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  • 《石油与天然气化工》
  • 2016年 第45卷 第6期
  • 出刊日期:2016-12-16
《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。

2016年第45卷第6期

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    • 一种新型的天然气脱蜡脱水脱烃工艺
      刘改焕,刘慧敏,陈韶华,肖秋涛,程林
      通过对低温分离工艺中蜡堵问题的分析和研究,提出了一种新型的低温分离天然气脱蜡脱水脱烃装置及方法,即在传统低温脱水脱烃工艺的基础上,利用低温醇烃液与原料天然气中石蜡组成“相似相溶”的原理,将低温分离器底部的低温醇烃液通过泵注入到原料天然气中,改变天然气的组成,有利于石蜡在原料气分离器中的分离,降低原料气分离器分离温度,从而提高分离效率,减少醇液注入量,降低低温分离系统与醇液再生系统的能耗,降低操作费用,起到节能减排的作用,同时还能解决低温分离过程中的结蜡问题。 
      2016  Vol.  45(6):    1-4    [摘要](75)    [PDF](66)
    • 催化轻汽油醚化原料预处理的方法
      刘成军,曲鑫,周璇,李倞琛
      催化轻汽油醚化工艺是提高车用汽油质量的清洁汽油生产工艺。介绍了催化轻汽油原料中金属阳离子和氮化物对醚化催化剂的危害,探讨了包括萃取法、吸附法、预加氢法在内的对金属阳离子和氮化物的脱除方法。对于萃取法,脱氧水或除盐水是目前最广泛采用的萃取剂,而填料塔或筛板塔是最常用的水洗设备,当采用新型微萃取深度分离设备时,可大幅度降低水洗水用量;对于吸附法,阳离子交换树脂做为吸附剂在国内已有工业化应用,当用作吸附剂时,催化轻汽油不应单独而应与甲醇按一定的醇烯比混合后再进入净化器,否则因烯烃聚合引起的温升将导致吸附剂失活;预加氢方法只能将非碱性氮化物转化为碱性氮化物,需要与其他方法配合使用才能脱除醚化原料中的有害杂质。进一步开发适用性强、环境友好的萃取剂、吸附剂或预加氢催化剂,对进一步降低设备和操作费用具有重要意义。 
      2016  Vol.  45(6):    5-9, 14    [摘要](78)    [PDF](66)
    • 络合铁法脱硫反应器锥段硫磺沉降的数值模拟
      张楠,陈建华,宋彬,李映年,吴宇,刘蔷
      络合铁法脱硫工艺在天然气行业应用广泛,将反应生成的硫磺富集回收是反应器稳定运行的关键之一。在反应器底部引入锥段对硫磺的富集、沉降和回收很有帮助,为了避免硫磺在锥段侧壁长期沉积和结块,应分层通入扰动气体。通入气量不能太小,以免达不到避免锥段侧壁硫磺沉积的作用;但也不能太大,否则会使得硫磺难于沉降。本研究采用欧拉多流体模型,对锥段硫磺沉降进行了模拟,研究了硫磺浓度和通气速度对硫磺沉降的影响。结果表明:硫磺浓度对沉降速度影响较小,而通气速度对沉降影响明显。随着气速的增大,硫浆沉降越来越慢,对所研究的体系而言,最大通气速度应小于0.75 m/s。
      2016  Vol.  45(6):    10-14    [摘要](79)    [PDF](79)
    • 不同炉管处理方式对热裂解结焦抑制情况的研究
      杨利斌,许江,宋帮勇,黄剑锋,穆珍珍
      考察了不同化合物和处理方式对裂解炉炉管表面处理的效果差异情况。试验结果表明,在炉管不做任何处理时,结焦比较严重,且裂解气中CO生成较多。仅使用含硅有机化合物处理炉管时,也能获得良好的抑制结焦效果,但抑制裂解气中CO生成的效果不理想。而对炉管表面相继使用含硅有机化合物和含硫有机化合物进行处理,能够较大幅度地降低结焦量和裂解气中CO的生成。 
