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  • 《石油与天然气化工》
  • 2017年 第46卷 第6期
  • 出刊日期:2017-12-25
《石油与天然气化工》重点报道石油与天然气工业化学化工领域的新技术及新经验,是我国唯一一家全面报道油气处理、加工及其利用技术的科技期刊,设置了油气处理与加工、天然气及其凝液的利用、油气田化学、分析计量与标准化、安全与环保5个专栏。

2017年第46卷第6期

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    • 油气处理与加工
    • 超声速喷管内CO2气体凝结特性研究
      曹学文,赵西廓,孙文娟
      基于欧拉——欧拉双流体模型,建立气相及液相流动控制方程组,结合凝结成核与液滴生长理论,对喷管内CO2气体的凝结特性进行了数值模拟研究。结果表明,采用的数学模型和数值计算方法可较准确地反映喷管内气体的凝结流动过程。CO2气体凝结潜热较小,凝结冲波现象不明显;气体进入喷管特别是在经过喉部之后,在马赫数增大的同时,压力和温度降低,过冷度增加,最大可至30 K左右,并于凝结发生后快速下降至约5 K;CO2气体成核过程在时间和空间上表现出急剧性。凝结起始位置距喉部约2.21 mm,成核率由0激增至2.04×1021 m-3·s-1,液滴数目达到1015的数量级;凝结核心形成后,气体分子在一定的过冷度下在液滴表面团聚、液化,液滴半径和湿度迅速增加。成核过程结束后,已有凝结核心仍能不断生长,至喷管出口处液滴半径增至1.46×10-7 m,湿度可达0.093 5。 
      2017  Vol.  46(6):    1-7    [摘要](75)    [PDF](66)
    • 醇胺脱硫溶液中铁离子的来源及其影响研究
      颜晓琴,刘艳,吴明鸥,谭雪琴,张小兵,闵杰,王向林
      通过分析天然气净化装置中水样和固体样品开展模拟实验,研究了醇胺脱硫溶液中铁离子的来源及其影响。研究结果表明,醇胺脱硫溶液中铁离子含量增大,是因为装置中产生了较多的碳酸亚铁、乙酸亚铁等溶解度较高的腐蚀产物;脱硫溶液中铁离子含量增大后,会与硫化氢反应生成硫化亚铁沉淀,硫化亚铁沉淀不断积累,堵塞部分塔盘和富液过滤器,继而导致装置出现拦液问题。 
      2017  Vol.  46(6):    8-13, 18    [摘要](78)    [PDF](47)
    • 延迟焦化加热炉过剩空气量对其运行周期的影响
      刘建山,雷亮,董长军
      延迟焦化装置加热炉过剩空气量不仅影响其热效率,还影响加热炉的运行周期。介绍了加热炉炉管结焦机理,分析了影响加热炉炉管结焦的影响因素,利用专业的焦化加热炉工程设计软件,考察过剩空气量对焦化加热炉对流段和辐射段热负荷、炉管表面热强度、炉管管壁温度及火焰燃烧温度的影响,同时分析了对焦化加热炉炉管运行周期的影响。通过考察,某石化公司延迟焦化加热炉过剩空气量从5%(y)提高到13%(y),炉膛温度由715.8 ℃降至709.4 ℃,炉管管壁温度由510.3 ℃降至505.8 ℃。结果表明:过剩空气量稍高可适当降低辐射炉炉管的表面热强度,从而降低辐射炉炉管的表面温度及辐射炉炉管内的结焦倾向,延长运行周期。 
      2017  Vol.  46(6):    14-18    [摘要](53)    [PDF](41)
    • 氧化吸收工艺对天然气净化厂延伸克劳斯装置影响的模拟研究
      杨威,苗超,冉田诗璐,陈强,杨安,何金龙,常宏岗,刘卓旻
      针对氧化吸收工艺应用于天然气净化厂克劳斯装置尾气减排的情况,利用VMGSim软件建立模型,模拟了氧化吸收工艺吸收并再生的SO2返回某延伸克劳斯装置的过程,阐明了不同的SO2返回位置对该延伸克劳斯装置硫回收率及主燃烧炉温度的影响,提出了应对措施,可为氧化吸收工艺在天然气净化厂延伸类克劳斯装置上的应用提供参考。 
