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酒石酸钠二元二水合物

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酒石酸钠二元二水合物相关的论坛

  • 求助五水合柠檬酸钠与二水合柠檬酸钠

    取3.48g[color=#333333]五水合柠檬酸钠，实验室无此试剂，改用[color=#333333]二水合柠檬酸钠，应该取多少克？[/color][/color][color=#333333][color=#333333]谢谢大家！[/color][/color][color=#333333][/color]

  • 部分水合物标准如何进行定量分析？

    用户如果购买了氯唑青霉素钠水合物(氯唑西林钠，邻氯青霉素钠) 标准品，进行定性分析时没有问题，但是里面没有明确是一水化合物还是二水化合物等，只是 氯唑青霉素钠xH2O，如题，这个标准品配成溶液后如何进行定量分析？

  • 十二水合磷酸氢二钠、无水磷酸氢二钠

    十二水合磷酸氢二钠好像比较容易风化，那怎么直观的证明十二水合磷酸氢二钠没有变质？大家实验室的十二水合磷酸氢二钠是不是直接使用，或是可以105摄氏度烘成无水磷酸氢二钠？？

  • 【原创大赛】火焰原子吸收光谱法测定埃索美拉唑镁二水合物样中Mg的含量

    埃索美拉唑镁（esomeprazole magnesium），化学名(S)-(-)5-甲氧基-2--1H-苯并咪唑镁盐，由瑞典AstraZeneca公司研发，2004年在我国上市。临床主要用于治疗胃酸分泌过多引起的胃溃疡、十二指肠溃疡及反流性食管炎等消化系统疾病。 本文拟采用湿法敞开消解法进行样品前处理，利用火焰原子吸收光谱法测定埃索美拉唑镁二水合物的Mg含量。1 仪器与试剂1.1 仪器与条件美国Perkin Elmer原子吸收光谱仪（型号：AAnalyst 800）；镁空心阴极灯（北京有色金属研究总院）；石墨炉原子吸收光谱仪测试条件见表1；MS105DU型Mettler Toledo电子天平；Advantage A10 Milli-Q纯水器。表1 原子吸收光谱仪主要测试条件 测定参数 设定值 测定波长 285.2 nm 狭缝宽度 0.7 nm 工作灯电流 6 mA 空气流量 17 L×min-1 乙炔流量 2 L×min-1 1.2 试剂盐酸（MOS级，天津市风船化学试剂科技有限公司）；GSB G 62005-90镁标准储备溶液（1000 mg×mL-1，国家钢铁材料测试中心钢铁研究总院，中国）；Milli Q超纯水（18.2 MW×cm）；50 mg×mL-1的La溶液由光谱纯La2O3（99.99 %，上海试剂厂，上海）配制而成。2 方法与结果2.1 标准工作溶液的配制及测定从镁标准储备溶液（1000 mg×mL-1）移取一定的量，利用2 %盐酸溶液逐级稀释分别配制成浓度为0、0.1、0.3和0.5 mg×mL-1的标准工作溶液（都含有2 mL的La溶液）。按照浓度从稀到浓的顺序，利用火焰原子吸收光谱仪分别测定其吸光度值。仪器自动绘制工作曲线，获得的标准曲线的线性方程为：Y=0.00618+0.01563*X，R=0.99901上式中：Y：代表吸光度； X：代表待测溶液的浓度； R：代表工作曲线的线性系数。2.2 消解法称取0.0500 g左右的样品到玻璃烧杯中，加入3 mL的MOS级HCl，加盖置于电热板上加热消解。样品很快溶解完全，取下、冷却，定容到100 mL容量瓶中，再50倍稀释，同时加入2 mL的La溶液（50mg×mL-1），定容到50 mL容量瓶中待测，同时做样品空白。2.3 测试结果样品前处理完成之后，仪器先预热稳定半小时，再按照仪器的操作规程进行样品的分析。样品分析结果见表4。表4 样品中镁的分析结果及样品加标回收率 样 品 样品中镁的含量（%） 回收率（%） 1 3.44 102.5 2 3.42 101.0 3 3.43 98.9 结论：通过上面的实验结果可以看出：采用直接敞开湿法消解法和火焰原子吸收光谱法测定埃索美拉唑镁中镁的含量，方法简单、准确、灵敏，可用于埃索美拉唑镁原料药有关物质及含量的测定以及质量控制。

  • 【资料】二虎食品添加剂-酸度调节剂之酒石酸

    3 酒石酸百科名片 酒石酸结构式酒石酸(tartaric acid)，即,2,3-二羟基丁二酸，是一种羧酸﹐存在于多种植物中﹐如葡萄和罗望子﹐也是葡萄酒中主要的有机酸之一。作为食品中添加的抗氧化剂﹐可以使食物具有酸味。酒石酸最大的用途是饮料添加剂。也是药物工业原料。在制镜工业中，酒石酸是一个重要的助剂和还原剂，可以控制银镜的形成速度，获得非常均一的镀层。物品简介　　酒石酸,2,3-二羟基丁二酸. 　　分子式:HOOCCHOHCHOHCOOH 是一种羧酸﹐存在于多种植物中﹐如葡萄和罗望子﹐也是葡萄酒中主要的有机酸之一。作为食品中添加的抗氧化剂﹐可以使食物具有酸味。酒石酸最大的用途是饮料添加剂。也是药物工业原料。在制镜工业中，酒石酸是一个重要的助剂和还原剂，可以控制银镜的形成速度，获得非常均一的镀层。 　　即二羟基琥珀酸。有二个不对称碳原子，有3种立体异构体，即：右旋型（D型， L型）、左旋型（L型，D型）、内消旋型。通常，外消旋型酒石酸又称为葡萄酸。右旋型酒石酸以游离的或K盐、Ca盐、Mg盐的形态广泛分布于高等植物中，特别是多存在于果实和叶中。在制造葡萄酒时，会沉积大量酒石（氢钾盐）。另外，在霉菌和地衣类中也常见到它的存在。最近分离到的酒石酸发酵细菌（Gluconoba-cter suboxydans的变异菌株），在体内是通过葡萄糖氧化分解，经由5-酮葡萄糖酸，在形成羟基乙酸的同时形成酒石酸。酒石酸铵受微生物作用，可变成琥珀酸，因此，工业上用酒石酸作为生产琥珀酸的原料，巴斯德 （L．Pasteus）曾以酒石酸作为研究天然物质旋光性的材料，在历史上是很有名的。（杨乃博译） 　　 酒石酸酒石酸具有两个相互对称的手性碳﹐具有三种旋光异构体。 　　酒石酸也是一种抗氧化剂，在食品工业中有所应用。生化试验中可利用其作为除氧剂。 　　又称2,3-二羟基丁二酸。结构简式HOOCCH(OH)CH(OH)COOH。酒石酸氢钾存在于葡萄汁内，此盐难溶于水和乙醇，在葡萄汁酿酒过程中沉淀析出，称为酒石，酒石酸的名称由此而来。酒石酸主要以钾盐的形式存在于多种植物和果实中，也有少量是以游离态存在的。 　　酒石酸分子中含有两个相同的手性碳原子（见不对称原子），存在三种立体异构体：右旋酒石酸、左旋酒石酸和内消旋酒石酸（见旋光异构），其结构式分别为： 　　等量右旋酒石酸和左旋酒石酸的混合物的旋光性相互抵消，称为外消旋酒石酸。各种酒石酸均是易溶于水的无色结晶，它们的物理性质见表。 　　右旋酒石酸存在于多种果汁中，工业上常用葡萄糖发酵来制取。左旋酒石酸可由外消旋体拆分获得，也存在于马里的羊蹄甲的果实和树叶中。外消旋体可由右旋酒石酸经强碱或强酸处理制得，也可通过化学合成，例如由反丁烯二酸用高锰酸钾氧化制得。内消旋体不存在于自然界中，它可由顺丁烯二酸用高锰酸钾氧化制得。 　　酒石酸与柠檬酸类似，可用于食品工业，如制造饮料。酒石酸和单宁合用，可作为酸性染料的媒染剂。酒石酸能与多种金属离子络合，可作金属表面的清洗剂和抛光剂。 　　酒石酸钾钠又称为罗谢尔盐，可配制斐林试剂，还可做医药上的缓泻剂和利尿剂。酒石酸钾钠晶体具有压电性质，可用于电子工业。酒石酸锑钾为呕吐剂，又称吐酒石，并可治疗日本血吸虫病。 编辑本段历史　　酒石酸最早是1769年由瑞典化学家卡尔·威廉·舍勒发现的。 [colo

  • 【谱图】水合物DSC图谱鉴别

    【谱图】水合物DSC图谱鉴别

    [img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2010/07/201007061023_228948_1165844_3.jpg[/img][img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2010/07/201007061024_228949_1165844_3.jpg[/img]根据以上图谱可以得出什么结论？据称第一个图是八水合物，第二个是九水物，八水物含水量为22%,九水物含水量为24%。如果含水量有区别可不可以根据DSC得出这是两种不同的晶型？

