯合3种VNTR基因型. 此外,我们在对照组中发现一例罕见的4a/4c杂合基因型. DVT组与对照组4a/4a基因型频率的分布差异有统计学意义(P
2.4eNOS基因G894T基因多态在DVT组和对照组的比较
检测结果表明, eNOS基因G894T多态性共检测出三种基因型: GG, GT和TT. DVT组GG, GT和TT基因型频率分别为83.50%, 14.56%和1.94%; 对照组的基因型频率分别为89.6%, 10.0%和0.4%;DVT组与对照组比较,差异无统计学意义(P>0.05). G, T等位基因频率在两组间差异也无统计学意义(P>0.05). 相对风险分析发现,未见携带T等位基因的人发生静脉血栓的危险性增加,OR=1.780,95%的CI为(0.966~3.279)(表1).
2.5eNOS基因4a/b和G894T两位点的单倍型分析及配对连锁不平衡检测
我们采用SHEsis软件计算单倍型频率,各种单倍型组合在DVT组与对照组相比,4aG, 4bG两种单倍型组合差异具有统计学意义(P
3讨论
NO是体内重要的抗动脉粥样硬化的分子,能抑制血小板、白细胞和单核细胞黏附到血管内皮,抑制血管平滑肌细胞的增殖、迁移. 另外,NO能松弛血管平滑肌、舒张血管,在血管紧张性的调节中起关键性作用. 生理状态下,血管内皮的功能依赖于内皮少量持续地产生NO来维持. eNOS通过“精氨酸NOS瓜氨酸”途经合成NO,eNOS是该途径中的惟一限速酶. eNOS基因突变可能影响eNOS蛋白的功能及活性,降低NO的合成,加速动脉粥样硬化的发展,从而引发血栓形成及心脑血管疾病[10].
1996年Wang等[5]在澳大利亚白人中首次研究了eNOS基因27 bp VNTR多态性与CAD的关系. 结果显示,严重冠脉狭窄患者与轻微或无狭窄者相比,aa基因型频率显著增高,有心肌梗死(MI)患者aa基因型频率也显著高于无MI患者,提示27 bp VNTR多态性与吸烟依赖性CAD的发生有关,a等位基因使患CAD的风险和严重性增加. 我们的研究结果显示,DVT组与正常对照组eNOS基因27 bp VNTR均存在4次,5次重复序列,以及4a/4a纯合,4a/4b杂合,4b/4b纯合3种VNTR基因型,eNOS各基因型在人群中的分布以4b/4b 纯合子最多,其次是4a/4b 杂合子,4a/4a 基因型较少. 此外,我们在对照组中发现一例罕见的4a/4c杂合基因型. 4a/4a基因型频率以及4a等位基因频率明显高于正常对照组, 携带4a等位基因的个体发生DVT的危险明显增加OR=1.950; 95%CI为1.128~3.371. 该结果提示,eNOS基因的27 bp VNTR基因多态性与深静脉血栓的形成具有相关性, 携带4a等位基因的人具有易患静脉血栓的危险性.
1993年Marsden等[11]首次报道在eNOS基因第7号外显子上894位碱基G突变成T(G894T),使第298位密码子序列由GAG变为GAT, 导致其编码的相应蛋白产物谷氨酸被替换成天冬氨酸(Glu298Asp). 该突变可能与血栓性疾病的发生密切相关. 我们共检测出eNOS基因G894T多态三种基因型,其中GG纯合子最多,其次是GT杂合子,TT基因型极少. GG,GT和TT基因型频率的分布在DVT组与对照组间差异无统计学意义,等位基因频率的分布差异无统计学意义. 携带T等位基因的人发生DVT的危险性并不增加OR=1.780,95%的CI为(0.966~3.279). 该研究结果提示eNOS基因G894T多态可能不是河南汉族人群深静脉血栓形成的独立危险因素,T等位基因可能不是河南汉族人静脉血栓形成的遗传性危险因子. 关于eNOS基因G894T与静脉血栓形成的相关关系,仍需更大的样本量进行更深入的研究.
我们对4a/bVNTR和G894T进行单倍型分析,主要形成4aG,4aT,4bG,4bT等4种单倍型组合,其中4aG, 4bG两种单倍型组合在DVT组与对照组之间差异具有统计学意义(P
上述结果提示4aG可能是河南汉族人冠心病发生的遗传风险因素,而4bG可能对河南汉族人群冠心病的发生具有某种保护作用. 对eNOS基因4a/b和G894T做配对连锁不平衡检验,D′=0.681,r2=0.003,说明4a/b和G894T 之间不具有连锁不平衡.
致谢本实验在河南省医学分子重点实验室完成.
