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  • 《石油与天然气化工》
  • 2018年 第47卷 第3期
  • 出刊日期:2018-6-25
《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、油气田开发、分析计量与标准化、安全与环保5个专栏。

2018年第47卷第3期

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    • 油气处理与加工
    • 填料塔离子液体气相内脱水实验研究
      吴连昆,高立东,邓俊宝,赵宏
      以1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐()离子液体为吸收剂,用空气和水蒸气的混合气模拟含水湿气,在θ金属网环填料塔中进行脱水实验。探究了离子液体流量、液体含水量、液体温度、空气流量以及进气含水量对脱水效果的影响,获得了最佳实验参数条件。实验结果表明,气体露点降随液体流量和进气含水量的增加而增大,随液体含水量、液体温度和空气流量的增加而减小。在液体流量9 L/h、气体流量1 m3/h、液体中水质量分数1%、湿气中水质量浓度18.26 g/m3、温度20 ℃的条件下,气体露点降在40 ℃以上,干气露点低于-20 ℃,取得了良好的脱水效果,在工业气体脱水、室内空气干燥等领域展现出良好的应用前景。
      2018  Vol.  47(3):    1-5    [摘要](60)    [PDF](74)
    • 糠醛萃取-高压加氢组合工艺生产高芳橡胶增塑剂的研究
      蔡烈奎,杨文中,张卉,马莉莉
      以中海油SZ36-1减三馏分油为原料,在实验室采用两段糠醛萃取工艺和两段糠醛萃取+高压加氢精制组合工艺进行生产高芳烃橡胶增塑剂的研究。结果表明,采用两段糠醛萃取+高压加氢组合工艺可以生产CA值高于25%的橡胶增塑剂产品;生产CA值为21%以上的橡胶增塑剂,其收率占减三馏分油的43%以上,各项性质满足国标GB/T 33322-2016《橡胶增塑剂 芳香基矿物油》A1820的指标要求。 
      2018  Vol.  47(3):    6-11    [摘要](67)    [PDF](77)
    • 一株天然气生物脱硫菌的分离纯化和生物学特性研究
      刘其松,孙茹,易铧
      从天然气净化厂污水池回流污泥中分离到一株硫杆菌菌株TYY-1,通过生理生化特性鉴定,该菌株可以确定为脱氮硫杆菌。从最适生长条件、生长曲线两个方面初步探讨了该菌株的生物学特性。结果表明,该菌株最适接种量为10%,生长温度为30 ℃,初始pH值为7.5。 
      2018  Vol.  47(3):    12-16    [摘要](50)    [PDF](58)
    • CH4/N2在活性炭上吸附性能的研究
      钟荣强,张玉娟
      变压吸附是分离油田伴生气中N2和CH4的可行性方法,采用质量法测定了N2、CH4在活性炭WHXR-LB20上的吸附等温线,分离系数为2.87,满足工业应用要求且再生效果好;同时测定了油田伴生气中C2H6、C3H8,n-C4H10等对WHXR-LB20的影响,结果表明,C2H6、C3H8在WHXR-LB20上再生效果很好,而n-C4H10在WHXR-LB20上有积累,该积累量使N2和CH4在WHXR-LB20上的饱和吸附量降低。 
      2018  Vol.  47(3):    17-20    [摘要](55)    [PDF](38)
    • 活化MDEA与混合胺适应性研究
      杨仁杰,陈小榆,蒋洪
