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  • 《石油与天然气化工》
  • 2017年 第46卷 第3期
  • 出刊日期:2017-06-25
《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3期

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    • 油气处理与加工
    • 气-液两相放电加氢精制生物油的试验研究
      赵卫东,黄健泉,倪康,张潇尹,赖志豪
      采用H2与生物油构建气-液两相放电低温等离子体体系,以实现常压、低温、无催化剂条件下生物油的加氢精制。通过自行设计气-液两相低温等离子体放电装置,系统地研究了工作电压、气体流量、反应时间等因素对生物油加氢脱氧和理化特性的影响规律。研究结果表明,随着工作电压和气体流量的增大,气-液两相放电加氢精制生物油的脱氧率及高位发热量均呈现先增加后减少的趋势;随着反应时间的延长,二者则呈现先增加后稳定的趋势。与催化裂解、快速热解制取的生物油相比,气-液两相放电加氢精制的生物油中醇类、酚类、酮类物质的含量相对较低,而碳氢类物质显著增多,精制生物油品质得到提升,证实了气-液两相放电加氢精制生物油技术方案的可行性。 
      2017  Vol.  46(3):    1-6    [摘要](57)    [PDF](66)
    • MEA-PEHA复合溶液吸收/解吸CO2气体实验研究
      曹伟,曲燕,陆诗建
      为了开发性能优良的MEA/烯胺复配吸收剂,本研究采用自主设计的CO2捕集吸收/解吸装置,通过测试烯胺及MEA/烯胺复配吸收剂的吸收速率、吸收量、解吸速率、解吸率等指标确定最佳单组分烯胺溶剂及其与MEA的最佳复配溶剂。研究结果表明,单溶剂中五乙烯六胺(PEHA)的吸收和解吸效果最好,解吸温度最低,是最佳的单组分烯胺吸收剂;不同物质的量浓度比(4∶6~9∶1)的MEA-PEHA复配溶液中,物质的量浓度配比为5∶5的MEA-PEHA复配溶液饱和吸收量最大(1.72 mol),平均吸收速率最高(81.74×10-6 mol/s),解吸温度最低(68 ℃),平均解吸速率最大(137.09×10-6 mol/s)以及解吸率较高(95.23%),是CO2捕集的最佳MEA-PEHA混胺体系。 
      2017  Vol.  46(3):    7-12, 16    [摘要](42)    [PDF](51)
    • 高温高压气田处理厂堵塞物实验分析及对策
      张利明,图孟格勒,肖克,熊伟
      在试投产过程中,我国西部某高温高压气田天然气处理厂低温分离器形成大量固体堵塞物,造成处理装置卡堵。通过化验分析发现,固相沉积物质组分主要为C12~C14;当装置运行压力为6.85 MPa、温度降至-9.5 ℃时,直接在气相中析出固体结晶,堵塞低温分离器。现场试验结果表明,适当提高低温分离器操作温度,可在一定程度上减少固相沉积物的形成,但仍不能完全解决固相沉积物的堵塞问题。结合注入轻烃的方法,可有效清除固相沉积。 
      2017  Vol.  46(3):    13-16    [摘要](49)    [PDF](49)
    • 常压分馏过程模拟及优化提高轻重馏分分割精度
      刘建山,李荣,李正强
      以轻质原油为原料,采用PRO/II工艺流程模拟软件,分别考察常压分馏塔清洗段理论级数、汽提段理论级数及过汽化率对常压轻重馏分分割的影响,确定合适的常压塔设计条件。结果表明,中石油克拉玛依石化公司Ⅱ套常减压蒸馏装置常压分馏塔设计的适宜条件为:清洗段3个理论级数、汽提段3个理论级数、常压塔进料温度360 ℃。经技术改造后,360 ℃前馏分油收率由40%(w)提高至44.81%(w),改造效果较为理想。 