      2016  Vol.  45(6):    15-17    [摘要](61)    [PDF](78)
    • 天然气管线放空过程的动态模拟与分析
      贾保印,王红,林畅
      针对某LNG接收站天然气外输管线系统,应用HYSYS Dynamic流程模拟软件,建立了天然气管线放空系统的动态模型,通过模型计算得出紧急泄压所需孔板的喉径面积,并基于此模型研究了放空过程中系统压力、温度、流量等参数随时间的动态响应过程。结果表明,建立的动态模型可仿真模拟天然气管线的实际放空过程,较为准确地离线计算出天然气管线放空过程介质的最低温度和最大流量等参数,指导工程设计中放空系统孔板喉径面积和管线材质的选取。 
      2016  Vol.  45(6):    18-20, 24    [摘要](87)    [PDF](98)
    • 膜喷射无返混塔板在石油炼化胺液再生塔中的应用
      马弘,杜淑慧,赵顺雯
      石油炼化胺法脱硫和胺液再生工艺中采用的醇胺溶液在循环使用过程中普遍存在易发泡拦液的现象,严重影响了脱硫产品性质和下游硫磺回收装置的操作。介绍了中石化齐鲁石化炼油厂胺液再生塔改造前的情况及存在的问题。针对存在的问题,将原浮阀塔板全部更换为膜喷射无返混塔板,改造后最大处理能力由210 t/h提高到240 t/h,各项指标良好,未出现拦液等现象。装置目前运行平稳。 
      2016  Vol.  45(6):    21-24    [摘要](70)    [PDF](72)
    • 二氧化碳甲烷自热重整计算分析与中试
      刘俊义,常卉,祝贺,唐志永
      运用Gibbs自由能最小化方法和耦合详细反应动力学的计算流体力学(CFD)方法对CO2-CH4自热重整进行了相关的计算分析。结合自主研发的反应器和催化剂,在山西省潞安集团煤制油低碳循环经济园区进行了原料气处理量10 000 m3/h、运行压力2 MPa、新型镍基催化剂装填量约5 t的中试实验,获得合成气中甲烷摩尔分数小于1%、n(H2)/n(CO)=1.1、有效气摩尔分数为60.7%的合成气。其中,CO2-CH4自热重整反应器设计主要尺寸为:内径1.6 m,燃烧高度3.0 m,催化剂装填高度2.8 m,反应器总体高度约13.8 m。 
      2016  Vol.  45(6):    25-31    [摘要](61)    [PDF](60)
    • 天然气成分对硫化氢制氢反应影响的热力学分析
      李玉洋,耿赫,崔秀,刘迅,谢兴泽,李平
      采用热力学分析方法探究了天然气中存在的CH4、CO2成分对H2S制氢反应的影响。考虑了含有H2S的4种反应体系以及可能生成的6种主要产物,应用Aspen模拟软件,计算了体系压力为0.1 MPa、温度在400~1 000 ℃的等温等压吉布斯平衡反应器内的H2S转化率及H2收率,讨论了CH4、CO2的存在及其浓度的影响。结果表明,CH4或CO2的加入,均可大幅提高H2S的转化率,且对提高温度和增加浓度都是有利的。CH4的存在还可显著增加H2收率,但CO2的作用则相反。当二者同时存在时,体系主要发生CH4-CO2重整反应,生成大量H2,并抑制H2S的转化。 
      2016  Vol.  45(6):    32-37    [摘要](62)    [PDF](52)
    • 昆仑能源黄冈LNG工厂工艺及运行分析
      程松民,聂绪芬,尹彬,金明皇,彭斌望,罗斐
      昆仑能源湖北黄冈500×104 m3/d LNG国产化示范工厂自投运以来受到行业内的广泛关注。该工厂技术自主化率100%,装备国产化率99%,同时也是国内目前天然气处理能力最大的工厂。该厂突破国外技术垄断,奠定了国内LNG产业国产化基础。详细分析了黄冈LNG工厂在脱碳、脱水脱汞、液化、BOG增压装置及储运等工艺流程方面的技术特点,总结了黄冈LNG工厂工艺技术的创新经验,并分析了工厂的运行情况。该研究对建设大型LNG工厂及运行具有借鉴作用。 