  • 酒石酸鈉能代替酒石酸来用吗？

    主要是分析样品中的镍含量，用酒石酸来掩蔽其他干扰元素的，但是实验室里面没有买酒石酸，而是上次买的一瓶酒石酸钠。不知道能不能替代。有影响吗？望大神给解答一下~

  • D酒石酸二乙丙酯旋光度测定

    D酒石酸二乙丙酯旋光度测定，请问大伙是怎么测的？为什么我这边取10ml置100ml量瓶中，用水定溶。它出来的比旋度会不达标？

  • 【求助】气相出口居然还会形成水合物？

    HYSYS模拟低温分离器，[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]出口居然还会形成水合物，怎么办啊？这是用HYSYS模拟现场集输的问题。流程为天然气和乙二醇混合，节流，进低温分离器，节流前后无水合物形成，但分离后，由于乙二醇被分走了，[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]出口温度又低，水合物公用工具显示的水合物形成的温度和压力都在[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]物流的温度和压力范围内，经换热器仍然是这个效果，人家总不能形成水合物还往外输吧？但是水露点和烃露点又都很低小于-10度。请高手给点思路，希望您不要惜字如金啊，有什么想法都可以说的！

  • 迪马产品应用有奖问答09.30(已完结)——酒石酸美托洛尔片的检测

    10，抽取5个版友）；幸运奖5名(2钻石币)zengzhengce163(注册ID：zengzhengce163)千层峰（注册ID：jxyan）翠湖园（注册ID：hhx050）馨语（注册ID：huangdm）dyd3183621（注册ID：dyd3183621）【注意事项】同样的答案，每人只能发一次PS：该贴浏览权限为“回贴仅作者和自己可见”，回复的版友仅能看到版主的题目及自己的回答内容，无法看到其他版友的回复内容。下午3点之后解除，即可看到正确答案、获奖情况及所有版友的回复内容。=======================================================================酒石酸美托洛尔片的检测方法：HPLC基质：动物提取物应用编号：101462化合物：酒石酸美托洛尔固定相：Platisil ODS色谱柱/前处理小柱：Platisil ODS 5u 150 x 4.6 mm样品前处理：【有关物质】 取本品细粉适量（约相当于酒石酸美托洛尔50 mg），精密称定，置25 ml量瓶中，加流动相是两，超声处理30min使酒石酸美托洛尔溶解，放冷，用流动相稀释至刻度，摇匀，滤过，取续滤液作为供试品溶液；精密量取适量，用流动相定量稀释制成每1 ml中含酒石酸美托洛尔10 ug的溶液，作为对照溶液。 【含量测定】 取本品20片，精密称定，研细，精密称取适量（约相当于酒石酸美托洛尔60 mg），置200 ml量瓶中，加流动相适量，超声处理30min使酒石酸美托洛尔溶解，放冷，用流动相稀释至刻度，摇匀，滤过，测定。色谱条件：检测波长：UV 280 nm（有关物质） UV 275 nm（含量测定） 流动相：醋酸盐缓冲液（取醋酸铵3.9 g，加水810 ml溶解，加三乙胺2.0 ml，冰醋酸10.0 ml，磷酸3.0 ml，摇匀）-乙腈（824:146） 洗脱方式：等度 流速：2.0 ml/min 柱温：30 ℃ 进样量：20 ul文章出处：P864关键字：酒石酸美托洛尔，酒石酸美托洛尔片，2010版中国药典，HPLC，含量测定、有关物质，铂金，Platisil ODS谱图：含量测定样品色谱图http://www.dikma.com.cn/Public/Uploads/images/jiushisuanmeituoluoer.GIF有关物质http://www.dikma.com.cn/Public/Uploads/images/jiushisuanmeituoluoer-dz.GIFhttp://www.dikma.com.cn/Public/Uploads/images/jiushisuanmeituoluoer-gs.GIF图例：1. 酒石酸美托洛尔

  • 天然气水合物的研究、调查现状

    [font=黑体][color=black]天然气水合物的研究、调查现状[/color][/font][align=left][font=黑体][color=black]1.[/color][/font][font=黑体][color=black]天然气水合物的研究[/color][/font][/align][align=left][font=宋体][color=black]近年来，我国对管辖海域做大量的地震勘查资料分析得出，在冲绳海槽的边坡、南海的北部陆坡、西沙海槽和西沙群岛南坡等处发现了海底天然气水合物存在的似海底地震反射层（BSR）标志。[/color][/font][/align][align=left][font=宋体][color=black]自1999年始，广州海洋地质调查局在我国海域南海北部西沙海槽区开展海洋天然气水合物前期试验性调查。完成三条高分辩率地震测线共543.3km。2000年9-11月，广州海洋地质调查局"探宝号"和"海洋四号"调查船在西沙海槽继续开展天然气水含物的调查。共完成高分辩率多道地震1593.39km、多波束海底地形测量703.5km、地球化学采样20个、孔隙水样品18个、气态烃传感器现场快速测定样品33个。获得突破性进展。研究表明：地震剖面上具明显似海底反射界面(BSR）和振幅空白带。"BSR"界面一般位于海底以下300-700m，最浅处约180m。振幅空白带或弱振幅带厚度约80-600m，"BSR"分布面积约2400km'。根据ODP184航次1144钻井资料揭示，在南海海域东沙群岛东南地区，l百万年以来沉积速率在每百万年400-1200m之间，莺歌海盆地中中新世以来沉积速度很大。资料表明：南海北部和西部陆坡的沉积速率和已发现有丰富天然气水合物资源的美国东海岸外布莱克海台地区类似。南海海域水含物可能赋存的有利部位是：北部陆坡区、西部走滑剪切带、东部板块聚合边缘及南部台槽区。本区具有增生楔型双BSR、槽缘斜坡型BSR、台地型BSR及盆缘斜坡型BSR等四种类型的水合物地震标志BSR构型。从地球化学研究发现南海北部陆坡区和南沙海域，经常存在临震前的卫星热红外增温异常，其温度较周围海域升高5-6℃，特别是南海北部陆坡区，从琼东南开始，经东沙群岛，直到台湾西南一带，多次重复出现增温异常，它可能与海底的天然气水会物及油气有关。[/color][/font][/align][align=left][font=宋体][color=black]综合资料表明：南海陆坡和陆隆区应有丰富的天然气水合物矿藏，估算其总资源量达643.5-772.2亿吨油当量，大约相当于我国陆上和近海石油天然气总资源量的1/2。[/color][/font][/align][align=left][font=黑体][color=black]2 [/color][/font][font=黑体][color=black]有关天然气水合物的现状调查[/color][/font][/align][align=left][font=宋体][color=black]西沙海槽位于南海北部陆坡区的新生代被动大陆边缘型沉积盆地。新生代最大沉积厚度超过7000m，具断裂活跃。水深大于400m。基于应用国家863研究项目"深水多道高分辨率地震技术"而获得了可靠的天然气水合物存在地震标志：1）在西沙海槽盆北部斜坡和南部台地深度200-700m发现强BSR显示，在部分测线可见到明显的BSR与地层斜交现象。2）振幅异常，BSR上方出现弱振幅或振幅空白带，以层状和块状分布，[/color][/font][font=宋体]厚度80-450m。3）BSR波形与海底反射波相比，出现明显的反极性。4）BSR之上的振幅空白带具有明显的速度增大的变化趋势。资料表明：南海北部西沙海槽天然气水合物存在面积大，是一个有利的天然气水合物远景区。[/font][/align][align=left][font=宋体][color=black]2001[/color][/font][font=宋体][color=black]年，中国地质调查局在财政部的支持下，广州海洋地质调查局继续在南海北部海域进行天然气水合物资源的调查与研究，计划在东沙群岛附近海域开展高分辨率多道地震调查3500km，在西沙海槽区进行沉积物取样及配套的地球化学异常探测35个站位及其他多波束海底地形探测、海底电视摄像与浅层剖面测量等。另据我国台大海洋所及台湾中油公司资料，在台西南增生楔，水深500-2000m处广泛存在BSR，其面积2×104km[sup]2[/sup]。并在台东南海底发现大面积分布的白色天然气水合物赋存区。[/color][/font][/align][font=黑体][color=black]3.[/color][/font][font=黑体][color=black]天然气水合物的意见与建议[/color][/font][align=left][font=宋体][color=black]鉴于天然气水合物是21世纪潜在的新能源，它正受到各国科学家和各国政府的重视，其调查研究成果日新月异，故及时了解、收集、交流这方面的情况、勘探方法及成果尤为重要，为赶超国际天然气水合物调查、研究水平，促进我国天然气水会物的调查、勘探与开发事业，为我国经济的持续发展做出新贡献，建议每两年召开一次全国性的"天然气水合物调查动态、勘探方法和成果研讨会"。[/color][/font][/align][align=left][font=宋体][color=black]我国南海广阔的陆坡及东海部分陆坡具有形成天然气水含物的地质条件，建议尽快开展这两个海区的天然气水含物的调查研究工作，为我国国民经济可持续发展提供新能源。[/color][/font][/align][align=left][font=宋体][color=black]天然气水合物的开采方法目前主要在热激化法、减压法和注人剂法三种。开发的最大难点是保证井底稳定，使甲烷气不泄漏、不引发温室效应。针对这一问题，日本提出了"分子控制"开采方案。天然气水合物矿藏的最终确定必须通过钻探，其难度比常规海上油气钻探要大得多，一方面是水太深，另一方面由于天然气水合物遇减压会迅速分解，极易造成井喷。日益增多的成果表明，由自然或人为因素所引起温压变化，均可使水合物分解，造成海底滑坡、生物灭亡和气候变暖等环境灾害。因而研究天然气水合物的钻采方法已迫在眉捷，建议尽快开展室内外天然气水合物钻采方法的研究工作。[/color][/font][/align]