      拟采用活化MDEA与混合胺两种溶剂处理天然气中的酸性组分H2S和CO2,基于活化剂PZ和DEA与CO2反应的机理不同,针对高含碳不含硫和高含碳高含硫两种气质进行了研究。通过ASPEN HYSYS 9.0模拟软件,以典型活化MDEA(PZ+MDEA)与混合胺(DEA+MDEA)作为吸收剂,研究两者的脱硫脱碳效果。结果表明:针对高含碳不含硫天然气,在达到相同的脱碳效果和相同的酸气负荷前提下,采用活化MDEA作为吸收剂体现出明显节能优势;针对高含碳高含硫天然气,在达到相同的脱碳效果和酸气负荷的前提下,采用混合胺作为吸收剂更节能。
      2018  Vol.  47(3):    21-25, 30    [摘要](83)    [PDF](56)
    • 克劳斯装置中温有机硫水解催化剂研究
      许娟,刘宗社,吴明鸥,马枭,何金龙,温崇荣,夏俊玲
      针对硫磺回收装置克劳斯二级反应器有机硫水解率较低的问题,采用新型共浸技术研发了中温有机硫水解催化剂。考察了催化剂的耐硫性能及温度对催化剂性能的影响。实验结果表明,在220~300 ℃的温度范围内,催化剂表现出较高的有机硫水解性能;且在H2S、SO2、CS2体积分数变化的范围内,均优于现阶段二级反应器中装填的活性氧化铝催化剂。 
      2018  Vol.  47(3):    26-30    [摘要](55)    [PDF](56)
    • 天然气及其凝液的利用
    • 丙烷氧化脱氢反应工艺模拟与分析
      朱晋潇,王凯奇,薛敏钊
      丙烷氧化脱氢(ODHP)是丙烯生产新工艺,有较高的节能潜力。采用Aspen软件热力学分析不同流量O2、H2O(水蒸气)及反应温度对丙烯产率的影响;基于文献实验提供的动力学反应模型,建立了平推流反应器单元模型,并进行稳态模拟,结果基本符合工业反应装置实际情况,分析了丙烯产率的影响因素,得出优化后的H2O、催化剂和O2使丙烯产率分别提高25%、19%和7%左右;运用Comsol软件对R1反应器进行耦合计算,对R2氧化反应器氧气分布器结构进行初步研究。
      2018  Vol.  47(3):    31-36, 43    [摘要](57)    [PDF](59)
    • 甲醇制烯烃催化剂废粉再利用研究
      姜兴剑
      针对甲醇制烯烃(MTO)装置产生的催化剂废粉特性,分别研究了来自反应器和再生器废粉用量对催化剂性能的影响,认为通过对催化剂废粉适当处理可以实现催化剂废粉的有效再利用。
      2018  Vol.  47(3):    37-43    [摘要](69)    [PDF](63)
    • 异丁醇-乙醇-水三元体系精馏分离的模拟与优化
      石会龙,李成帅,刘博文,马巍巍
      利用化工流程模拟软件Aspen Plus中的RadFrac模块,以丙三醇为萃取剂,对异丁醇-乙醇-水三元体系的精馏分离过程进行了模拟与优化,考察了回流比、塔板数、进料位置及萃取剂加入位置和用量等因素对精馏过程的影响。模拟结果表明:当原料处理量为15 t/h、异丁醇质量分数为5%、乙醇质量分数为9%、水质量分数为86%时,采用萃取精馏可以使水中异丁醇质量分数低于20×10-6,乙醇质量分数低于10×10-6,且异丁醇产品质量分数≥98%,乙醇产品质量分数≥99%,从而实现异丁醇、乙醇的有效回收和有机废水的达标排放。模拟和优化结果为异丁醇-乙醇-水三元体系的工业分离过程和节能减排改造提供了可靠的依据和参考。 
      2018  Vol.  47(3):    44-48    [摘要](58)    [PDF](35)
    • LNG槽车装车过程BOG产生的动态模拟与分析
      贾保印