      2017  Vol.  46(6):    19-23    [摘要](62)    [PDF](51)
    • 催化汽油加氢脱硫装置国V改造开工总结
      赵德强,董海明
      介绍了1.8×106 t/a催化汽油加氢脱硫装置使用Axens公司 Prime-G+工艺进行国V改造后的工艺流程和改造内容,分析了装置改造后开工运行初期满负荷工况和初步优化情况。对开工过程中存在的问题进行分析并提出解决措施。结果表明,Prime-G+工艺成熟可靠,轻、重及混合精制汽油的各项指标均达到国V汽油指标要求,通过减缓一段、二段加氢脱硫单元的脱硫率等初步优化措施,可降低辛烷值损失,降低辛烷值损失的措施可进一步优化。 
      2017  Vol.  46(6):    24-30    [摘要](52)    [PDF](50)
    • 加氢进料燃烧炉运行优化研究
      于艳秋,樊建春
      为了解决加氢进料燃烧炉排气温度偏高的问题,通过建立数据模拟模型,分析了加氢进料燃烧炉入口燃料气流量、空气流量、低压蒸汽流量、上游尾气流量等因素对加氢进料燃烧炉出口温度、H2摩尔分数以及炉内流场的影响,得出最佳工艺优化方案。并通过现场应用得出,加氢进料燃烧炉出口温度明显降低,燃料气用量也有所降低。在解决加氢进料燃烧炉出口温度偏高的同时,实现了节能降耗的目的,为国内同类加氢进料燃烧炉的研究提供了借鉴。 
      2017  Vol.  46(6):    31-38    [摘要](56)    [PDF](42)
    • 天然气及其凝液的利用
    • SCORE丙烷回收流程模拟与分析
      朱聪,张世坚,蒋洪
      单塔塔顶循环(SCORE)工艺是国外广泛采用的一种低温分离流程,主要用于回收天然气中丙烷及比丙烷更重组分,是在塔顶循环(OHR)丙烷回收流程基础上的一种改进丙烷回收工艺,该工艺流程具有流程简单、丙烷回收率高、系统热集成度高、对气质适应性强等特点。分析了SCORE工艺流程结构、工艺原理及流程特征,流程中脱乙烷塔采用复合塔,由吸收段与分馏段组合而成,侧线气相抽出物流经冷凝分别为吸收段提供回流和侧线气相抽出补充物料,低温侧线液相抽出物流预冷原料气可降低重沸器负荷,提高系统热集成度和丙烷回收率。重点通过实例分析塔顶回流、气相及液相抽出物流等操作条件对SCORE流程的丙烷回收率及系统能耗的影响。并选取3组不同气质对SCORE流程进行适应性分析,结果表明,SCORE流程是一种回收率高、适应性较宽的高效丙烷回收流程,值得在我国丙烷回收工程领域推广应用。 
      2017  Vol.  46(6):    39-44    [摘要](48)    [PDF](52)
    • LNG加气站BOG再液化工艺研究及经济性分析
      焦纪强,彭斌,张春燕
      蒸发气(Boil-Off Gas,BOG)的处理是LNG加气站应考虑的关键问题之一,关系着加气站的能耗及安全平稳运行。为此,建立了LNG加气站BOG产生量静态计算模型,以兰州市某加气能力为1.5×104 m3/d的加气站为研究对象,设计提出了1套利用液氮冷量的BOG再液化装置(1台液氮储罐,1台BOG/液氮换热器,1台LNG收集罐及管路阀门),以避免BOG直接放散造成的能源浪费和环境污染,实现加气站BOG“零排放”。在此基础上,理论计算了BOG再液化装置的再液化能力,并对其进行经济效益分析。结果表明,加气站BOG的产生量为322 kg/d,BOG再液化量与液氮消耗量质量比为1∶1.92,为试验装置的设计提供了理论依据。该装置安全寿命期内静态分析总投资费用为39万元,税前年利润总额为14.4万元,净利润为10.5万元,经济效益较为显著。由此可知,LNG加气站应考虑BOG再液化装置投资。 