  • 水合物中的水

    [color=#444444]质谱可以打出水合物中的水吗，[color=#444444]比如五水合物质谱上最大的峰是含水的还是不含水的呀，真心求问。[/color][/color]

  • 【每日一贴普及知识】酒石酸

    酒石酸是一种α-羧酸，存在于多种植物中，如葡萄和罗望子，也是葡萄酒中主要的有机酸之一。作为食品中添加的抗氧化剂，可以使食物具有酸味。酒石酸具有两个相互对称的手性碳，具有三种旋光异构体：右旋L-酒石酸、左旋L-酒石酸、内消旋酒石酸，其中右旋体最为常见。http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/3e/Tartaric_acid.png/200px-Tartaric_acid.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/72/Tartaric-acid-3D-balls.png/200px-Tartaric-acid-3D-balls.pngIUPAC名2,3-dihydroxybutanedioic acid2,3-二羟基丁二酸别名酒石酸识别CAS号526-83-0SMILES显示▼隐藏▲ C(C(C(=O)O)O)(C(=O)O)O性质化学式C4H6O6摩尔质量150.087 g·mol−1外观白色粉末熔点171-174 °C (L-酒石酸)206 °C (DL, 外消旋体)146-148 °C (内消旋体)溶解性（水）133 g/100ml (20 °C)酒石酸 - 质量指标DL-酒石酸的质量指标： 　　指标名称 一水品 无水品 　　DL-酒石酸的质量分数/%≥ 99.5 99.5 　　熔点范围/% 200～206 200～206 　　硫酸盐/%≤0.04 0.04 　　加热减量/%≤ 11.5 0.5 　　灼烧残渣/%≤0.10 0.10存在与制备L-酒石酸是天然产物，广泛存在于水果中，尤其是葡萄。是最廉价的光活性酒石酸，常被称为“天然酒石酸”。工业上，L-酒石酸来源仍然是天然产物。葡萄酒酿造工业产生的副产物酒石，通过酸化处理即可制得L-酒石酸。意大利是世界上L-酒石酸的最大生产国，这跟该国造葡萄酒的规模不无关系。D-酒石酸在天然产物中很罕见，但以比较高的含量存在于西非马利的一种植物里。外消旋酒石酸在工业上是通过双氧水与马来酸酐作用后水解制得，南非是主要的生产国。应用酒石酸最大的用途是饮料添加剂。然后是药物工业原料。在当代有机合成中是非常重要的手性配体和手性子，可以用来制备许多著名的手性催化剂，以及作为手性源来合成复杂的天然产物分子。在制镜工业中，酒石酸是一个重要的助剂和还原剂，可以控制银镜的形成速度，获得非常均一的镀层。

  • 【讨论】分析化学手册（第二版）中的酒石酸溶液配制方法正确吗？

    最近，本人需要配制酒石酸盐缓冲液，于是参看了分析化学手册（第二版）第一册有关内容。在Michaelis缓冲溶液（p336）中，A溶液0.1M酒石酸的配制为7.50g酒石酸溶于1L水中，但是我查酒石酸分子量大约为150，0.1M浓度时，应该是15g酒石酸溶于1L水中，不知道是我理解错了，还是手册上有误（感觉不大可能），望坛中高手给判断判断！！！

  • 【资料】认识下酒石酸

    【资料】认识下酒石酸

    [img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/11/200911071655_182497_1610969_3.jpg[/img][color=#DC143C]酒石酸(tartaric acid)是一种羧酸﹐存在于多种植物中[/color]﹐如葡萄和罗望子﹐也是葡萄酒中主要的有机酸之一。作为食品中添加的抗氧化剂﹐可以使食物具有酸味。　　结构图酒石酸,2,3-二羟基丁二酸.　　分子式:HOOCCHOHCHOHCOOH　　即二羟基琥珀酸。有二个不对称碳原子，有3种立体异构体，即：右旋型（D型， L型）、左旋型（L型，D型）、内消旋型。通常，外消旋型酒石酸又称为葡萄酸。右旋型酒石酸以游离的或K盐、Ca盐、Mg盐的形态广泛分布于高等植物中，特别是多存在于果实和叶中。在制造葡萄酒时，会沉积大量酒石（氢钾盐）。另外，在霉菌和地衣类中也常见到它的存在。最近分离到的酒石酸发酵细菌（Gluconoba-cter suboxydans的变异菌株），在体内是通过葡萄糖氧化分解，经由5-酮葡萄糖酸，在形成羟基乙酸的同时形成酒石酸。酒石酸铵受微生物作用，可变成琥珀酸，因此，工业上用酒石酸作为生产琥珀酸的原料，巴斯德 （L．Pasteus）曾以酒石酸作为研究天然物质旋光性的材料，在历史上是很有名的。（杨乃博 译）　　酒石酸具有两个相互对称的手性碳﹐具有三种旋光异构体。　　酒石酸也是一种抗氧化剂，在食品工业中有所应用。生化试验中可利用其作为除氧剂。　　又称2,3-二羟基丁二酸。结构简式HOOCCH(OH)CH(OH)COOH。酒石酸氢钾存在于葡萄汁内，此盐难溶于水和乙醇，在葡萄汁酿酒过程中沉淀析出，称为酒石，酒石酸的名称由此而来。酒石酸主要以钾盐的形式存在于多种植物和果实中，也有少量是以游离态存在的。 　　酒石酸分子中含有两个相同的手性碳原子（见不对称原子），存在三种立体异构体：右旋酒石酸、左旋酒石酸和内消旋酒石酸（见旋光异构），其结构式分别为： 　　等量右旋酒石酸和左旋酒石酸的混合物的旋光性相互抵消，称为外消旋酒石酸。各种酒石酸均是易溶于水的无色结晶，它们的物理性质见表。

  • 【求助】酒石酸不出峰

    用酒精水溶液溶解的酒石酸,大约含水20%,酒石酸10%,不出峰,不知道什么原因,HP-5 MS柱子请问有人用GC/MS(EI)做过酒石酸吗?本来是用纯酒精做溶剂,可是就算加热也不见溶解,后来查一下资料,酒石酸的溶剂都是含水的,加了水,溶解的很好,可是,进样后却不出峰酒石酸二乙酯40分钟左右出峰,50分钟左右有个小峰包,量非常小,检索确认不了那是什么化合物