      2017  Vol.  46(3):    17-21    [摘要](43)    [PDF](40)
    • 基于粒子群算法的天然气三甘醇脱水工艺参数优化研究
      颜筱函,李柏成
      目前,很多研究学者针对三甘醇(TEG)脱水流程的工艺参数做了大量优化改进。然而通常采用的软件模拟手段或基于现场试验的方法难以高效、准确地达到预想的优化效果,且由于人为因素的干扰易导致能源浪费。基于此,提出了将粒子群优化(PSO)算法与HYSYS模拟软件相结合的优化方法,通过Matlab软件与HYSYS软件的交互,利用PSO算法自动更新优化决策变量,使之不断向最优值靠拢,达到最理想的优化目标。该方法不仅提高了优化效率,同时避免了人为因素的影响,增强了系统的可靠性。最后,将其应用于具体的算例中,以脱水能耗最小为目标函数,以TEG循环量和再生塔温度为决策变量。以HYSYS为运算内核,利用PSO优化得出能耗最小的工艺参数。结果表明,优化后的TEG循环量降低了0.2 m3/h,重沸器温度降低了6 ℃,系统总能耗每天降低了93.8 kW。该优化方法的采用对现场的工艺操作和参数设定提供了指导,对油气田经济效益的提高具有重要意义。 
      2017  Vol.  46(3):    22-26    [摘要](45)    [PDF](46)
    • 减少延迟焦化装置焦粉携带的技术措施
      李林,刘小维,姚伟,张尚勇
      延迟焦化装置因其工艺的特殊性,焦化油品和含硫污水中不可避免会携带焦粉。分析了焦粉产生的原因和危害,对减少装置焦粉携带的技术措施进行了介绍,包括优化操作条件减少焦粉携带、反冲洗过滤器、旋流分离法、絮凝沉降法、陶瓷膜过滤法等除焦粉方法。通过采取相应措施,可有效减少延迟焦化装置的焦粉携带问题,保证了装置的平稳运行。分析了各种方法的优缺点,对减少延迟焦化装置焦粉携带技术的应用前景进行了展望。 
      2017  Vol.  46(3):    27-30, 35    [摘要](45)    [PDF](43)
    • 炼油厂胺液脱硫系统运行问题及分析
      王自顺,孙兰霞,涂连涛
      某炼油厂原油加工能力1 000×104 t/a,全厂各装置产生的干气、液化气均采用醇胺溶液脱硫工艺实现对H2S的有效脱除。针对炼油厂胺液系统存在的污染、损失、发泡、热稳定性盐的控制等问题,有针对性地提出技术改造措施和管理措施,使胺液系统的运行日趋平稳。胺液损失从9.83 t/月降至8.28 t/月,下降了15.8%。 
      2017  Vol.  46(3):    31-35    [摘要](42)    [PDF](38)
    • 天然气及其凝液的利用
    • 基于高速膨胀的气体液化成核模型修正
      曹学文,靳学堂,夏鹏,杨文,孙文娟
      当前基于高速膨胀的气体液化研究仍处于理论探索阶段,所用成核模型多为内部一致经典成核理论(ICCT),不过该理论应用于低温真实气体时偏差较大。针对理论推导过程的忽略因素,作如下修正:采用逸度求解化学势差,液滴曲率对表面张力影响的修正优选Tolman模型,状态方程优选SRK、低温表面张力推荐LD公式。将模型修正前后的理论结果与水、烷烃的实验数据对比发现,低温时ICCT预测值偏高,最大偏差3~4个数量级;而修正后偏差可降低1~2个数量级,预测偏差降至2个数量级以内,特别对烷烃类偏差均在1个数量级以下。修正后的模型能获得较好的预测结果,可作为天然气高速膨胀液化研究的成核基准公式。 