      应用HYSYS Dynamic流程模拟软件,建立了LNG槽车装车的动态模型,实时模拟两种装车方式所产生BOG的压力、温度、流量、槽车压力等参数随时间的变化。模拟结果分析得出:装车结束时,带压装车方式具有槽车储罐压力高,装车累积流量、BOG产生量少,运行费用低,卸车时间短等特点,具有较强的可行性和经济性。 
      2018  Vol.  47(3):    49-53    [摘要](50)    [PDF](68)
    • 油气田开发
    • 基于分子模拟的降凝剂分子设计与性能研究
      于帅,孙芸芸
      针对高蜡原油聚合物降凝剂合成中功能性单体筛选问题,利用分子模拟技术,模拟了蜡晶的微观结构和宏观形貌,研究了不同单体合成的降凝剂聚合物对蜡晶表面的影响。通过分散聚合法合成了聚(苯乙烯-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸-甲基丙烯酸十八酯)(PSAS)降凝剂,通过实验对其降凝效果进行考察并对模拟结果进行验证,发现降凝剂PSAS净降凝为13 ℃,具有比市售EVA(净降凝8 ℃)更好的降凝效果。实验结果表明,PSAS与原油具有更强的作用效果,与模拟结果吻合。
      2018  Vol.  47(3):    54-58    [摘要](63)    [PDF](38)
    • 柿庄北深煤层区块压裂工艺对比研究
      刘倍贝
      深层煤层气井压裂没有成熟的经验可以借鉴,对比研究了柿庄北深煤层区块已成功施工的11口活性水压裂井、5口水力波及压裂井及2口水力喷砂分段压裂水平井,总结分析了这些井的工艺参数及施工效果。活性水加砂压裂井和水力波及压裂井施工风险低,成功率高;水平井水力喷砂分段压裂施工压力高,风险大,需进一步优化工艺参数,保障施工安全。该分析结果可为该区块后续煤层气压裂增产提供参考依据。
      2018  Vol.  47(3):    59-61, 72    [摘要](45)    [PDF](28)
    • 微泡沫与普通泡沫注入性及调剖能力对比
      史胜龙,王业飞,温庆志
      针对普通泡沫注入性差、运移性弱的问题,将气体和起泡剂溶液同时注入填砂管发泡器制备出一种气泡微细的微泡沫体系。通过多测压点长填砂管和并联填砂管对比了微泡沫和普通泡沫注入性和调剖能力的差异,并借助微观非均质模型对比研究了微泡沫和普通泡沫的封堵机制及改善微观非均质能力。微观驱替实验表明,由于微泡沫气泡直径小于高渗区域孔喉直径,气泡受孔喉的约束较小,主要通过多个气泡叠加作用在高渗区域孔喉处形成堆积封堵,后续气泡以“直接通过”或“弹性变形”的方式流入低渗区域,少量气泡以“气泡陷入”方式封堵小孔喉,但高渗区域堆积的微泡沫易被冲散,导致其封堵强度较弱,调剖作用有限。与微泡沫相比,普通泡沫的平均气泡直径大于高渗孔喉直径,气泡通过孔喉时的流动阻力较大,封堵能力较强,气泡主要通过“弹性变形”和“液膜分异”作用进入孔喉。相同泡沫注入量条件下,普通泡沫微观调剖效果更好。微泡沫在填砂管沿程产生的压差分布较为均匀,其注入性和深部封堵能力优于普通泡沫,但其封堵高渗通道能力及耐水冲洗能力较弱,调剖能力弱于普通泡沫。 
      2018  Vol.  47(3):    62-66    [摘要](44)    [PDF](30)
    • 注空气驱套管材质腐蚀规律与机理研究
      张卫兵,翁选洲,檀为建,者莉,田鑫,王建,胡松青