      2016  Vol.  45(6):    38-42    [摘要](108)    [PDF](115)
    • LNG接收站发热量调整工艺研究及经济评价
      黄坤,王舒婷,王小尚,廖柠,闫文灿,裴全斌,夏宝丁
      以中国某LNG接收站为例,针对该接收站进料LNG中C+2组分浓度过高导致的互换性及经济性问题,分别采用轻烃回收和注氮/液氮工艺调整外输天然气产品的发热量,利用HYSYS软件模拟4种发热量调整系统的综合能耗,并对其进行经济效益评价。此外,基于能量计量计价方式分析4种流程调整发热量的经济性。结果表明,在体积计量体系下,注液氮工艺调整发热量经济性最好,其税后净利润较轻烃回收法高出36.83%;在能量计量体系下,轻烃回收、注氮方案一、二和注液氮方案三这4种工艺调整发热量的收益较原有计价方式分别提升了8.67%、12.15%、12.16%和7.09%,其中注液氮流程税后净利润最高。由此可知,在现今发热量调整技术现状下,在高压外输泵出口处注液氮工艺流程简单、设备投资少,调整发热量效益最高。 
      2016  Vol.  45(6):    43-49    [摘要](79)    [PDF](76)
    • 纳米KH550-C18/SiO2复合粒子稠油降黏剂的制备及应用性能
      张开亮,姜仁龙,张宏民,张长桥,于萍
      通过硅烷偶联剂KH550和十八酸对纳米SiO2进行复合疏水改性,制备了一种新型纳米KH550-C18/SiO2复合粒子降黏剂。采用红外光谱(FT-IR)、热重分析(TG)、透射电镜(TEM)、扫描量热分析(DSC)等手段对改性后纳米SiO2粒子的结构和性质进行分析表征。将其应用于大庆高蜡稠油进行降黏性能测试,研究了改性剂用量配比和降黏剂加入量对降黏效果的影响。结果表明,复合改性后,颗粒团聚程度减轻,在有机介质中能均匀稳定分散;纳米KH550-C18/SiO2复合粒子表面由于接枝了含有极性基团的有机长链,能同时起到改善蜡质结晶行为和抑制胶质、沥青质形成大尺寸聚集体的作用;在最佳合成条件和最佳加入量时,该降黏剂在40 ℃的表观降黏率和净降黏率分别达66.91%和40.32%,优于市售EVA降黏剂。 
      2016  Vol.  45(6):    50-55    [摘要](67)    [PDF](79)
    • 稠油降黏催化剂的研制及性能评价
      雷斌
      降低稠油黏度,对解决稠油油藏合理开发利用具有重要意义。在对胜利稠油性质进行分析的基础上,设计合成了含过渡金属的两亲性主剂,并优选了对催化降黏具有协同作用的助剂,以此形成的催化剂体系对胜利稠油表现出良好的降黏作用。在实验室模拟条件下,对催化剂体系的降黏效果进行的评价表明,该体系在催化剂用量1.5%(w)、反应温度200 ℃、反应时间20 h的条件下,稠油黏度降低65.0%。
      2016  Vol.  45(6):    56-60, 74    [摘要](66)    [PDF](57)
    • 铁对酸化效果的影响探讨及控制铁酸液配方研究
      原励,任宇,许建伟,向超,张燕,张亚东
      针对高温碳酸岩储层酸化后返排液中铁离子含量较高的问题,建立了铁对酸化效果影响模拟评价方法,探索了铁离子对酸化效果的影响关系,注入铁离子质量浓度为1 500~5 000 mg/L的酸液后,岩心渗透率降至初始渗透率的60%~67%。根据多基团桥接铁离子成为稳定物质的机理,研发了控制铁沉淀酸液体系,150 ℃、ρ(Fe)为5 000 mg/L时,酸反应至残酸(pH值>3)后稳定铁4 650 mg/L,残酸对岩心的伤害<20%。
      2016  Vol.  45(6):    61-64    [摘要](64)    [PDF](83)