      2017  Vol.  46(6):    45-50    [摘要](59)    [PDF](47)
    • 变压精馏分离碳酸二甲酯-甲醇共沸物的稳态模拟
      李建伟,雷姣姣,白峰,辛欣
      碳酸二甲酯与甲醇形成的共沸物是一种难以分离的物系,采用Wilson热力学模型,通过Aspen Plus流程模拟软件对变压精馏分离碳酸二甲酯-甲醇共沸物的工艺进行稳态模拟优化,优化后的结果为:常压塔(0.1 MPa)实际塔板数为25,进料板位置为5,回流比为1.4;加压塔(1 MPa)实际塔板数为34,进料板位置为27,回流比为1.2。优化后碳酸二甲酯与甲醇的回收率均为99.99%。 
      2017  Vol.  46(6):    51-55, 61    [摘要](49)    [PDF](43)
    • CH4/N2在Zr-MOFs上的吸附分离研究
      韩素英,范卫东,高荔,曹运祥,孙道峰
      以H4L为配体,与金属离子Zr4+自组装得到棒状晶体Zr基金属有机框架材料(Zr-MOFs),并借助X射线单晶衍射、N2吸附脱附、X射线粉末衍射、热重等对其结构进行表征,利用气体吸附仪测量了CH4和N2的吸附等温线,采用克-克(Clausius-Clapeyron)方程计算CH4的吸附热,并运用Ideal Adsorbed Solution Theory(IAST)理论来计算CH4/N2的分离因子(SCH4/N2)。结果表明:在273 K、0.1 MPa时,晶体Zr-MOFs对CH4有较好的吸附效果,吸附量为8.2 cm3/g,对CH4/N2的选择性分离因子(S)为6.3,且具有较好的分离效果;对吸附热力学的研究表明,CH4的吸附热在20 kJ/mol左右,相对分子筛类吸附剂吸附热较小,易于吸附剂的再生。
      2017  Vol.  46(6):    56-61    [摘要](53)    [PDF](42)
    • 油气田化学
    • 浅层油藏稠油热水/CO2驱油效率实验模拟研究
      黄海赞,木合塔尔,王宗旭,董宏,卢小波,杨柳,路遥
      新疆油田九6区齐古组浅层稠油油藏已进入蒸汽开采中后期,油藏开采经历了蒸汽吞吐、加密调整、蒸汽驱过程,采出程度为37%。现阶段单一蒸汽驱效果明显下降,地层亏空严重,蒸汽热利用效率低,吸汽不均,波及程度差异大,油水流度比大,采收率低。热水复合CO2驱油充分利用热水热效应和发挥CO2溶解降黏等作用,是提高原油采收率的有效方法。因此,针对九6区稠油开展不同混合方式热水/CO2驱油模拟实验,分别研究了纯热水驱、热水与CO2混注、热水与CO2段塞的驱油效率。结果表明,纯热水驱累积驱油效率为49.19%,热水/CO2混注累积驱油效率最大为71.25%,段塞驱累积驱油效率高达85.96%。同时,分析了驱出原油及岩心残余油组分变化。 
      2017  Vol.  46(6):    62-65, 78    [摘要](59)    [PDF](44)
    • 油田用于CO2起泡的表面活性剂的研究现状
      赵淑霞,杨永恒,马涛
      介绍了油田用CO2泡沫的发展过程,以及对用作起泡剂的表面活性剂的要求。重点介绍了国内外CO2泡沫用表面活性剂的发展现状,现场用于CO2泡沫的水溶性表面活性剂的种类,用于CO2泡沫的溶于CO2的表面活性剂的研究现状,并总结了CO2泡沫在现场的应用情况。 
      2017  Vol.  46(6):    66-70    [摘要](54)    [PDF](48)
    • 高效环保型页岩气开发水基钻井液体系研究
      李林,黄文章,向林,李敏,邓磊,朱力敏,沈丽