  • CNS_01.111_L（+）-酒石酸

    CNS_01.111_L（+）-酒石酸

    闫丽洁[align=center]关于食品添加剂L(+)-酒石酸的研究[/align]摘要：[size=13px]L(+)-酒石酸是一种天然有机酸，它的酸味值约是柠檬酸的1.25倍，可用于清凉饮料，它和柠檬酸、氧化亚铁产生鲜绿色作为食用色素用于糕点。本文主要介绍了L(+)-酒石酸的检测方法及生产方法。[/size]关键词：[size=13px]L(+)-酒石酸，检测，生产[/size]1 引言L(+)-酒石酸广泛存在与自然界的多种植物果实中，其中成熟葡萄中L-酒石酸含量较多。L-酒石酸时一种用途非常广泛的天然有机酸，主要作为食品添加剂和医药拆分剂应用于食品、医药和化学工业等领域，据报道，L-酒石酸还可以用于纳米材料的制备及作为染料经济性改性剂和抗磨剂。2 L(+)-酒石酸简介2.1 L(+)-酒石酸基本结构L(+)-酒石酸又称为L(+)-2,3-二羟基丁二酸，分子式是C4H6O6，结构简式HOOCCH(OH)CH(OH)COOH。有两个不对称的碳原子，有3个立体异构体，即：右旋型（D型，L型）、左旋型（L型，D型）、内消旋型。通常，外消旋型酒石酸又称为葡萄酸。右旋型酒石酸以游离的或K盐、 Ca盐、Mg盐的形态广泛分布于高等植物中，特别是多存在与果实和叶中。2.2 L(+)-酒石酸的发现酒石酸氢钾存在与葡萄汁中，此盐难溶于水和乙醇，在普通纸酿酒过程中沉淀析出，成为酒石，酒石酸的名称由此得来。在制造葡萄酒时，会沉积大量酒石（氢钾盐）。另外，在霉菌和地衣类中也常见到它的存在。分离到的酒石酸发酵细菌，在体内是通过葡萄糖氧化分解，经由5-酮葡萄糖酸，在形成羟基乙酸的同时形成酒石酸。酒石酸铵受微生物作用，可编程琥珀酸。因此，工业中用酒石酸作为生产琥珀酸的原料。酒石酸主要以钾盐的形式存在于多种植物和果实中，也有少量是以游离态存在的。L(+)-酒石酸在某些植物果实如葡萄、罗望子果等中有较高的含量。1769年舍勒首次从葡萄汁的发酵液内得到游离的无色酒石酸结晶。它的各种立体异构体和外消旋体具有不同的物性。自然界存在的多为右旋体，葡萄汁和其他浆果汁中尤多，故又叫果酸。如用丁烯二酸控制氧化得到的是外消旋体。将上述反应过程中产生的酒石以石灰乳处理生成酒石酸钙，再酸化则得内消旋体。酒石酸盐在历史上对建立有机立体化学起了作用。1848年法国化学家巴斯德从事酒石酸钠铵结晶学研究工作时，看到一种前人未曾注意的有趣现象：无旋光性的酒石酸钠铵是由二种不同结晶组成的混合物，它们的外形互为Chemicalbook镜像关系，实际上是外消旋体。他用放大镜和镊子将混合物细心分成小堆。一堆是右旋体晶体，一堆是左旋体晶体，它们犹如一堆是右手套，一堆是左手套。两堆晶体溶于水都有旋光性。他首次发现了分子的立体异构和旋光的关系，提出了对映异构概念，为有机立体化学的发展奠定了基础。酒石酸常用于制药物、媒染剂和鞣剂等，也常用作拆分外消旋碱性化合物的试剂。它也是食品添加剂中的酸味剂，酸感优于苹果酸、乳酸等。它的几种盐都有重要应用，例如实验室中用酒石酸钾钠配制斐林试剂，用于鉴定有机分子结构中醛基官能团。它的钾钠盐又叫罗谢尔盐，其晶体在压力作用下发生极化而使两端表面产生电势差(压电效应)，借此可以制成压电元件，用于无线电和有线电广播的受话器和拾音器。医疗上将酒石酸锑钾(俗称吐酒石)用于治疗血吸虫病。2.2 L(+)-酒石酸的理化性质外观为无色半透明晶体或白色细至粗结晶粉末，有酸味，熔点为170-172°C，比旋光度12°（c=20，H2O），沸点191.56°C，密度1.76，蒸汽密度5.18，蒸气压 5Pa（20°C），折射率12.5°（c=5，H2O），在室温下进行储存，溶解度1M（20℃）无色溶液。毒性：小鼠经口LD50为4.36 g/kg ；ADI 0~30 mg/kg（酒石酸及其盐类）。3 L(＋)-酒石酸的检测3.1 国标检测3.1.1 范围本标准适用于以顺丁烯二酸酐和过氧化氢为原料经氧化、酶法水解而制得的食品添加剂L(+)-酒石酸。3.1.2 检测方法以酚酞为指示剂，用氢氧化钠标准滴定溶液滴定干燥试样的水溶液，根据氢氧化钠标准滴定溶液的用量，计算以C4H6O6计的总酸含量为L(+)-酒石酸含量。3.1.3 试剂和材料氢氧化钠标准滴定溶液：c (NaOH) = 1.0 mol / L酚酞指示剂：10 g / L3.1.4 分析步骤称取2.0 g 干燥样，精确至0.0002 g，加40 mL 无二氧化碳的水溶液，加2滴酚酞指示剂，用氢氧化钠标准滴定溶液滴定至微红色，保持30 s 不褪色为终点。在测定的同时，按与测定相同的步骤，对不加试样而使用相同数量的试剂溶液做空白试验。3.1.5 数据计算L(+)-酒石酸（以C4H6O6计，以干量计）的质量分数ω1，数值以 % 表示，按式1计算： ——————————式1式中：V——试料消耗氢氧化钠标准滴定溶液体积的数值，单位为毫升（mL）；V0——空白试验消耗氢氧化钠标准滴定溶液体积的数值，单位为毫升（mL）；c——氢氧化钠标准滴定溶液浓度的准确数值，单位为摩尔每升（mol/L）；m——试料质量的数值，单位为克（g）；M——酒石酸（1/2 C4H6O6）的摩尔质量的数值，单位为克每摩尔（g/mol）(M=75.04).取两次清醒测定结果的算术平均值为报告结果。两次平均测定结果的绝对差值不大于0.2 % 。3.2 高效液相色谱3.2.1 检测原理采用高效液相色谱分析测定酒石酸的含量以及与标准酒石酸的分析对比，高效液相色谱分析法是主要具有高压、高速、高效、高灵敏度等特点，对试样进行分析测定。流动相与固定相都是液体，流动相与固定相之间应互不相溶（极性不同，避免固定相流失），有一个明显的分界面。当试样进入色谱柱，[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Yp][color=#3333ff]液质[/color][/url]在两相间进行分配。达到平衡时，服从于高效液相色谱计算公式：式中，Cs——[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Yp][color=#3333ff]液质[/color][/url]在固定相中的浓度； Cm——[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Yp][color=#3333ff]液质[/color][/url]在流动相中的浓度； Vs——固定相的体积； Vm——流动相的体积。3.2.2 试剂和仪器试剂：80%乙醇，酒石酸，磷酸二氢铵均为分析纯，实验用水均为二次蒸馏水。仪器：高效液相色谱仪C18色谱柱（250*4.60nm）3.2.3 色谱条件固定相为Phencmenex luna 5μm C18 色谱柱（250*4.60nm），流动相为 0.01 mol/L（NH4）2HPO4溶液，流速1mLmin-1，检测波长为210 nm，柱温为30℃。3.2.4 分析步骤精确称取酒石酸标准品0.25 g，置于烧杯中用二次蒸馏水完全溶解，转移至100 mL容量瓶中加二次蒸馏水稀释并定容，然后用移液管移取分别稀释成2.5 μgmL-1、2.0 μgmL-1、1.5 μgmL-1、1.0 μgmL-1、0.8 μgmL-1 等不同质量浓度的标准品，并用0.45 μm的滤膜过滤，然后超声处理。采用电子天平准确称取1.3206 g （NH4）2HPO4 晶体，于小烧杯中加入二次蒸馏水完全溶解，然后转移到1000 mL容量瓶中稀释并定容至刻度线，最后用0.45 μm的滤膜过滤，超声15 min处理作为流动相。3.2.5 数据处理依次对不同浓度的标准品进行色谱分析，并拟合标准曲线，对样品进行色谱分析，并进行定量计算。3.2.6 方法优点色谱分析法检测线性范围宽，具有操作简便，快捷，选择性好等优点。4 L(+)-酒石酸的生产4.1 L(+)-酒石酸的生产方法一个方法是，以制造葡萄酒时生成的酒石为原料，将其转化为钙盐，再用稍过量的稀酸使其分解而得。或以顺丁烯二酸和过氧化氢为原料，在一定温度下转化为环氧丁二酸，再水解得D L-酒石酸。也可由化学合成法制得的环氧琥珀酸，经琥珀酸诺卡氏菌所含的开环酶的作用而得L(+)酒石酸。另一个方法是，将蒸馏水加到工业品酒石酸中，通蒸气加热并搅拌使之溶解。加入适量活性炭，充分搅拌后静置，过滤，滤液加热浓缩至表面结膜时，趁热抽滤，滤液冷却结晶，待完全后，结晶用少量蒸馏水洗淋后于30～40℃下平铺干燥至不沾勺即可。若控制活性炭脱色温度为80℃，过滤后于80℃减压浓缩，冷却结晶，将得到的结晶在非铁质容器中重结晶精制低温下烘干，可得右旋酒石酸 [ L(＋)-酒石酸 ] 成品。