      2017  Vol.  46(3):    36-41, 60    [摘要](32)    [PDF](34)
    • 乙二醇回收工艺中影响除盐剂除盐效率的试验研究
      唐坤利,冯业庆,唐彬,全红平,李卓柯
      乙二醇作为天然气水合物抑制剂在国内外气田尤其是深海气田中得到广泛应用。针对目前常用的闪蒸法脱盐工艺存在能耗较高的缺点,提出了一种使用除盐剂对回收乙二醇进行除盐的方法。利用氯化钠在溶剂中的溶解度与溶剂极性相关的原理,筛选出了一种低成本、高除盐能力、可循环利用的除盐剂DA-A。探究了体系温度、pH值、水含量、除盐剂加量及加入方式对除盐能力的影响,并对除盐剂DA-A的回收情况进行了实验研究。 
      2017  Vol.  46(3):    42-45    [摘要](29)    [PDF](31)
    • 等压开式制冷天然气凝液回收工艺优化研究
      邱鹏,王登海,刘子兵,郑欣
      等压开式制冷工艺是一种较新的天然气凝液回收工艺技术,与目前广泛采用的直接换热工艺相比,该工艺所需设备数量少,投资和运行费用低。以长庆油田典型伴生气为例,对该工艺进行了模拟研究,分析并优化了影响该工艺C+3回收率以及能耗的主要工艺参数。计算结果表明:①C+3回收率随原料气预冷温度的降低而增加,当原料气预冷温度低于-30 ℃后,C+3回收率随温度变化的增幅变缓;②混合冷剂节流压力对C+3回收率以及脱乙烷塔塔底重沸器热负荷的影响不显著,但节流压力降低会增加混合冷剂压缩机的能耗;③混合冷剂冷却温度越低,C+3回收率越高。最优操作条件为:原料气预冷温度-30 ℃,混合冷剂节流压力500 kPa,混合冷剂冷却温度-30 ℃。此时,C+3回收率可达96.1%。 
      2017  Vol.  46(3):    46-50    [摘要](28)    [PDF](29)
    • 全逆流无返混喷射塔板技术在C4萃取中的应用
      洪伟,祝秀,刘海彬
      由于石油炼制和石化生产过程中产生的副产物C4烃类的产量逐年增加,据推算,国内炼厂C4总量每年超过600×104 t,因此,研究C4组分的分离及深加工利用开发对国内乙烯工业及相关工业的发展具有重要的战略意义和现实作用。目前,在C4分离及深加工的萃取精馏中存在塔板阻力降大、处理能力达不到满负荷、分离指标不合格、能耗高等问题。介绍了浙江宁波昊德化学工业股份有限公司C4萃取及汽提塔改造前的情况及存在的问题。对此,将原DJ浮阀塔板全部更换为全逆流塔板,改造后装置负荷由约80%提高到130%,蒸汽消耗节省35%,各项指标均良好,未出现拦液等现象,装置目前运行平稳。 
      2017  Vol.  46(3):    51-60    [摘要](29)    [PDF](33)
    • 油气田化学
    • 超低浓度胍胶压裂液体系在大牛地致密气田的现场试验
      杨同玉,何青,付娜,陈世军,赵静
      大牛地气田具有低压致密、储层物性差、易水锁伤害及敏感性等特征,不经过储层改造措施无法获得高产能。在常规0.45%(w)胍胶压裂液体系的基础上,通过对交联剂、助排剂和破胶剂进行优化调整,研发出一种超低浓度胍胶压裂液体系。结果表明,使用强交联剂SITAR-11,可将羟丙基胍胶的质量分数由常规的0.45%降低至0.30%,交联后的冻胶在90 ℃、170 s-1下剪切120 min后,黏度大于140 mPa·s,在38%的高砂比时,仍具有优良的携砂能力。使用生化复配型高效助排剂ZITHE-34,破胶液表面张力降至22.4 mN/m,界面张力降至0.9 mN/m。使用压裂破胶酶FANFA-06和APS耦合式破胶技术,残渣量由常规体系破胶后的300 mg/L降至180 mg/L,降低了对地层的伤害。在大牛地气田山1和盒1储层进行了2口水平井的压裂施工,压裂过程中加砂比和施工压力均满足设计要求,压后返排率为28.2%和30.1%,无阻流量为7.7×104 m3/d和10.8×104 m3/d,增产效果显著。 