      随着采油技术的发展,注空气采油技术受到国内外很多油田的重视,但空气中氧的存在,会给油田管线及其他设备带来严重的腐蚀问题。为了明确注空气驱的腐蚀主导因素、腐蚀规律及腐蚀机理,利用高温高压反应釜模拟工况条件对油田所提供的20#与L360两种材质进行腐蚀试验,通过金相显微镜与X射线衍射仪对腐蚀后试样的形貌与产物进行表征分析,研究不同氧含量、压力与温度条件下材质的腐蚀规律与机理。通过分析得出:腐蚀速率随着氧含量、压力与温度的升高而升高;从金相显微镜观察可知,腐蚀类型为点蚀与溃疡腐蚀;XRD分析得到腐蚀产物的主要成分为铁的氧化物。腐蚀的主导因素为氧含量,油田在生产作业中应适当控制所注空气的氧含量。 
      2018  Vol.  47(3):    67-72    [摘要](69)    [PDF](82)
    • 高含硫集气管线腐蚀监控技术研究
      邓希,廖柯熹,汪枫,李珊,蔡德强
      针对高含硫集气管线输送特点,采用无损氢通量监测技术,研究了缓蚀剂涂覆预膜技术在高含硫集气管线上的应用效果。结果表明,缓蚀剂涂覆预膜技术能明显控制高含硫集气管线腐蚀,涂覆后缓蚀剂在管线各个方向分布均匀,涂覆预膜有效保护周期约为58天。
      2018  Vol.  47(3):    73-75, 79    [摘要](49)    [PDF](54)
    • 强水敏低渗油藏酸化防膨研究及现场应用
      吕毓刚,潘海燕,邬国栋,周明,张栌丹,张锋
      针对石西油田低渗油藏强水敏性伤害储层,油井转注水初期,普遍存在注入压力高、注不进的实际问题,基于黏土矿物的防膨原理和现场防膨经验,为了提高XH-F3防膨剂的防膨效果,采用乙醇与注入水混配,其防膨率得到显著提高,满足了油田指标要求。静态实验结果表明,采用该防膨技术,岩心破碎率低、腐蚀率低,配伍性好。现场实验表明,注入该防膨型醇水配制的酸液,酸化后注入压力大大下降,注水量增加3~5倍,达到了防止黏土矿物膨胀、实现近井地带酸化解堵的目的。
      2018  Vol.  47(3):    76-79    [摘要](52)    [PDF](31)
    • 分析计量与标准化
    • 原油基硫标准样品的研制
      王群威,封伟名,陈铁杉,林振兴,王谦,王豪
      根据密度、闭口闪点等物理参数选择梅瑞16原油作为天然基体,制备了一种硫质量分数为2.75%的标准样品。按GB/T 15000.3-2008、GB/T 17606-2009标准方法对标准样品的均匀性、长期稳定性、储运稳定性等状况进行了考察,并选择了15家实验室进行了硫含量的定值。结果表明,梅瑞16原油标准样品具有良好的均匀性,长期稳定性超过18个月,可耐60 ℃的高温储运,且基体与待测样品匹配性好。
      2018  Vol.  47(3):    80-83    [摘要](46)    [PDF](60)
    • 液化石油气标准物质的研究
      邓凡锋,周鑫,袁娇阳,董了瑜,李志昂,郑力文
      以液化石油气为代表的混合轻烃各组分的饱和蒸气压不同,如何对其准确地定量分析和溯源一直是石化行业的分析难题。研制了液化石油气的气体和液体标准物质,通过对比气体标准物质和液体标准物质在充装质量和量值准确性方面的差别,提出了采用活塞钢瓶制备液化石油气标准液体,保证了实际进样分析的相态一致性,提供准确的分析量值,提高了标准物质的使用周期。
      2018  Vol.  47(3):    84-88    [摘要](76)    [PDF](98)
    • 安全与环保
    • 萃取法处理含聚油泥及萃取剂回收研究
      周骏,由晓刚,孔令迎,贾通通,杨晓琪,宫磊
      采用自主研发的萃取剂ZYHM对胜利油田含聚油泥进行处理。实验研究了剂泥质量比、萃取温度、搅拌速度、搅拌时间、萃取级数对除油率的影响以及萃取剂的回收效率,确定了最佳工艺条件,即在室温、剂泥质量比为3∶1、160 r/min的转速下搅拌30 min,除油率可达93.6%,底泥含油率可降至0.66%。萃取剂通过减压蒸馏回收,回收率可达97%,循环使用6次后的萃取剂除油率仍可达到90%。与传统萃取剂相比,萃取剂ZYHM具有成本降低30%、去除效率高、循环使用效果好的优势。 