4.2 酒石酸的生物合成途径酒石酸的生物合成途径如图1所示：[align=center][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/07/202107251428084146_7015_1608728_3.png[/img][/align][align=center]图1 酒石酸的生物合成途径[/align]直接发酵法生产酒石酸异性物质多，提取困难，收率低，经济上目前还没有吸引力。4.3 酶法生产L-酒石酸1974年佐藤英次等人首先报道了采用Achromobater lartarogenes 和Alcaligenes epoxylyticus 水解顺式环氧琥珀酸生产L-酒石酸的前体发酵，过程如图二所示：[align=center][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/07/202107251428086957_2391_1608728_3.png[/img][/align][align=center]图2 酒石酸生产[/align]以无水马来酸（顺丁烯二酸酐）为原料经水解得到马来酸，再以钨酸钠（Sodium tungstate）作为催化剂将马来酸与过氧化氢反应制得顺式环氧琥珀酸。培养具有L-酒石酸外氧化酶的微生物作酶源将顺式环氧琥珀酸转化为酒石酸。具有L-酒石酸外氧化酶的微生物主要是细菌，目前报道的有无色杆菌、产碱杆菌、醋酸杆菌、不动杆菌、土壤杆菌、诺卡氏菌、根瘤菌、假单胞菌和棒杆菌。酒石酸外氧化酶是一种诱导酶，在培养这类微生物生产酒石酸时通常在培养基中需加入少量顺式环氧琥珀酸进行诱导培养。这种酶的分子量在25000~45000之间，在pH5~9范围内稳定，最适pH 为7.5~8.5，作用温度范围为25~55℃。酶法生产L-酒石酸的工艺流程大致如图3 ：[align=center][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/07/202107251428088052_2948_1608728_3.png[/img][/align][align=center]图3 酶法工艺流程图[/align]4.4 棒状杆菌固定化细胞生产L-酒石酸采用卡拉胶将含环氧琥珀酸水解酶的诺卡氏菌细胞包埋固定，利用固定化细胞转化底物环氧琥珀酸生成L-（+）-酒石酸，以将环氧琥珀酸水解酶反复多次使用。采用卡拉胶作为载体制得固定化微生物细胞生产L-酒石酸，这种方法具有较高的酶活性回收率和良好的化学和机械稳定性。固定化细胞经过底物活化处理后顺式环氧琥珀酸水解酶酶活性回收率在100%以上。另外此固定化细胞的贮藏稳定性较好，经0.2 molL-1底物溶液浸泡，在4℃冰箱中贮藏90d酶活性基本不变。底物和表面活性剂能大幅度提高固定化细胞的酶活性回收率，这主要是增加了细胞膜对底物的渗透性或造成菌体的自溶，当菌体自溶时，酶被截留在凝胶腔内，不会由凝胶溢出，而底物和产物则易由凝胶网溢出，维持了固定化细胞较高的稳定性。4.5 糖质发酵法[color=#333333]制造L-(+)-酒石酸[/color]在L-酒石酸的生物代谢途径中，认为葡萄糖经过Gluconobater suboxydans 发酵形成葡萄糖酸，继而氧化为2-酮基-D-葡萄糖酸（2-KGA）和5酮基-D-葡萄糖酸（5-KGA），5-KGA在金属催化剂的作用下，可以形成羟基乙酸和L-酒石酸。1972年，Kotera等在研究5-KGA转化为L-酒石酸的过程中，发现了一种能与AbdelAkhel和Smith试剂形成紫红色的物质，并对这种物质进行了分离纯化，通过红外光谱及质谱分析，证实该物质为1,2-二羟乙基氢酒石酸，并命名为“前酒石酸”，同时提出了相关机理如图4，5-KGA通过烯醇化，转化为4-KGA，再形成“前酒石酸”。通过该物质的过渡，5-KGA被催化分解为L-酒石酸和羟基乙酸。[align=center][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/07/202107251428090793_95_1608728_3.png[/img][/align][align=center]图4 L-酒石酸形成机理[/align]1995年，Klasen等认为5-KGA主要在氧化葡萄糖酸杆菌的细胞质中合成，并在G.oxydans DSM3503中过表达了依赖NADP的GNO，该酶在细胞质中催化葡萄糖酸形成5-KGA，最终酶活提高了85倍；1999年，Shinagawa等通过对G.suboxydans IFO12528静息细胞培养和膜结合部分催化实验发现，5-KGA的形成主要是膜结合蛋白PQQ-依赖的葡萄糖酸脱氢酶，并考察了该酶翠花形成5-KGA的最适pH 为4.0和温度15℃，在此条件下，膜结合蛋白部分催化转化形成5-KGA为110 mmol/L ；因此，在氧化葡萄糖酸杆菌中，酮基葡萄糖酸催化合成途径如图5所示，PQQ-依赖的葡萄糖酸脱氢酶是主要的5-KGA合成酶，而FAD-依赖的葡萄糖酸脱氢酶是合成2-KGA的主要酶，从代谢流上分析为5-KGA的主要分流节点。[align=center][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/07/202107251428091768_3741_1608728_3.png[/img][/align][align=center]图5 氧化葡萄糖酸杆菌中酮基葡萄糖酸的催化反应[/align]糖质发酵法生物制造L-酒石酸因利用可再生生物质资源而日益备受关注。但是，要提高其相对于酶法合成L-酒石酸的竞争力，就必须使用现代生物技术，包括分子生物学、代谢工程以及合成生物学等手段，提高L-酒石酸的前体——5-KGA的发酵水平以及5-KGA到L-酒石酸的转化水平。5 用途及应用5.1 食品添加剂方面首先，L(+)-酒石酸广泛用作饮料和其他食品的酸味剂，用于葡萄酒、软饮料、糖果、面包、某些胶状甜食。其次，可以作为食品中添加的抗氧化剂﹐可以使食物具有酸味。酒石酸最大的用途是饮料添加剂。5.2 药物方面利用其光学活性，作为化学拆分剂，用于制造抗结核病药物中间体DL-氨基丁醇的拆分；还可以作为手性原料用于酒石酸衍生物的合成；利用其络合性，用作电镀、脱硫、酸洗以及化学分析、医药检验中的络合剂、掩蔽剂、螯合剂、印染的防染剂；也是药物工业原料。5.3 工业方面利用其酸性，作为涤纶织物树Chemicalbook脂整理的催化剂，谷维素生产的PH调节剂；利用其还原性，用作化学制镜的还原剂。照相的显影剂。还能与多种金属离子络合，可作金属表面的清洗剂和抛光剂；在制镜工业中，酒石酸是一个重要的助剂和还原剂，可以控制银镜的形成速度，获得非常均一的镀层；金属离子掩蔽剂；防染剂；用于天然产物的手性砌块，也与化合物 TiCl2(O-i-Pr)2形成Diels-Alder 催化剂。最后，可用作生化试剂、掩蔽剂及啤酒发泡剂，也用于鞣革工业。6 结语L(+)-酒石酸是天然的有机酸，应用十分广泛，在食品、医药、纳米材料等各个方面具有显著的应用，L(+)-酒石酸的检测方法主要有滴定法、液相色谱法等。以前L(+)-酒石酸主要从葡萄酒酿造的副产物酒石中提取，但由于酒石供应量有限，来源不稳定，近年来采用化学合成和生物转化相结合的方法来生产L(+)-酒石酸。7 参考文献袁建锋,吴绵斌,林建平,岑沛霖.基于5-酮基-D-葡萄糖酸生物制造L-(+)-酒石酸的研究进展[J].现代化工,2013,33(09):13-16.张建国,黄滕华.微生物转化法生产L-（+）-酒石酸的研究[J].工业微生物,1990,2（2）：7-12.刘斌,须辑.半生物合成法合成酒石酸[J].化学世界,1996,8（10）：527-531.[color=black]郑璞,孙志浩.用诺卡氏菌酶法转化顺式环氧琥珀酸生产L（+）-酒石酸的研究[/color][J].化工业微生物,1994,3（24）:12-17.张建国,钱亚娟.棒状杆菌固定化细胞生产L(+)-酒石酸[J].生物工程学报,2000(02):72-76.万屹东, 蒋志清, 顾松林,等. 一种L(+)酒石酸的生产方法:, CN102093208B[P]. 2015.楼锦芳, 张建国. 酶法合成L(+)-酒石酸的研究进展[J]. 食品科技, 2006, 31(011):162-164.杨阳, 李文鹏, 陆鲁生,等. 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  • 天然气水合物勘查开发产业化面临的挑战和建议

