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  • 《石油与天然气化工》
  • 2017年 第46卷 第1期
  • 出刊日期:2017-02-25
《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1期

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    • 我国硫磺回收装置排放烟气中SO2达标方案探讨
      温崇荣,段勇,朱荣海,胡天友,李小云
      针对硫磺回收装置烟气中SO2排放问题,指出烟气中SO2主要有液硫脱气、加氢还原吸收尾气及其他非共性原因3个来源,提出了根据不同来源分别处理以降低排放烟气中总SO2质量浓度的对策,形成了天然气研究院硫磺回收及加氢还原吸收尾气升级达标核心技术,主要包括H2S深度脱除溶剂CT8-26、钛基硫磺回收催化剂CT6-8和新型加氢还原吸收尾气水解催化剂CT6-11B,适用于现有带加氢还原尾气处理的硫磺回收装置,特别是具有独立加氢还原溶剂再生的装置,可将硫磺回收及尾气处理装置排放尾气中SO2质量浓度降至100 mg/m3以下,为解决硫磺回收装置尾气达标排放问题提供了新的实施方案。 
      2017  Vol.  46(1):    1-7    [摘要](146)    [PDF](134)
    • 油气处理与加工
    • 氧化吸附法深度脱除MTBE产品中硫化物研究
      王胜强,王庆,于宏兵
      甲基叔丁基醚(MTBE)是我国汽油中一种重要的调和组分。降低MTBE产品中硫化物含量,可促进汽油的清洁燃烧和环境保护。采用MTBE为溶剂分别配制了以二甲基二硫醚(DMDS)、甲基叔丁基硫醚(TBMS)为模型硫化物的含硫MTBE产品样品。脱硫剂由Pd/C、异丙醇、氢氧化钠和去离子水组成。首先,采用N2吸附等温线、TEM、XRD对Pd/C结构特征进行了表征。结果显示,Pd/C的比表面积为1 836 m2/g,孔容为0.98 cm3/g,根据其I型吸附等温线可知,其绝大部分孔为微孔。由Pd/C的TEM图可以看出,Pd的纳米颗粒比较均匀地分布于活性炭材料上,Pd金属纳米粒子直径约3~5 nm。XRD图显示Pd纳米晶体颗粒的(111)、(200)、(220)和(311)典型晶面存在。脱硫实验结果显示,采用间歇反应器在50 ℃下,脱硫剂可在1 h内将MTBE产品中的硫质量分数从150 μg/g降至10 μg/g以下,从而得到低含硫MTBE产品,脱硫剂的脱硫效果得到较好的验证。Pd/C既作为原位产生过氧化氢的催化剂,又是吸附砜类硫化物的吸附剂,洗脱再生后仍具有较好的催化和脱硫性能。
      2017  Vol.  46(1):    8-11    [摘要](139)    [PDF](126)
    • RSS-2催化剂在航煤加氢装置上的应用
      李林,柴可明
      介绍了RSS-2催化剂在中国石油兰州石化公司航煤加氢装置上的应用情况,结果表明,以常减压装置常一线直馏煤油为原料,在进料量71.4 t/h、反应器入口温度278.5 ℃、入口压力3.72 MPa、空速3.72 h-1、氢油比181的工艺操作条件下,经加氢反应、分馏、脱除硫化氢后,精制航煤中硫质量分数由138 μg/g降至3 μg/g,脱硫率达到97.83%,碱性氮质量分数由2.71 μg/g降至0.12 μg/g,脱碱氮率达到95.57%,产品质量满足3号喷气燃料的质量标准;为满足低凝柴油的生产要求,在常一线直馏煤油中掺炼常二线,在常二线占混合原料质量分数从25%增加到50%时,混合原料中硫质量分数可降至20 μg/g以下,满足国Ⅳ低凝柴油的调和要求,说明该催化剂具有良好的加氢脱硫、脱碱氮效果。 
      2017  Vol.  46(1):    12-16    [摘要](135)    [PDF](106)
    • 环烷基减压蜡油生产环保橡胶油的加氢工艺研究
      宋君辉,韩龙年,杨琅,马莉莉,陈清涛