      2018  Vol.  47(3):    89-94    [摘要](64)    [PDF](54)
    • ORC发电技术在低温余热回收利用中的性能分析
      王治红,丁晓明,黄昌猛,裴廷刚,刘统
      以某炼化厂实际产生的余热作为低温热源,参考低温热源物性及有机工质筛选原则,初选出7种适合该炼化厂低温余热发电的有机工质,以最大净输出功率为目标函数,考察过程的循环热效率、蒸发温度(压力)和废热排放量等工艺参数,对7种工质进行了模拟分析。结果表明,工质R-600和R-152a在亚临界区域表现性能最佳,在超临界区域工质R-134a也表现出较好的性能,但亚临界有机朗肯循环表现出更好的热力学性能。对超临界和亚临界有机朗肯循环(ORC)过程中蒸发器内热传递过程做了分析,并采用多因素分析方法对ORC系统工质流量、蒸发温度(压力)、膨胀机进气温度和过热度等影响因素做了分析研究,为炼化厂低温余热回收工艺设计提供参考。 
      2018  Vol.  47(3):    95-100, 107    [摘要](41)    [PDF](33)
    • 炼油化工装置水锤事故分析及处理措施
      刘成军
      当蒸汽或可凝气体与过冷的冷凝水或冷凝液接触并冷凝时,冷凝水或冷凝液的体积仅为相同质量原蒸汽或可凝气体体积的几百分之一甚至千分之一以下,导致原气相区域变为低压区域。由于压差作用,周边的冷凝水或冷凝液将以极高的速度冲向该区域,产生瞬时压力很大的冲击,并沿管道内存有冷凝水的部位向外传播,引起水锤(水击)发生。水锤会严重影响工业生产,极易导致安全事故发生,必须引起高度重视。结合几个具体实例说明了水锤事故的危害,分析了水锤事故发生的原因并提出了改正措施。对于蒸汽和冷凝水系统,水锤产生的压力和破坏程度是管内蒸汽压力、冷凝水过冷度、形成的汽泡尺寸、汽泡内不凝气体含量的函数。一般而言,产生的压力和破坏程度随前3项的增大而增大,随后一项的增大而降低;不应将蒸汽送至含过冷冷凝水的管线中;在发生水锤事故时应首先关闭蒸汽进料阀,再打开冷凝水放凝阀。对于可凝气体和冷凝液系统,在设计或操作时应避免可凝气体快速冷凝而引起的水锤事故,特别是对塔压热旁路控制方案,应做到冷凝液和热旁路气体分别进回流罐液相和气相部分,两者互不混合。 
      2018  Vol.  47(3):    101-107    [摘要](47)    [PDF](42)
    • 大型石油储罐主动防护系统氮气溢出分析与测试
      吴明军,王泽强,冯仕君,胡源亮
      针对大型石油储罐主动防护系统在主动保护过程中氮气从二次密封装置溢出的情况,建立了氮气扩散模型,进行了溢出源强、蔓延系数、溢出高度的分析计算和确定,采用Matlab软件对氮气溢出扩散进行了仿真模拟分析。通过分析进行了氮气溢出安全状态的评价,得出氮气在主动保护过程中溢出不存在致伤区域和致死区域,对人体几乎无影响的安全结论。同时,采用实体模型测试了在最不利扩散状态下的氮气溢出情况,结果表明氮气的泄漏强度远小于仿真分析时的泄漏强度,对泄漏源附近的人体安全不会造成影响。最后,通过现场实罐的测试,阐述了现场实际油罐上的气体溢出测试情况,评价了大型石油储罐主动防护系统的先进性、实用性和安全性。 
      2018  Vol.  47(3):    108-114    [摘要](50)    [PDF](36)

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