      2017  Vol.  46(3):    61-64    [摘要](30)    [PDF](32)
    • 一种气井井筒用新型中性清防垢剂的研究与应用
      蒋文学,万向辉,金娜
      针对苏里格下古气田因出水引起井筒缓慢堵塞,导致部分井产量下降的问题,开展了堵塞原因分析。为了减少入井液对管柱的腐蚀、延缓检修周期,开发出一种中性清防垢剂。产品室内评价结果表明:该产品16 h对堵塞物溶解率可达到95%以上,对管柱腐蚀极低;质量浓度为40 mg/L时,对不同种类无机垢的阻垢率达到80%以上,可延缓井筒结垢周期。产品现场应用3井次,解除了井筒堵塞,平均单井日产气量提高了213.3%。 
      2017  Vol.  46(3):    65-66    [摘要](34)    [PDF](40)
    • pH响应性预制凝胶颗粒的制备与溶胀性质
      毕卫宇,黎晓茸,黄伟
      为实现CO2驱油工艺中的深部波及控制,基于不稳定交联策略,设计了一种具有pH响应性质的预制凝胶颗粒。在同时引入酸性敏感型缩醛和稳定型双重交联剂的条件下,以丙烯酰胺为单体,通过溶液自由基聚合反应进行了制备。考察了缩醛含量、温度和介质pH值对其溶胀性质的影响,将制备的预制凝胶颗粒连续置于盐水和pH 值≤ 3.0的酸性缓冲溶液中后,表现出两级溶胀特性,而按常规方法制备的凝胶颗粒在同样条件下仅为单级溶胀模式。当稳定交联剂用量一定时,在两种介质中的平衡溶胀度均随缩醛用量的增加而降低。制备的凝胶颗粒在中性介质中的平衡溶胀度受温度影响较小,在酸性介质中溶胀速率和平衡溶胀度均随温度升高而增大。因此,这种具有pH响应性两级溶胀行为的预制凝胶颗粒对于实现CO2驱油工艺中的深部波及控制将具有潜在的应用前景。
      2017  Vol.  46(3):    67-72    [摘要](31)    [PDF](32)
    • 塔里木油田酸压返排液重复利用研究
      袁学芳,卜涛,刘举,陈馥,吴红军,罗米娜
      为确定组成复杂、浮油和高价金属离子含量高、酸性强的塔里木油田酸压返排液处理后能否顺利地配制压裂液,通过对返排液水质分析,提出了一套“过滤-化学沉淀-絮凝沉降-压裂液配制”的处理工艺。大量的浮油影响压裂液的溶胀及交联,滤布过滤可去除浮油与块状杂质组成的黏稠物;高价金属离子阻碍稠化剂分子的伸展,影响压裂液的携砂性能,碳酸钠可直接沉淀金属离子并中和残酸;简单处理之后需絮凝剂进一步絮凝处理,除去返排液中的小颗粒杂质。将处理后的水调节至中性或弱酸性直接配制成压裂液使用,可杜绝环境污染,缓解油田水资源匮乏问题。沉淀剂质量浓度为145 g/L、絮凝剂质量浓度为1 000 mg/L时,返排液中悬浮颗粒杂质的去除率达98%,水质平均粒径2.36 μm。利用处理后的酸压返排液配制的压裂液挑挂性能良好,其流变性能和黏弹性能与清水直接配制的压裂液相差不大,均满足SY/T 6376-2008 《压裂液通用技术条件》常规压裂液性能标准,适用于塔里木油田超深井高温高剪切要求。研究表明,酸压返排液重复利用配制压裂液的工艺是可行的。
      2017  Vol.  46(3):    73-77    [摘要](28)    [PDF](35)
    • 桩西原油/化学驱体系油水界面扩张流变性影响因素研究