      在加氢中试试验装置上,以环烷基减压蜡油为原料,考察了反应温度、氢分压等工艺条件对环保橡胶油CA值、8种多环芳烃(PAHs)等性能的影响。结果表明,在氢分压为10~15 MPa,体积空速为基准~基准+0.5 h-1,反应温度为t~t+60 ℃时,加氢工艺适宜生产CA值>12%、苯并(a)芘等8种PAHs质量浓度满足欧盟环保要求的橡胶油。氢分压越高,体积空速越小,加氢工艺生产环保橡胶油的操作空间(反应温度区间)越宽,且偏向低温区间,环保橡胶油的收率越大。 
      2017  Vol.  46(1):    17-21, 33    [摘要](128)    [PDF](79)
    • 135°弯管内硫浆输送的数值模拟
      孙芳芳,MuhammadAdnan,张楠,宋彬,李映年,吴宇,刘蔷
      采用欧拉-欧拉法,对硫浆在135°弯管内的流动状态进行数值模拟。通过和Toda实验的90°弯头对比进行模型的验证。验证结果表明,模拟值和实验值吻合良好。对相同操作条件下45°和90°弯头的压降进行了比较分析,分析了硫浆体积分数和硫浆速度对弯头压降的影响。同时,研究了硫浆体积分数和硫浆速度对135°弯管内流动状态的影响。对本研究所针对的管道而言,当硫浆体积分数为0.15时,建议输送速度大于1.2 m/s。 
      2017  Vol.  46(1):    22-26    [摘要](138)    [PDF](87)
    • 影响硫磺回收装置长周期运行因素分析
      刘文君,余姣,马向伟,龚树鹏
      独山子石化公司5×104 t/a硫磺回收装置自2009年开工以来,先后遇到汽提塔塔顶空冷器至回流罐管线弯头腐蚀泄漏、空冷管束偏流发生冻凝泄漏、液硫夹套管内漏、急冷水线和酸性水线泄漏腐蚀、尾气炉熄火、酸气带烃等一系列影响正常生产的问题。针对每一项问题做出了应对,并制定了防范措施。通过对各类问题发生的机理及对装置造成的影响进行分析,确定了腐蚀泄漏问题是影响硫磺回收装置长周期运行的最主要因素,防止设备和管线的非正常腐蚀是保证装置长周期运行重要措施。 
      2017  Vol.  46(1):    27-33    [摘要](125)    [PDF](108)
    • 天然气及其凝液的利用
    • 大型LNG换热器结构设计及换热性能模拟
      李秋英,陈杰,尹全森
      板翅式换热器目前广泛应用于中小型天然气液化工厂,当其应用于大型天然气液化领域时,由于需要多个冷箱及板翅式换热器并联进行作业,由此带来的流体均布问题较难解决,进而导致换热性能显著下降,这一因素制约了板翅式换热器的大型化应用进程。对现有板翅式换热器结构进行了优化设计,开发出一种新型板翅式换热器换热结构,并对其换热性能进行模拟计算,结果表明,新型板翅式换热器在天然气处理规模较大时,具有较好的换热性能,该研究结果可为大型板翅式换热器结构设计提供参考。 
      2017  Vol.  46(1):    34-37    [摘要](137)    [PDF](108)
    • 水煤浆与天然气共气化热力学模拟
      李建伟,白峰,薛慧,陈冲
      为了降低生产成本,减少CO2排放,实现n(H2)/n(CO)可调,将水煤浆与天然气进行联合转化。从热力学角度对共气化过程各反应的竞争能力进行了分析。利用Aspen Plus软件对该过程进行了模拟,分析了氧气进料流量、天然气进料流量对气化炉出口温度、气体摩尔组成、合成气摩尔分数、n(H2)/n(CO)的影响。计算了多种不同进料流量下的出口参数,通过对这些数据进行筛选,得到气化室出口温度在1 340~1 360 ℃之间,n(H2)/n(CO)大于1.15,合成气摩尔分数大于0.72时的天然气和氧气的进料流量。 
      2017  Vol.  46(1):    38-42, 56    [摘要](124)    [PDF](99)
    • 城市固体垃圾气化制合成天然气模拟研究
      黄晓琪,朱芮
      以城市固体垃圾为原料,O2、水蒸气为气化介质,运用Aspen Plus模拟软件对垃圾气化制合成天然气过程进行模拟,考察O2当量比(ER)、蒸汽进料与干燥垃圾质量比(m(S)/m(MSW))、甲烷化温度和甲烷化压力对合成天然气CH4摩尔分数、低位发热量和能量转换率的影响。结果表明,降低ER、m(S)/m(MSW)和甲烷化温度及增加压力,有利于提高合成天然气CH4摩尔分数、低位发热量和能量转换率。当ER为0.35、m(S)/m(MSW)为0.5、甲烷化温度和压力分别为250 ℃和0.5 MPa时,所得合成天然气满足GB 17820-2012《天然气》规定的二类天然气质量要求。 