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关键词:甲醇 下游产品 应用
一、引言
甲醇是化学的重要产品, 是仅次于乙烯、芳烃、合成氨的第四大基础原料[1], 其众多的中下游产品对工农业、交通运输以及国防军工都有重要的作用,甲醇几乎可以制得全部化学品。 同时它还是一种优质燃料, 热利用率高, 燃烧污染小, 可以用来生产甲醛、合成橡胶、甲胺、对苯二甲酸二甲醋、甲基丙烯酸甲酷、氛甲烷、乙酸、甲基叔丁基醚等一系列有机化工产品, 而且还可以加人汽油掺烧或代替汽油作为动力燃料, 以及用来合成甲醇蛋白 [2]。随着当今世界石油资源的日益减少和甲醇单位成本的降低,用甲醇作为新的石化原料来源已经成为一种趋势。
从国际国内甲醇的产销形势来看, 新建甲醇厂想要取得好的经济效益, 除大力促销外, 有条件的生产厂还应大力开发甲醇下游产品, 扩大企业自用量。开发甲醇新用途, 新的深加工产品尤为重要。从长远观点看,甲醇产品具有广阔的发展前景和巨大的市场。
二、甲醇下游产品
1.甲醛
我国甲醇主要用于生产甲醛。近年来随着我国基本建设的不断加强,甲醛消费量增长迅速。目前甲醛80%的用量用于人造板制胶,但在2002年7月1日起实施的室内装修装饰材料有关国家标准中,规定每100克人造板及制品中,甲醛释放量不得超过9毫克。而不合格人造板材,甲醛释放量普遍在40毫克左右,高的甚至达100毫克以上,这些国家标准的强制实施,将迫使胶合剂行业研究新的配方工艺,进而也会影响到甲醇行业。预计近年内甲醛用于制胶方面的需求将有所下降,但甲醛用于其它高技术、高效益、前景较好的下游产品,如吡啶、多聚甲醛、乌洛托品、聚甲醛、MDI、季戊四醇、三羟甲基丙烷等的用量将会逐年增长。为满足化工市场的需求, 应大力开发以甲醇为原料的生产甲醛的新工艺, 以满足优质工程塑料酚醛树脂和乌洛托品等合成的需要。预计在以后更长一段时间里,甲醛需求仍将增长,但增长缓慢。目前国内甲醛生产厂家超过200家,生产能力约680万吨左右,全球甲醛的生产能力已经达到4084.1万吨, 而2012年的消费量只有约3754.2 万吨, 产能已经过剩, 因此未来几年, 世界甲醛生产只要保持约91%的开工率即可保持供需平衡, 新建生产装置应慎重[3]。
2.甲酸甲酯
甲酸甲酯(MF)被誉为万能的中间体,由它衍生出的化学品达几十种,甲酸甲酯可用于生产甲酸、甲酰胺、二甲基甲酰胺和其它精细化学品,还可直接用作杀虫剂、杀菌剂、熏蒸剂、烟草处理剂和汽油添加剂等[4]。今后甲酸甲酯的需求量将以每年10%的速度递增。目前甲酸甲酯的生产方法主要有甲醇与甲酸酯化法、甲醇脱氢法和甲醇羰基化法。
3.甲基叔丁基醚(MTBE)
我国MTBE的规模生产起始于20世纪80年代。随着我国政府对环境保护的日益重视,汽油无铅化的呼声不断高涨,MTBE作为无铅汽油添加剂日益受到重视,MTBE生产能力迅速增长。预计今后几年我国MTBE需求量仍将有较大幅度的增加。目前我国MTBE生产能力约80万吨/年左右,将消耗甲醇约25万吨左右。目前MTBE由甲醇和异丁烯在强酸性大孔径离子交换树脂或硫酸催化剂作用下发生醚化反应生成,反应轻度放热, 可进行气相或液相反应, 工业上一般采用液相反应[5]。
4.醋酸
醋酸广泛运用于纺织、涂料、染料、电子及食品行业。国内目前对醋酸的需求正以每年6%左右的速度增长。我国醋酸生产工艺路线有酒精法、乙烯法和甲醇法。随着国内甲醇法装置不断新建和扩产,预计2012年甲醇法的生产能力将达到400万t/a,如按90%的开工率计,产量将达到360万t。而乙烯法和酒精法醋酸装置因为规模小、成本高,将会完全关闭[6]。
5.聚乙烯醇
我国聚乙烯醇(PVA)历经三十几年的发展,生产装置能力和年产量均居世界首位。目前,我国基本上已形成了较完善的PVA及其纤维工业体系, 2011年我国PVA总产量已达到80.5万吨,甲醇需求量为9.6万吨左右。
6.甲胺