      目前在页岩气水平段钻井过程中常用油基钻井液,但存在一系列环保问题。因此,有必要研究出一种可替代油基钻井液的高效环保型水基钻井液体系。针对涪陵礁石坝区块龙马溪-五峰组页岩气地层的实际情况,通过老化前后流变性、高温膨胀率、滚动回收率、常温中压失水、高温高压失水以及极压润滑摩阻系数等实验,以KCl和甲酸钠为抑制剂、准纳米颗粒与新型Soltex复配、高效润滑剂与乳化剂复配,研制出一种强抑制性、强封堵和良好润滑性的高效环保型水基钻井液体系。性能评价结果表明,该体系膨胀率为5.12%、FLAPI为1.6 mL、FLHTHP为4.8 mL、Kf为0.14,能够满足水平段泥页岩地层钻进的要求。 
      2017  Vol.  46(6):    71-74    [摘要](57)    [PDF](58)
    • 新型氧化铵型抗油起泡剂的合成与研究
      杨亚聪,田伟,惠艳妮,贾友亮,李辰
      以异构长链烷基脂肪酸与二甲基丙二胺进行缩合反应,得到异构长链烷基叔胺中间产物,再与氧化剂发生氧化反应,合成了一种异构长链烷基两性氧化胺起泡剂。起泡剂最佳合成条件为:缩合反应的反应温度为150 ℃,n(异构长链烷基脂肪酸)∶n(二甲基丙二胺)=1∶1.04,反应时间为8 h;氧化反应的反应温度为85 ℃,n(异构长链烷基叔胺)∶n(双氧水)=1∶1.2。该起泡剂溶液在进行降黏处理后,黏度为26.7 mPa·s,表面张力仅为28.3 mN/m。室内评价在20%(φ)凝析油条件下,起泡高度达167 mm,携液率分别达到65%;起泡剂抗温达90 ℃,抗矿化度达 200 g/L。在苏里格气田开展了5口井(凝析油体积分数小于20%)的现场应用,加注后气井产气量增加30%。
      2017  Vol.  46(6):    75-78    [摘要](42)    [PDF](44)
    • 氮气辅助降黏技术在吉7井区的研究与应用
      武建明,石彦,王洪忠,唐晓川,褚艳杰,柯岩
      针对昌吉油田吉7井区油藏南部部分油井投产后出现供液能力差、产量递减快、不能持续性生产的现状,开展了氮气辅助化学剂降黏技术的研究与应用。结合吉7井区油藏属性,对降黏剂的适应性进行了评价。实验结果表明,在吉7井区储层温度、矿化度条件下,该降黏剂对稠油具有较好的降黏效果(质量分数1.5%,降黏率75%~85%)。现场应用结果表明:该工艺的应用能够解决油井供液困难、不能连续生产的问题;共实施8井次,累计增油1 011.2 t;与未注氮气的油井相比,使用氮气辅助工艺能够起到较为明显的助排作用和控制油井含水上升的作用。 
      2017  Vol.  46(6):    79-81    [摘要](47)    [PDF](39)
    • 分析计量与标准化
    • 离子色谱法测定天然气中H2S含量
      乔宁强,杨贤,王斌邰,文亮
      建立了一种用离子色谱测定天然气中H2S含量的新方法。该方法将天然气中H2S通过碱液吸收,过氧化氢氧化为硫酸根离子,用离子色谱仪对溶液中的硫酸根离子浓度进行测定,进而计算出天然气中H2S含量。在H2S质量浓度为0.60~30 mg/m3之间的峰面积与质量浓度呈线性关系,相关系数为0.999 8。方法检出限为0.11 mg/m3。对H2S质量浓度为1.52 mg/m3的天然气标准气体进行10次测定,相对标准偏差为3.14%。对3个H2S质量浓度分别为1.52 mg/m3、3.04 mg/m3和9.13 mg/m3的天然气标准气体进行测定,相对误差均小于5%。 
      2017  Vol.  46(6):    82-85    [摘要](49)    [PDF](48)
    • 电位滴定分析ASP驱采出液中表面活性剂浓度
      沈少春,李应成,沙鸥,GeorgeJ.Hirasaki,MauraPuerto,ClarenceA.Miller
      以十二烷基磺酸钠为例,考察了利用电位滴定方法分析ASP三元复合驱采出液中表面活性剂浓度时,pH值、盐度、聚合物含量、石油酸皂浓度等因素对分析结果的影响,研究出因石油酸皂和聚合物的存在导致结果偏高的消除方法,并对方法的检出限进行研究。该方法为ASP三元驱中十二烷基磺酸钠类阴离子表面活性剂浓度的分析提供了参考。