      张博,郑玉飞
      目前,化学驱技术是我国提高油田采收率的重要研究方向,而油水界面扩张流变性对于揭示化学驱的机理具有重要意义。为考察油水界面扩张流变性的影响因素,利用德国KRSS公司的DSA100型界面扩张流变仪对桩西原油/化学驱体系进行了研究。结果表明:老化时间对油水界面扩张流变性具有显著影响;在桩西原油各组分中,沥青质组分对于油水界面扩张流变性的影响居于主导地位;油水体系的扩张模量和弹性模量会随着原油浓度的增大而先增大后减小,黏性模量的变化则不明显;油水界面的扩张模量和弹性模量随NaCl浓度的增大呈下降的趋势;OP系列表面活性剂会使体系的弹性模量减小,增大黏性模量的贡献,且OP系列表面活性剂的环氧乙烷数越多,作用效果越强。 
      2017  Vol.  46(3):    78-82    [摘要](39)    [PDF](35)
    • 双河油田欠注井注聚堵塞研究
      付美龙,黄倩,刘传宗
      根据双河油田北块Ⅳ1-3层系注聚井欠注和注入压力过高的状况,开展了聚合物注入特征的研究,其中包括聚驱过程中的注入速度、浓度、压力梯度、岩心渗透率和溶液黏度对注入性的影响。实验表明,注聚浓度对注入性的影响最大,注入速度对注入性的影响最小。渗透率对聚合物的注入性以及在储层中的传播能力均会产生影响,当岩心渗透率<0.8 μm2时,机械捕集和吸附共同作用,岩心后部堵塞程度大于前部;当岩心渗透率>0.8 μm2,聚合物溶液会进入到岩心深部,只有吸附发生作用,导致孔喉轻微堵塞。同时在注聚实验中岩样后部的压力梯度达到了最大值,说明在后部产生了堵塞。在现场实施聚合物浓度调节后,发现油田现场欠注下降率最大达到35%,说明可以有效改善注聚井注入性,是实现提压增注的有利途径。 
      2017  Vol.  46(3):    83-87    [摘要](29)    [PDF](34)
    • 微乳助排剂的研制及性能评价
      陈曦,郭丽梅,高静
      采用两性表面活性剂、双子表面活性剂和非离子表面活性剂作为主剂、添加助剂及油相,复配得到了具有低表面张力和低界面张力的微乳液,并对其粒径、热稳定性、改善水润湿性能力、与压裂液配伍性及返排提高率进行评价,得到了具有优异助排效果的微乳液体系。结果表明:该体系粒径分布约80 nm,其表面张力平衡值约26.0 mN/m,与煤油间界面张力最低可降至<0.1 mN/m,可改善云母表面润湿性,与其接触角最高改善约70°,返排提高率最高达到了29.72%;微乳液具有一定的耐温性,且与压裂液、添加剂和破胶液配伍性良好。 
      2017  Vol.  46(3):    88-93    [摘要](28)    [PDF](33)
    • 分析计量与标准化
    • 原油相对分子质量测定新方法
      闫福丽,刘卫东,丛苏男,罗莉涛,张宝荣,王喆
      针对辽河油田沈84-安12块高凝油,利用元素分析仪测定原油碳、氢元素含量及氢碳原子个数比,判定原油主要组成。对原油进行气相色谱分析,采用归一化法得到原油碳数分布。结合原油的元素分析和碳数分布,计算出原油的相对分子质量。实验结果:辽河油田沈84-安12块高凝油的碳、氢元素质量分数之和达99.21%,氢碳原子个数比为2.10,说明此原油以饱和烷烃为主;气相色谱测得原油碳数分布为nC12~nC35之间的烃类组分,分离效果好;由碳元素浓度和碳数分布计算所得辽河油田沈84-安12块高凝油相对分子质量为334.98,由氢元素浓度和碳数分布计算所得数值为332.92,两者相差2.06。
      2017  Vol.  46(3):    94-98    [摘要](31)    [PDF](30)