甲胺是一种重要的脂肪胺, 通过加压精馏分离不同结构的系列产品一甲胺、二甲胺、三甲胺, 是基本的有机化工原料之一。一甲胺和二甲胺大量用在农药、医药、炸药和燃料推进剂、有机合成中间体三甲胺主要用在橡皮助剂、炸药、化纤溶剂、离子交换树脂。目前国外年生产能力为180万吨,国内年生产能力为52万吨,全球年消费量为215万吨,年消费递增率为12%。随着我国二甲基甲酰胺(DMF)的迅速发展,也带动了甲胺特别是二甲胺需求量的不断增加。一甲胺、二甲胺和三甲胺等都是化学工业、农药、医药及涂料的中间体, 有相当广阔的市场前景[7]。
7.甲醇燃料
早在20世纪70年代,国外就开始利用甲醇代替汽油。由于“石油危机”的出现,许多国家为了能源安全和平衡外汇,积极寻找石油代用能源。1976年有许多国家代表参加的第一次国际醇能源会议,推动了醇燃料(包括甲醇和乙醇)的发展。在此过程中,人们发现醇燃料不仅可替代汽油,而且其汽车尾气排放量比汽油和柴油更低,对环境也更有利,还可大大节省运行费用。目前我国石油短缺,所需原油56%需要进口,2011年我国的汽车保有量已达1.04亿辆,预计2020年将达到2亿辆。汽油供不应求的矛盾将日趋突出,一般1.5t甲醇可替代1t汽油,如替代2000万t汽油则需要甲醇燃料3000多万吨。目前世界上以甲醇汽车燃烧甲醇的最高比例为85%,甲醇燃料的推广和新配方甲醇汽油的使用将使世界对甲醇的需求大增。我国首个车用燃料甲醇标准已于2009年11月1日起实施。M85甲醇汽油国家标准也已正式颁布。标准的出台,意味着甲醇燃料产业化推广将建立起规范的标准体系,甲醇燃料使用步伐将全面加速[8]。
三、展望
甲醇在有机合成中的应用十分广泛,除上面提到的产品外,还大量用于生产硫酸二甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、二甲苯酚、溴甲烷等一系列产品的生产,此外甲醇在其它领域也有广阔的应用前景:甲醇燃料电池将商业化;甲醇在变压吸附制氢中作为裂解原料;甲醇制微生物蛋白(SCP)国外已工业化;甲醇制低碳烯烃(MTO)技术已有较大突破,已开始进入工业化实施阶段。
参考文献
[1]薛祖源.甲醇生产发展机遇和潜在市场风险探讨[J].现代化工.2008,(8):1-9.
[2]谷小虎,曹敏,王兰甫,等.中国煤制甲醇产业现状[J].洁净煤技术.2008,(6):5-7.
关键词:1,4-丁二醇 化工生产 合成
在生产四氢呋喃、聚氨酯树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯等化工原料的过程中,1,4-丁二醇都有着十分重要的作用。与此同时它也是一种良好的中间体,可以被用于药物合成、溶剂合成、增塑剂合成等等[1]。1,4-丁二醇呈链式结构,其主碳链较长,以它为基础的所合成的聚氨酯与聚酯都具有很高的质量。随着全球化工行业的发展,1,4-丁二醇的使用量和使用范围也越来越大,已经成为了一种重要的基础性化工合成原料。
一、1,4-丁二醇的物理性质与化学性质
1,4-丁二醇的分子总量为90.12,其分子式C4H10O2,结构式为HO-CH2-CH2-CH2-CH2-OH,CAS号是110-63-4。它是一种无色的粘性油状液体,具有可燃性。它的沸点较高为228℃,熔点较低,仅为20℃。其密度比水稍大为1.017g/cm3,具有很好的水溶性同时也能够溶于其它的有机溶剂如乙醚、乙醇、丙酮等。
二、1,4-丁二醇的生产工艺
1,4-丁二醇能够通过多种方法进行合成,但是在工业生产上由于要考虑设备成本,生产原料,生产环境等诸多因素,因此能够应用于实际生产中的方法并不多,以下对几种1,4-丁二醇的生产方法进行阐述。
1.Reppe合成法