    [align=center]天然气水合物勘查开发产业化面临的挑战和建议[/align][align=center][size=15px]吴能友 叶建良 许振强 谢文卫 梁金强 王宏斌 刘昌岭 [/size][/align][align=center][size=15px] 胡高伟 孙治雷 [/size][size=15px]李彦龙 黄丽 [/size][/align][size=14px]1.天然气水合物勘查开发工程国家工程研究中心，中国地质调查局广州海洋地质调查局；[/size][align=center][size=14px]2.自然资源部天然气水合物重点实验室，中国地质调查局青岛海洋地质研究所[/size][size=15px][/size][/align][size=15px]能源安全是关系到国家经济社会发展的全局性、战略性问题。发展清洁能源，是改善能源结构、保[/size][size=15px]障能源安全、推进生态文明建设的重要任务。天然气水合物（俗称“可燃冰”）是一种由水和气体分子（主要是甲烷）在低温高压下形成的似冰状的固态结晶物质，是21世纪最有潜力的清洁替代能源。自1961年苏联首次在西西伯利亚麦索亚哈油气田的冻土层中发现自然界产出的天然气水合物以来，全球累计发现超过230个天然气水合物赋存区，广泛分布在水深大于300m的深海沉积物和陆地永久冻土带中。据估计，天然气水合物中的甲烷资源量约为2.0×10[size=12px]16[/size]m3（Kvenvolden，1988），其含碳量约为当前已探明化石燃料（煤、石油和天然气）总量的两倍。因此，加快推进天然气水合物勘查开发产业化进程，对保障国家能源安全供应、改善能源生产和消费结构、推动绿色可持续发展具有极其重大的现实意义。[/size]01国内外研究现状和发展趋势[size=15px]目前，全球已有30余个国家和地区开展天然气水合物研究。中国、美国、日本、韩国和印度等国制[/size][size=15px]定了国家级天然气水合物研究开发计划，美国、日本等率先启动开发技术研究，并于2002年开始在陆域和海域进行多次试验性开采，取得了重要进展。[/size][size=15px]纵观世界各国天然气水合物勘查开发研究勘查历程（图1），大致可归纳为三个阶段。第一阶段[/size][size=15px]（1961—1980年），主要目标是证实天然气水合物在自然界中存在，美国布莱克海台、加拿大麦肯齐三角洲的天然气水合物就是在这一时期发现的。第一阶段研究认为，全球天然气水合物蕴含的甲烷总量在10[size=12px]17[/size]～10[size=12px]18[/size]m3量级（表1）。这一惊人数据给全球天然气水合物作为潜在能源资源调查研究注入了一针强心剂。第二阶段（1980—2002年），开展了以圈定分布范围、评估资源潜力、确定有利区和预测资源量远景为主要目的的天然气水合物调查研究。该阶段，随着调查程度的逐渐深入和资源量评估技术的不断进步，全球天然气水合物所含的天然气资源量预测结果降低至10[size=12px]14[/size]～10[size=12px]16[/size]m3量级，但数据差异很大（表1）。第三阶段（2002年至今），天然气水合物高效开采方法研究成为热点，国际天然气水合物研发态势从勘查阶段转入勘查试采一体化阶段。2002年，加拿大主导在Mallik5L—38井进行储层降压和加热分解测试，证明水合物储层具有一定的可流动性，单纯依靠热激发很难实现天然气水合物的高效生产。目前，中国、美国、日本、印度、韩国是天然气水合物勘查与试采领域最活跃的国家。[/size][align=center][size=15px][img]https://img.antpedia.com/instrument-library/attachments/wxpic/b1/db/eb1dbd7333b27ced746350e5fd63e438.png[/img][/size][/align][align=center][size=14px]图1 国内外天然气水合物资源勘查开发历程[/size][/align][align=center][size=14px]表1 全球陆地永久冻土带和海洋中的天然气水合物资源量[/size][/align][align=center][img]https://img.antpedia.com/instrument-library/attachments/wxpic/d4/f5/3d4f5d650651c92996cc9731f194eda2.png[/img][/align][size=15px]总的看来，天然气水合物资源量巨大，但其资源品位差、赋存沉积物聚集程度弱，现有技术条件下[/size][size=15px]的资源经济可采性差（吴能友等，2017）。近年来，国内外在天然气水合物开采方法与技术的室内实验模拟、数值模拟、现场试采等方面，都取得了重要的进展。基于对天然气水合物储层孔渗特征、技术可采难度的认识，国际学术界普遍认为，砂质天然气水合物储层应该是试采的优选目标，其处于天然气水合物资源金字塔的顶端（图2）。因此，日本在2013年和2017年的海域天然气水合物试采也都将试采站位锁定在海底砂质沉积物中。前期印度、韩国的天然气水合物钻探航次也将寻找砂层型水合物作为重点目标，以期为后续的试采提供可选站位。我国在早期天然气水合物钻探航次和室内研究中，也大多瞄准赋存于砂层沉积物中的天然气水合物。[/size][align=center][size=15px][img]https://img.antpedia.com/instrument-library/attachments/wxpic/59/76/4597680e28410e6a296005b34bde9882.png[/img][/size][/align][align=center][size=14px]图2 天然气水合物资源金字塔[/size][/align][size=15px]然而，全球天然气水合物总量的90%以上赋存于海底泥质粉砂或粉砂质泥沉积物中。2017年，我国[/size][size=15px]在南海北部陆坡开展的泥质粉砂型天然气水合物试采获得了成功（Lietal.，2018），证明赋存于海底黏土质粉砂中的沉积物也具备技术可采性，从而扭转了国际水合物研究界的常规认识。这是我国天然气水合物勘查开发研究从跟跑到领跑的重要标志。然而，无论是我国首次海域天然气水合物试采，还是国外历次水合物试采，均处于科学试验阶段，要真正实现产业化还有很多关键技术需要解决。2020年，我国采用水平井实现第二轮水合物试采，连续稳定产气30d，累计产气86.14×10[size=12px]4[/size]m3（叶建良等，2020）。一方面，进一步证实泥质粉砂水合物储层开采具可行性；另一方面，充分说明水平井等新技术应用对提高天然气水合物产能至关重要。[/size][size=15px]在我国天然气水合物试采成功后，美国加大资金投入开展墨西哥湾天然气水合物资源调查，并计划[/size][size=15px]在阿拉斯加北坡开展长周期试采。美国能源部甲烷水合物咨询委员会在致美国能源部部长的信中写道：“尽管美国在天然气水合物相关技术领域处于领先地位，但正面临着来自中国、日本、印度的挑战。”日本致力于实现天然气水合物的商业开采，但许多技术问题尚待解决，正积极寻求与其他国家合作，提出了在2023—2027年实现商业化开发的目标。印度联合美国、日本在印度洋开展资源调查工作，计划实施试采。美国康菲石油公司和雪佛龙公司、英国石油公司、日本石油天然气和金属公司、韩国国家石油公司和天然气公司以及印度石油和天然气公司等能源企业参与热情也空前高涨。由此可见，在天然气水合物勘查开发这一领域的国际竞争日趋激烈，产业化进程将进一步加快。[/size][size=15px]总体上，国际天然气水合物勘查开发呈现出以下趋势。一是纷纷制定天然气水合物开发计划。从国[/size][size=15px]家能源安全、国家经济安全、战略科技创新等角度出发，中国、美国、日本、印度、韩国等国家制定了国家级天然气水合物勘查开发计划，加大投入、加快推进。二是从主要国家天然气水合物产业化进程看，已从资源勘查发现向试采技术攻关、产业化开发转变。特别是，在我国海域两轮试采成功的引领下，进一步加强技术攻关和试采准备。[/size]02[font=微软雅黑, sans-serif]天然气水合物试采面临的产能困局[/font][size=15px]实现天然气水合物产业化，大致可分为理论研究与模拟试验、探索性试采、试验性试采、生产性试采、[/size][size=15px]商业开采五个阶段。在各国天然气水合物勘探开发国家计划的支持下，迄今已在加拿大北部麦肯齐三角洲外缘的Mallik（2002年，2007—2008年）、阿拉斯加北部陆坡的IgnikSikumi（2012年）、中国祁连山木里盆地（2011年，2016年）（王平康等，2019）三个陆地冻土区和日本东南沿海的Nankai海槽（2013年，2017年）、中国南海神狐（2017年，2020年）两个海域成功实施了多次试采（表1）。