    • 天然气在线气相色谱仪校准规范的制定
      曾文平,王晓琴,王伟杰
      现有检定规程(JJG 1055-2009)和性能评价标准(GB/T 28766-2012)都不能完全满足对天然气在线气相色谱分析仪计量性能检查的需要,且某些检定或评价项目在实际操作过程中存在局限性。分析比较了已有的检定规程和性能评价标准规定的评定项目,结合在线气相色谱分析系统使用的实际需要,提出了有效性、重复性、色谱柱分离度和分析结果一致性4项校准项目,并通过评价实例,验证了拟制定校准规范中评价项目的可行性和适用性。 
      2017  Vol.  46(3):    99-103    [摘要](32)    [PDF](40)
    • 安全与环保
    • 集输站场放空管道低温工况探讨
      陈俊文,余洋,边云燕,祝疆,杜荟敏
      油气集输站场放空系统是站内设施的重要安全保障。在事故情况下,站内高压气体必须快速泄放。放空管道材质主要参考放空过程中管道的温度进行确定。为保证选材合理性与经济性,有必要深入探讨放空工况下介质和管壁低温工况。基于超压放空和紧急放空过程,结合工程热力学基本规律,分析了放空过程管道温度的影响因素,借助商用软件OLGA探讨并模拟了某集气站放空管道的温度变化规律。结果表明,超压放空后管道温度与介质温度较为接近,但紧急放空后管道温度与介质温度存在明显差异;紧急放空工况中,管道积存气体、管道热容等对管道低温具有一定抑制作用;动态模拟为放空管道合理选材与降低成本提供了技术支持。研究成果为集输站场放空管道精细化设计提供了一定的参考与借鉴。 
      2017  Vol.  46(3):    104-109    [摘要](45)    [PDF](42)
    • 酸化返排液无害化处理技术研究
      吴伟
      针对现有酸化返排液处理工艺不完善、水质不达标,影响联合站正常运行的问题,通过对多口酸化井返排液的分析表明,酸化返排液具有pH值低、总铁离子浓度高、腐蚀速率高等特点,建立了“沉降-中和-氧化-絮凝”组合处理工艺,优化确定了工艺参数,实现处理后水pH值为6.7~7.5,总铁离子质量浓度小于5 mg/L,腐蚀速率小于0.076 mm/a,原油质量浓度低于20 mg/L,悬浮物质量浓度低于20 mg/L,达到联合站进水要求。 
      2017  Vol.  46(3):    110-114    [摘要](30)    [PDF](33)
    • 延长油田长2储层采出水回注结垢研究
      畅平,张群正,郭王钊,柯从玉,郝西鹏,逯毅
      以延长油田长2储层采油厂的采出水为研究对象,采用Scalechem软件对采出水及其与地表水、地层水的配伍进行了结垢预测。结果表明,在地面管线中,ρ(BaSO4垢)为176 mg/L,ρ(CaCO3垢)为540 mg/L;在井筒水平段,ρ(BaSO4垢)为168 mg/L,ρ(CaCO3垢)为526 mg/L,不符合油田回注水要求。需进行絮凝复配工艺处理,ρ(PAC)为60 mg/L,ρ(CPAM)为1.2 mg/L,最佳加药间隔为30 s,搅拌时间为5 min,处理后采出水透光率为88.1%,配伍性较好。采用Scalechem软件进行结垢预测,BaSO4结垢率降低超过75%,CaCO3结垢率降低甚至达到99%,降低了采水负荷,符合油田回注水要求。 
      2017  Vol.  46(3):    115-120    [摘要](30)    [PDF](32)

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