    • 一种耐高温低伤害纳米复合清洁压裂液性能评价
      乐雷,秦文龙,杨江
      针对清洁压裂液的耐温性较差、滤失量过大等问题,研制了一种新型的耐高温低伤害纳米复合清洁压裂液。实验结果发现,一定浓度的MWNT,能够与蠕虫状胶束形成更为紧密的拟交联三维网状结构且能明显增黏;采用流变性实验优化MWNT质量分数为0.3%,得出纳米复合清洁压裂液配方为3%(w)BET-12两性表面活性剂+0.3%(w)MWNT。性能评价结果表明,在170 s-1、150 ℃下,该压裂液黏度仍能保持在20 mPa·s以上;70 ℃时滤失量相比传统清洁压裂液大大降低;剪切恢复性能良好,体系悬砂性能好,遇地层水或原油中烃类物质能自动破胶,高效且彻底,符合施工要求;对储层伤害较小,裂缝导流能力伤害率仅有8.9%。研究表明,该纳米复合清洁压裂液适合在中高温油气田推广应用。 
      2016  Vol.  45(6):    65-69    [摘要](69)    [PDF](76)
    • 高温高盐油藏聚合物增强泡沫驱驱油性能评价
      黄亚杰,周明,张蒙,陈航,叶馨忆
      针对适合高温(90 ℃)高盐(TDS=95 994 mg/L)油藏的聚合物增强泡沫驱油体系(0.2 %(w)PSDA+0.1%(w)Triton X-100+0.2%(w)KYPAM-II+地层水)开展其注入模式、气液比、剖面调整能力和现场试验评价。气和液同时注入就地发泡是最有效的注入模式,而气液交替注入效果最差,气液比明显影响驱油效率。在油藏条件下,优化气和液同时注入模式的气液体积比为3∶1。双岩心驱替实验结果表明,泡沫驱明显提高高渗层和低渗层的采收率,具有良好的调剖改善能力,聚合物增强泡沫驱可提高原油平均采收率15.3%。现场试验结果表明,两口井组采用泡沫驱原油采收率效果显著。 
      2016  Vol.  45(6):    70-74    [摘要](54)    [PDF](60)
    • 湿天然气交接计量准确度浅析
      张强,王清平,晁宏州,骆卫成,周芳,彭利果
      干气计量系统用于湿天然气计量会因气质含液而产生计量偏差,分析了现有湿天然气交接计量系统的准确度影响因素。利用某气田湿天然气交接计量站天然气组分的分析数据,对水蒸气造成的压缩因子计算偏差进行了实例分析。通过理论分析和实验研究,评估分析了孔板流量计和超声流量计在低含液条件下的湿天然气测量特性。为油气田区块合作湿天然气交接计量及相关标准的制定提供技术参考。 
      2016  Vol.  45(6):    75-80    [摘要](71)    [PDF](66)
    • 液化石油气物性规律的研究
      邓凡锋,周鑫,李志昂,董了瑜,郑力,文方正
      通过Peng-Robinson方程建立模型对LPG物性随温度、压力的变化规律进行求解,并通过配制丙烷和正戊烷的标准物质对所建模型的准确性进行验证。结果表明,模型可以很好地与工程实践经验公式Antoine法吻合,模型可靠准确;LPG的饱和蒸气压随温度的升高呈现出几何倍数的增加趋势;温度升高使气相组分密度升高,液相组分密度降低;在同一温度条件下,LPG液相组成恒定时的饱和蒸气压相同;在规定的双组分标准物质体系中,得到丙烷和正戊烷液相组成的拟合方程Y1=-2.092 3E-5X+1.002 5,Y2=0.011 32e-X/2 256.62+0.010 89(Y为液相中的质量分数,X为压力)。 
      2016  Vol.  45(6):    81-85    [摘要](64)    [PDF](70)
    • 浅析天然气组成分析方法标准对精密度的要求
      曾文平,王晓琴,冯韵霖,周均