[/size][size=15px]2002年、2007年、2008年在加拿大Mallik冻土区采用了加热法和降压法进行开采试验，但是由于[/size][size=15px]效率低和出砂问题被迫中止。2012年，在美国阿拉斯加北坡运用降压法和CO[size=12px]2[/size]置换法进行开采试验，同样效率不高（Boswelletal.，2017）。2013年、2017年日本在南海海槽进行了开采试验。2013年，日本在南海海槽首次实施天然气水合物试采，维持了6d因出砂问题而被迫中止；2017年，实施第二次试采，第一口井再次因出砂问题而停产，第二口井产气24d，产气量约20×10[size=12px]4[/size]m[size=12px]3[/size]，两口井的产量都未获有效提高（Yamamotoetal.，2019），表明生产技术仍有待改进。2017年、2020年我国在南海神狐海域进行了开采试验。2017年，针对开采难度最大的泥质粉砂储层，在主动关井的情况下，试采连续稳产60d，累计产气量30.90×10[size=12px]4[/size]m[size=12px]3[/size]，创造了连续产气时长和产气总量两项世界纪录，试采取得了圆满成功（Lietal.，2018）；2020年，攻克了深海浅软地层水平井钻采核心技术难题，连续稳定产气30d，累计产气86.14×10[size=12px]4[/size]m[size=12px]3[/size]，创造了累计产气总量和日均产气量两项新的世界纪录（叶建良等，2020），提高了产气规模，实现了从“探索性试采”向“试验性试采”的重大跨越，向产业化迈出了极为关键的一步。[/size][size=15px]目前，我国已将天然气水合物产业化开采作为攻关目标。天然气水合物能否满足产业化标准，一方[/size][size=15px]面取决于天然气价格，另一方面取决于产能。这里，我们仅从技术层面考虑提高天然气水合物产能，采用固定产能作为天然气水合物产业化的门槛产能标准。天然气水合物产业化开采产能门槛值应该不是一个确定的数值，随着低成本开发技术的发展而能够逐渐降低。国内外研究文献普遍采用的冻土区天然气水合物产业化开采产能门槛值是3.0×10[size=12px]5[/size]m[size=12px]3[/size]/d，海域天然气水合物产业化开采产能门槛值为5.0×10[size=12px]5[/size]m[size=12px]3[/size]/d（Huangetal.，2015）。图3对比了当前已有天然气水合物试采日均产能结果与上述产能门槛值之间的关系（吴能友等，2020）。由图可见，当前陆域天然气水合物试采最高日均产能约为产业化开采产能门槛值的1/138，海域天然气水合物试采最高日均产能约为产业化开采产能门槛值的1/17。因此，目前天然气水合物开采产能距离产业化开采产能门槛值仍然有2～3个数量级的差距，海域天然气水合物试采日均产能普遍高于陆地永久冻土带试采日均产能1～2个数量级。[/size][align=center][img]https://img.antpedia.com/instrument-library/attachments/wxpic/c0/61/0c0612ef00f7d45e957709c1ae9abdfa.png[/img][/align][align=center][size=14px]图3 已有天然气水合物试采日均产能与产业化门槛产能值之间关系[/size][/align]03我国天然气水合物产业化面临的工程科学与技术问题[size=15px]我国南海天然气水合物资源极为丰富。从勘查角度而言，南海天然气水合物赋存类型多样，成矿地[/size][size=15px]质条件复杂，勘查难度较大，现有的勘查技术水平无法满足高精度探测和及时、准确获取原位参数的需求，制约了资源高效勘探及精细评价。从开发角度来说，天然气水合物储层中甲烷存在固—液—气三相。在开采过程中将发生甲烷的复杂相态变化，决定了其开采方案将不同于常规油气田。研究分析不到位，天然气水合物产能提升的路径选择和开采效果将受到影响，严重时可导致工程地质灾害及环境安全问题。[/size][size=15px]当然，天然气水合物作为一个新兴矿种，勘查开发产业化很大程度上还涉及市场和政策制度保障因素。[/size][size=15px]但是，从工程科学与技术角度出发，我们亟须针对不同成因类型、不同储层类型的天然气水合物开展精细勘探及原位探测，深化储层认识，优化开采理论，加大开采工程化理论研究、工程技术和装备攻关力度，构建天然气水合物开采安全保障技术体系，建立智能化环境监测及评价体系，促进天然气水合物勘查开发产业化进程。[/size][size=15px]3.1 高精度勘探及储层原位探测技术亟待加强[/size][size=15px]目前，天然气水合物主要发现于陆域冻土区和海洋深水沉积物中，其中海洋集中了世界上99%的天[/size][size=15px]然气水合物资源。天然气水合物的稳定存在需要特殊的温压条件，其在海洋中具有水深大、埋藏浅、垂向多层分布、横向变化大等特点，造成高精度勘探和储层原位探测的难度大幅度增大。[/size][size=15px]当前，海域天然气水合物勘查技术的精度及水平，距产业化开发的需求仍有一定差距，关键技术难[/size][size=15px]题体现在三个方面。①矿体成像精度不够、精细刻画难。常规的地震勘探系统纵、横向分辨率有限，不能完全满足矿体精细刻画的需求，现有的近海底高精度探测装备技术体系有待完善，矿体高精度勘探技术水平有待提升。②储层原位探测存在瓶颈。现有的取样钻具难以实现高保真天然气水合物取样，地面测试设备尚不健全，无法准确获取原位温压条件下储层物性参数，严重影响了资源量计算精度。③保压取样钻具、随钻测井等关键核心技术和装备仍受制于人。因此，亟须大力推进高精度探测、储层原位探测、随钻测井、保温保压取样与带压测试等方向的关键技术自主研发，实现天然气水合物矿体精细刻画和原位探测取样及测试，为产业化提供资源保障。[/size][size=15px]3.2 储层渗流规律、产能调控关键技术研究亟待深化[/size][size=15px]摸清储层物性演化、多相流体运移规律、固液作用以及储层中天然气水合物相态变化等关键开发规律，[/size][size=15px]是提高天然气水合物开采产能的重要因素。以上关键地质规律的探索，离不开降压开采储层多孔介质中气—水两相渗流规律、天然气水合物相变机制及多相流运移等方面的储层实验模拟研究。[/size][size=15px]当前，天然气水合物实验与模拟的仪器和技术水平尚不能支撑高效、经济的开发，主要体现在四个[/size][size=15px]方面。①未固结特低渗透率储层产能评价存在技术瓶颈。泥质粉砂型天然气水合物属于特低渗透率储层，针对这类储层的模拟技术国外鲜有经验可循，且现有产能评价软件没有相关模型算法，无法开展准确的产能模拟。②天然气水合物储层渗流能力改善方法和手段有待探索。天然气水合物分解后，储层气、液、固存在运移不畅难题，泥质粉砂储层多相流运移机理不明，目前无法有效改善储层渗流能力，极大制约了天然气水合物的开采效率。③天然气水合物开发产能调控难，天然气水合物开采效率与生产机制匹配度有待提高。④天然气水合物开发井眼轨迹与产能关系有待深入研究。因此，亟须针对不同储层类型的天然气水合物，结合应力、温度、压力、饱和度等多场耦合机制研究，开展关键实验模拟技术探索，在厘清未固结泥质粉砂型复杂渗流特征、研究泥质粉砂储层多相流运移技术等基础上，更有针对性地研发适合我国天然气水合物储层特点的改造技术。[/size][size=15px]3.3 开发钻完井、储层改造、防砂技术亟待突破[/size][size=15px]天然气水合物储层埋藏浅、未固结、温度低，地质“甜点”横向展布和纵向分布非均质性强。首次[/size][size=15px]试采中采用的直井井型实现了探索性试采，第二轮试采采用单井水平井技术大幅度提高了产能，实现了试验性试采，但要进一步提高产气规模、实现经济高效开采，安全高效钻完井、储层增产改造、完井防砂、人工举升和流动保障等面临巨大挑战。[/size][size=15px]当前，亟须解决的关键技术问题包括四个方面。①需探索采用对接井、多分支井、群井等国际空白[/size][size=15px]工艺井型，增加井眼与储层的接触面积，进一步提高产气规模。井型结构对产能的影响研究表明，采用垂直井进行开采，选择恰当的降压方案、井眼类型或井壁厚度等都能一定程度上提升产能，但不足以有量级的突破。从短期现场试采和长期数值模拟结果来看，单一垂直井降压很难满足产业化开采需求。以水平井和多分支井为代表的复杂结构井在未来水合物产业化进程中将有不可替代的作用。水平井能扩大水合物分解面积，但受成本、技术难度限制，超长井段水平井仍然存在困难。以多分支井为代表的复杂结构井被认为是实现水合物产能提升的关键（图4）（吴能友等，2020）。为了充分发挥多井协同效应，并在短期内快速达到产业化开采产能的目标，日本天然气水合物联盟MH21提出了多井簇群井开采方案，其基本思路是：基于同一个钻井平台，利用井簇形式将整个储层进行分片区控制，每组井簇包含一定数量的垂直井井眼并控制一定的储层范围，多井同步降压。目前，特殊工艺井建井地层垂向造斜空间有限、承压能力低，管柱摩阻大，井眼极限延伸距离有限，仍需进一步深化定向井技术工艺和配套工具研究。