      2017  Vol.  46(6):    86-90    [摘要](47)    [PDF](35)
    • 天然气总硫含量测定方法国际标准进展
      周理,李晓红,沈琳,罗勤,郭开华,何敏,丁思家
      天然气总硫含量关系到管道安全,环保排放,世界各国和组织均对总硫指标提出了较为严格的规定,并作为衡量天然气品质的一项重要控制指标。总硫含量的检查技术和标准也越来越引起国际上的关注和重视。自2011年开始,依托中国石油西南油气田公司含硫气田开发过程总硫测定经验和技术沉淀,着手通过国内天然气总硫测定方法标准的进步大力推动国际标准的发展,为建立总硫测定国际标准体系,陆续开展了“氧化微库仑法测定总硫”“紫外荧光法测定总硫”和“色谱法测定总硫”的国际标准研究。目前,库仑法和紫外荧光法两项国际标准制定工作已经完成。重点对两项国际标准制定过程的主要工作量和关键技术点进行了归纳和总结,同时给出了利用色谱法测定总硫方法制定国际标准的可行性,提出了下一步将色谱法测定总硫写入国际标准的建议。 
      2017  Vol.  46(6):    91-96    [摘要](50)    [PDF](37)
    • 安全与环保
    • 城镇燃气门站天然气梯级除尘除油装置的净化性能
      卢国敏,赵英杰,张玉燕
      为了评价天然气梯级除尘除油净化装置的净化性能,通过对上海管网天然气某门站天然气梯级除尘除油净化装置进行净化性能分析试验研究,阐述了其结构和性能特点,并通过现场运行数据分析与颗粒流动演示,研究了除油除尘效果、运行压差、油水粉尘杂质捕集量。研究表明,系列梯级除尘除油净化预处理装置初始压降0~1 kPa,运行30天后,压差仅为5~6 kPa,30天内密度梯度过滤单元纳污量达615.3 kg,单位滤料的杂质捕集量为24.1 kg,适合于高气量压力波动、高油水粉尘含量等复杂天然气输配工况。 
      2017  Vol.  46(6):    97-101    [摘要](57)    [PDF](46)
    • 基于FLUENT的LPG球罐泄漏扩散规律探究
      冯博,马云龙,王家远
      针对液化石油气球罐泄漏扩散问题,基于计算流体动力学软件FLUENT,参照某型号球罐,建立球罐的三维模型。模拟得到LPG的泄漏扩散分布规律,并根据LPG的1.5%(φ)~9.5%(φ)爆炸极限确定LPG泄漏后的危险区域。模拟结果得出LPG泄漏扩散的规律并以此预测LPG泄漏扩散危险区域。为此类事故的预防、控制以及人员应急逃生等提供了参考。 
      2017  Vol.  46(6):    102-105, 110    [摘要](43)    [PDF](37)
    • 延长气田含甲醇污水再生系统模拟及优化改造
      赵运涛,王毅,曹强强,郭琦,范峥,刘安,李稳宏
      延长气田含甲醇污水处理装置自投用以来,始终存在设备易结垢、易腐蚀,运行不稳定,产品质量不合格,尤其是甲醇产品指标无法满足设计要求等诸多问题。分别选择NRTL方程作为理想的热力学模型和Aspen plus软件全流程模拟甲醇再生系统,为后续优化改进提供了可靠的基础模型。进而提出了甲醇再生工艺优化方案,包括:增添空冷器及提升泵、改变塔板形式、增加塔板高度等,同时对优化后甲醇再生工艺进行流程模拟。结果表明甲醇产品和回注水模拟值均达到设计要求。利用该优化方案改造后的甲醇再生新装置已成功试车,装置运行安全稳定,甲醇产品质量分数为96.10%、回注水甲醇质量分数为0.19%,满足工业生产指标。 
      2017  Vol.  46(6):    106-110    [摘要](42)    [PDF](39)

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