      天然气组成分析是天然气工业中最为基础的分析项目,我国强制性标准GB 17820-2012《天然气》规定的二氧化碳浓度和高位发热量两个指标均与天然气组成分析有关,而分析结果的精密度要求是天然气组成分析方法规定的重要技术参数。比较了国内外天然气常规组成分析方法标准规定的精密度值,并通过试验,验证了不同方法分析结果所能达到的精密度,对各方法标准规定精密度值的合理性进行了探讨,其结论可为使用者选择合适的方法标准分析天然气组成提供借鉴。 
      2016  Vol.  45(6):    86-92    [摘要](55)    [PDF](62)
    • 紧急放空系统限流孔板孔径HYSYS模拟计算
      陈俊文,陈庆,汤晓勇,边云燕
      紧急泄放系统为油气集输站场中设备和管道提供安全保障,尤其火灾工况下,带压介质必须尽快泄放,以防止由于容器受热后强度降低引起的破裂或爆炸。限流孔板孔径是影响泄放速率的主要因素,值得深入研究,以满足极端工况的泄放要求。基于限流孔板尺寸计算方法现状和火灾工况特点,分析了现行算法在火灾工况下的适应性,并建立HYSYS动态模拟,计算了火灾工况下紧急放空系统限流孔板孔径。结果表明,目前的限流孔板尺寸算法无法合理考虑火灾工况泄放过程中液相介质挥发和气相组分升温等情况;容器中的轻质液相组分在火灾工况下将大量挥发,常规算法得出的泄放元件尺寸无法满足此种情况下紧急泄压的需求;建立的动态泄放模型能够进一步模拟真实情况。研究成果为集输站场紧急放空系统的限流孔板合理设计提供了参考与借鉴。 
      2016  Vol.  45(6):    93-98    [摘要](83)    [PDF](81)
    • LNG水下泄漏引起快速相变的数值模拟与结果分析
      刘鑫鹏,韩力,马金晶,郭开华
      为了定量预测快速相变的爆炸强度,建立了一种欧拉-欧拉双流体多相流模型与传热模型相互耦合的数值模型,通过对比Clarke H的快速相变实验数据验证了模型的可靠性和正确性。通过数值计算,得出快速相变在水上水下的动态过程、局部超压情况以及甲烷质量分数在水平方向及竖直方向的分布。结果表明,快速相变本质上是LNG与水之间强制对流、膜态沸腾、爆发沸腾和核态沸腾的快速转换过程;快速相变持续时间极短约1秒;在典型的LNG泄漏情形下,局部超压最大可达97 kPa,可造成砖墙倒塌,严重损伤人的内脏甚至引起死亡;快速相变不仅有超压危害,在下游或下风向区域还可能进一步引起火灾和窒息等潜在危害。研究结果可为LNG水上运输安全防护提供理论依据。 
      2016  Vol.  45(6):    99-104    [摘要](66)    [PDF](71)
    • 热泵减压真空精馏法在气田甲醇回收领域的应用
      赵玉君,刘子兵,杨充,李京子,岳潘东
      针对长庆气田含醇污水浓度变化范围大、结垢严重、能耗高等运行现状,结合甲醇与水的相对挥发度,理论模拟分析了常压精馏、减压真空精馏、热泵减压真空精馏3种工艺,分析得出热泵减压真空精馏法应用在气田甲醇回收领域不仅节能降耗且能实现清洁生产。 
      2016  Vol.  45(6):    105-111    [摘要](65)    [PDF](64)
    • 炼油厂污水汽提装置结垢原因分析与对策
      孙委
      介绍了中国石油乌鲁木齐石化分公司的120×104 t/a污水汽提装置在不到一年时间内处理量由最大175 t/h逐步降到140 t/h以下,净化水的水质出现波动的情况。通过检修,发现塔盘、重沸器结垢堵塞现象严重,结垢造成重沸器的管程凝结水进、出口的温差、压差出现降低,重沸器汽提蒸汽量无法提高,致使含硫污水中氨氮不能有效地分离,严重影响净化污水水质。通过实施除油、过滤、注碱等措施后有效地延长了装置的运行周期。 
      2016  Vol.  45(6):    112-116    [摘要](73)    [PDF](83)

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