[/size][size=15px]针对实际天然气水合物储层，应优化多井簇群井开采方法，发展多井型井网开发模式和大型“井工厂”作业模式，在增大网络化降压通道的同时，辅以适当的加热和储层改造，通过建立海底井工厂，实现天然气水合物资源的高效、安全开发利用。此外，针对存在深层天然气的水合物储层，可形成深层油气—浅层水合物一体化开发技术。但需注意的是，在大力发展海底井工厂等集成作业模式，提高生产效率的同时，必须要兼顾环境友好及经济性。②储层改造技术是增加产气通道、提高通道导流能力、提高低渗非均质地层产能的重要手段，但目前该技术面临地层未胶结成岩、泥质含量高、塑性强、储层改造机理不明确等问题，改造后难以维持通道导流的能力，亟须开展增产机理和储层改造工艺研究。③天然气水合物储层砂粒径小、地层未胶结易垮塌，实际开采面临出砂易堵塞气流通道、出砂机理不明确、防砂精度要求高等技术难点，需进一步开展砂粒径小、地层未胶结易垮塌的天然气水合物储层出砂机理研究，建立完井防砂技术体系，确保长周期、大产量稳定生产。④天然气水合物开采过程中三相运移规律复杂，容易发生井筒积液和沉砂；同时，伴随天然气水合物二次生成和冰的生成，需进一步开展开发过程中井筒和地层三相运移规律研究，形成大规模产气条件下的排水采气关键技术体系。因此，需进一步加大特殊井型工艺和配套设备研究，加强深水浅软未固结储层增产、防砂、流动保障等技术攻关。[/size][align=center][img]https://img.antpedia.com/instrument-library/attachments/wxpic/32/0b/a320bdcf5e03048b891d5da040acdaaa.png[/img][/align][align=center][size=14px]图4 多井簇群井开采天然气水合物概念图[/size][/align][size=15px]3.4 开采安全保障技术体系亟待构建[/size][size=15px]南海天然气水合物储层埋藏浅、固结弱、聚集程度差，天然气水合物开采过程中储层强度降低、地[/size][size=15px]层应力扰动加剧、地层物质持续亏空，可能会诱发泥砂产出、井壁失稳、海底沉降、井筒堵塞等一系列潜在风险，对天然气水合物安全开采带来了极大挑战（吴能友等，2021；Wuetal.，2021）。如果开采过程中控制不当，甲烷释放到海水甚至至大气中，将引起海洋酸化、全球变化等环境问题。随着未来天然气水合物开采周期的延长、规模的扩大，上述环境风险的发生概率进一步增大，将威胁生产安全和环境安全。[/size][size=15px]目前，天然气水合物开采安全风险演化模式研究极为零散，没有形成系统性的认识，未来水合物资[/size][size=15px]源的规模化开发面临极大的不确定性，亟须构建针对突出地质、工程和环境风险的安全保障技术体系。主要技术难点体现在三个方面。[/size][size=15px]（1）与常规成岩储层相比，南海天然气水合物储层开采过程中，安全风险最大的独特性体现在水合[/size][size=15px]物分解过程中储层存在蠕变，储层的微观孔隙结构、宏观应变位移都具有极强的时变性，而微观结构、宏观位移则直接影响了地层泥砂迁移、井壁垮塌和海底沉降的发生和发展（吴能友等，2021）。因此，无论是构建海洋天然气水合物开采的泥砂迁移规律预测模型，还是构建井筒失稳和海底沉降规律预测模型，都必须以厘清海洋天然气水合物储层的蠕变特性为前提。因此，构建泥砂产出调控、井壁垮塌控制和海底非均匀沉降控制方法的难点，是必须时刻考虑天然气水合物地层的蠕变效应，随时修正调控/控制方法，做到对安全风险的动态闭环调控。[/size][size=15px]（2）泥砂产出、井壁垮塌都会导致固相颗粒大规模侵入生产井筒，给井底工作设备造成巨大的压力。[/size][size=15px]砂沉导致井筒被埋，使试采安全受到直接威胁。然而，对于海洋天然气水合物开采而言，不仅面临上述泥砂磨损、堵塞的挑战，还面临二次水合物生成导致的“冰堵”风险，且泥堵和冰堵之间存在显著的耦合效应。从地层流入井筒的泥砂原本就是赋存天然气水合物的介质，一旦井底温度压力条件满足二次形成水合物的条件，这些产出的泥砂将为水合物的二次聚集提供附着点，极大地增加了水合物开采引起井底堵塞的风险（Wuetal.，2021）。因此，厘清泥砂与二次水合物堵塞之间的耦合关系，对于制定合理的水合物开采井底防堵、解堵方法至关重要。[/size][size=15px]（3）环境保护技术体系有待完善，监测技术难以实现对天然气水合物开发前、中、后期储层—海底—[/size][size=15px]海水—大气全方位、长周期、大范围、实时立体的监测。现有的无缆绳通讯数据传输技术受海况影响大，监测精度及长期稳定运行难以保证。海底监测组网技术不成熟，难以实现开采区域范围内的阶梯分布和有效覆盖，监测数据无法实时传输。因此，研发监测技术装备，建立“井下、海底、水体、大气”四位一体的智能化环境监测体系，确保开发过程中环境安全极为重要。[/size]04结论和建议[size=15px]国际天然气水合物研发态势从勘查阶段转入勘查试采一体化阶段。我国经过20年的不懈努力，已经[/size][size=15px]比较系统地建立了天然气水合物勘查开发理论、技术和装备体系，积累了深厚的技术储备、创新平台、软硬件条件、人才队伍等基础，为推进天然气水合物资源勘查开发产业化进程提供了重要保障。但从勘查评价、实验模拟、工程开发、安全保障工程技术与装备角度分析，仍有不少问题。实现天然气水合物安全高效开发是一项极为复杂的系统性工程，涉及理论、技术、装备等众多方面，制约天然气水合物高效开发之根本，是关键技术尚未突破，尤其是高精度勘查、储层产能模拟、开发工程技术、安全保障和环境防护等技术亟待攻关。为此，提出以下建议。[/size][size=15px]（1）瞄准天然气水合物产业化推进中的重大技术难题，突破关键核心技术和重大装备等瓶颈制约。[/size][size=15px]①要加大南海天然气水合物资源调查力度，开展南海区域性资源调查评价，查明资源家底；开展重点海域普查，落实资源量；开展重点目标区详查，明确地质储量，为推进产业化奠定坚实的资源基础。②要开展不同类型天然气水合物试采，研发适应不同类型特点的试采工艺和技术装备；开展重点靶区试采，建立适合我国资源特点的开发技术体系。③要把加强安全保障和环境保护放在突出位置，围绕安全和环境保护进一步完善理论技术方法体系，为安全可控的资源开发创造条件；持续开展环境调查与监测，获取海洋环境参数，评价天然气水合物环境效应；加强环境保护与安全生产技术研发，实现天然气水合物绿色开发。④将南海神狐先导试验区打造成高质量发展样板，加快建设天然气水合物勘查开采先导试验区。[/size][size=15px]（2）围绕天然气水合物产业化目标，加强多科学交叉、多尺度融合，充分利用天然气水合物勘查开[/size][size=15px]发工程国家工程研究中心和自然资源部天然气水合物重点实验室等科技创新平台，着眼加快重大科技成果的工程化和产业化，为各类创新主体开展技术成熟化、工程化放大和可靠性验证等提供基础条件，促进提高科技成果转化能力和转化效益。①海洋天然气水合物开采增产理论和技术的实验模拟、数值模拟和研究要向“更宏观”和“更微观”的两极发展，揭示目前中尺度模拟无法发现的新机理；研究手段要从“多尺度”向“跨尺度”联动，带动基础理论的发展和开发技术的进步。②要加强天然气水合物开发学科体系建设。学科体系建设是培养后备人才，保证海洋天然气水合物开发研究“后继有人”的必然要求。天然气水合物开发学科体系包括天然气水合物开发地质学（储层基础物性与精细刻画、开采目标优选与产能潜力评价、开发地球物理学、开发工程地质风险理论）、天然气水合物开发工程学（开发工程地质风险调控技术、储层多相渗流理论基础、增产理论与技术、海工装备开发）和下游学科（集输、储运、利用等）。③要特别重视现场开采调控技术对地质—工程—环境一体化的需求升级。在开采过程中，地质条件和环境因素共同制约了水合物开采效率的“天花板”。我们既要实现多快好省开采水合物及其伴生气的工程目标，又要注意可能承受不了工程折腾太“凶”的地质条件限制，更要关注悬在公众心中的一把“利剑”的环境风险。长期开采条件下的工程地质风险预测技术、安全保障技术与环境监测技术装备的研发势在必行，要从室内模拟→多尺度预测→原位监测→开采风险预警→一体化调控方案，建立完整的研究链条。[/size][size=15px]（3）提升产学研用协同创新的效能，深化体制机制改革和创新。①探索建立以知识、技术、数据为[/size][size=15px]生产要素，由市场评价贡献、按贡献决定报酬的机制，激发科技人员推动技术创新和科技成果转化的积极性、主动性和创造性。②以建立国家战略科技力量为目标，坚持合作开放，充分发挥国内外优势力量，联合高校、科研院所、企业，组建多学科交叉的协同创新团队，构建协同创新体系，共同推进天然气水合物勘查开发产业化。③要推进天然气水合物勘查开发科技成果快速、有效转化，实现核心技术与装备的国产化、工程化。[/size]

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