Reppe合成法作为一种经典的合成方法,具有很大的使用范围。烯烃或者炔烃与一氧化碳与亲核试剂进行反应,在催化条件下形成羰基酸及其衍生物,这就是Reppe合成法的主要原理。在1,4-丁二醇的合成当中,Reppe合成法又分为低压法和高压法两种,而在低压法的效果更好,因此被经常使用。其主要步骤如下:将乙炔与甲醛进行混合加热,温度为90℃左右,同时以硅酸镁作为载体并加入相应的铜催化剂。上述反应在反应釜中连续搅拌进行,从而得到1,4-丁炔二醇。再以1,4-丁炔二醇作为中间体进行反应,在附带铜的Raney-镍催化剂的存在下进一步反应生成1,4-丁烯二醇。之后加入镍、铜、锰催化剂进行合成,通入氢气进行还原得到1,4-丁二醇。为了让1, 4-丁二醇具有更高的纯度,一般会将1,4-丁二醇进行精馏,最后成品的纯度在99%以上[2]。
2.环氧丙烷法
环氧丙烷法是日本著名化工企业可乐利公司所提出的方法,其主要步骤为:以环氧丙烷作为原料通过催化反应使其出现异构化并形成烯丙醇。然后再通过铑催化剂,同时加氢进行甲酰化从而得到羟基丙醛。对羟基丙醛进行萃取,并且加氢还原得到目标产物1,4-丁二醇。
3.丁二烯乙酰氧基合成法
该方法分为三个主要步骤,首先以钯、碲还有活性炭作为催化剂,控制温度为60℃,大气压为60MPa,让丁二烯与乙酸在氧气存在的情况下进行反应得到1, 4-二乙酰基氧基-2-丁烯。然后再对上述产物进行脱酸,通过氢催化可以得到1, 4-二乙酰氧基丁烷。最后进行水解反应得到1-乙酰氧基-4-羟基丁烷,再将1-乙酰氧基-4-羟基丁烷脱环化得到1,4-丁二醇。
4.Davy法
Davy法的主要步骤如下:(1)正丁烷以五氧化二磷和五氧化二钒作为催化剂,在氧气的作用下使其被氧化生成顺式酸酐。再加入钡或锰在铜、铬催化剂的存在下与酒精生成顺酐二乙酯。(2)上述产物以铬酸铜作为催化剂,在特定条件下(温度为140℃至220℃,气压为40MPa左右)进行催化氢化得到1,4-丁二醇等混合物。(3)对所得到的混合物进行分离,精制最后得到1,4-丁二醇[3]。
三、1,4-丁二醇的应用
1.生产四氢呋喃
四氢呋喃是一种杂环化合物,具有非常强的化学极性,因此在反应中常用来作为有机溶剂。而1,4-丁二醇具有很大一部分都是应用于生产四氢呋喃。四氢呋喃在医学上的使用十分广泛,可以用于合成利复霉素、黄体酮等激素药物。在燃气中,四氢呋喃也有着十分重要的作用,通过硫化处理能够让四氢呋喃转变为四氢硫酚即为燃气中的识别添加剂。四氢呋喃还能够合成皮革表面处理剂等等。
2.合成聚对苯二甲酸丁二醇酯
1,4-丁二醇是合成聚对苯二甲酸丁二醇酯的重要中间体。聚对苯二甲酸丁二醇酯是一种性能优良的工程塑料,在汽车、电子、电器的制造中有着广泛的应用。它具有十分优异的电性能并且可以组织燃烧,同时具有很好的强度和韧性,具备一定的抗老化特性与其他工程塑料相比具有较大的优势[4]。
3.合成聚氨酯树脂
热塑性聚氨酯也是通过1,4-丁二醇所合成的,它具有良好的韧性以及耐磨性能使其在仿皮革、耐磨夹套、汽车零件、胶管的制作中都有着很大的作用。
4.合成γ-丁内酯
在合成γ-丁内酯的过程中,1,4-丁二醇也是一种重要的中间体。γ-丁内酯具有很高的反应活性,在合成精细化学品的过程中具有广泛的作用。另外由于其沸点较高,也能够作为一种良好的溶剂来使用。γ-丁内酯可以用来制备聚乙烯毗咯烷酮以及2-吡咯烷酮(NKP)和丁内酰胺等化合物。上述化合物在医药合成、化妆品合成以及农药生产中都是很好的中间体。另外在合成纤维的制备过程中,γ-丁内酯也具有很大的作用。
另外,1,4-丁二醇还能够合成弹性纤维、共聚多醋一醚等众多化工产品及原料,具有广泛的使用范围。
四、结语
随着我国经济水平的不断提高并在社会主义现代化建设的带动下,我国的化工行业一直在不断地发展。化工行业与人们的生活息息相关,同时又与国家的经济发展存在着密切的关系,是我国的重要产业。在化工生产中,1,4-丁二醇作为一种良好的中间体被广泛用于医药、精细化工品、日化用品的合成当中。目前,合成1,4-丁二醇主要方法为Reppe合成法、环氧丙烷法、丁二烯乙酰氧基合成法以及Davy法。其中Davy法相对于其他方法安全性更高,且生产成本较低并能够同时得到几种产品,具有广阔的发展前景。
参考文献
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