      2017  Vol.  46(1):    43-48    [摘要](119)    [PDF](106)
    • 影响DHX工艺C3收率因素分析及工艺完善
      张继东,孟硕,张海滨,卢迪
      对国内某120×104 m3/d轻烃回收装置典型的DHX工艺C3收率影响因素进行分析,在不改变现有装置的前提下,借助流程模拟软件Aspen HYSYS对工艺全流程建模。对主要操作参数进行分析,权衡C3收率与装置的能耗关系。根据分析结果得出,在现有装置条件下,低温分离器最佳操作温度为-42 ℃、重接触塔最佳回流温度为-70 ℃。另外,膨胀机的膨胀比是影响C3收率的关键,但是在不新增原料气压缩机、外输天然气压缩机的前提下,不宜对膨胀机的膨胀比进行调整。同时通过对脱乙烷塔塔顶至重接触塔管线的计算,确定管线中气液两相混输是造成脱乙烷塔塔顶温度波动、管线积液甚至断流现象的主要原因。基于以上分析结果,提出增加C3收率的3种措施:①通过增大低温分离器入口换热器的换热面积,降低低温分离器的操作温度;②调整重接触塔进料流程,降低重接触塔塔顶C3的损失;③增加脱乙烷塔塔顶物流气液分离罐,避免管线中气液两相混输,降低管线压力损失。C3收率可由当前的67.1%提升至82.3%,同时有效解决脱乙烷塔温度波动幅度大、管线积液甚至断流的现象,增强了装置的安全性和稳定性。 
      2017  Vol.  46(1):    49-56    [摘要](135)    [PDF](70)
    • 油气田化学
    • 高温气田水新型阻垢剂的研究与应用
      周厚安,冷雨潇,刘友权,朱庆,刘德华,周渝
      川渝气田有水气藏在排水采气及气田水转输、回注过程中,地面设备及输送管线普遍存在结垢堵塞问题。特别是近年来,随着一大批高温、高产水气井的二次开发,气田水地面输送系统的结垢问题更加突出,严重影响了气田正常生产。为解决高温气田水的结垢问题,迫切需要开展新型阻垢剂的研究。简要介绍了新型阻垢剂CT4-37的研制、性能评价及现场应用情况。室内性能评价及现场试验结果表明,该新型阻垢剂具有耐盐抗温、钙容忍度高、高效低毒等优点,对于高矿化度气田水碳酸钙(镁)垢和硫酸钙垢具有良好的阻垢效果。在温度为80 ℃,药剂质量浓度为25 mg/L的条件下,阻垢率可达95%以上。
      2017  Vol.  46(1):    57-62    [摘要](129)    [PDF](100)
    • 超低渗透油藏空气泡沫驱油效率研究
      赵金省,李攀,杜剑平
      针对超低渗透非均质油藏开发过程中单井产量低、含水上升快、水驱动用程度低的特点,提出进行空气泡沫驱油,对空气泡沫驱油的影响因素进行研究。采用室内实验方法研究了储层非均质性、气液比、泡沫注入体积、泡沫注入段塞组合以及注入时机对空气泡沫驱油效率的影响。结果表明,对于非均质储层,空气泡沫驱可以有效地动用低渗透储层中的剩余油,最优的注入气液比为1∶1,最优的注入体积为0.2 PV,最优的段塞大小是0.05 PV,最优的注入时机为含水率达80%以上时进行泡沫注入。研究结论对于非均质超低渗透油藏进行空气泡沫驱油具有借鉴和指导价值。 
      2017  Vol.  46(1):    63-66    [摘要](120)    [PDF](111)
    • 聚驱原油采出液脱水低温破乳剂的开发与实践
      付丽霞,付亚荣,马永忠,窦勤光,高博翔,付森
      针对聚合物驱后油井采出液中含有的聚合物导致联合站脱水和污水处理困难的问题,分析了国内各油田聚驱采出液脱水破乳剂的现状,依据原油乳状液凝胶的结构裂降和结构恢复行为对其触变性影响的原理,采用多乙烯多胺、松香胺、有机醛、胺、苯酚等的反应物为起始剂的聚醚类破乳剂按一定比例复配后,再引入微量的烷基酰胺丙基甜菜碱、氯化亚铁、维生素C、氟碳表面活性剂 FN-3,得到聚驱原油采出液脱水低温破乳剂,利用电中和机理,实现了聚驱原油采出液低温破乳脱水。现场药剂质量浓度在50~70 mg/L、脱水温度40~43 ℃的条件下,原油脱水后含水率小于 0.2%,污水含油质量浓度小于 50 mg/L。 
      2017  Vol.  46(1):    67-69, 75    [摘要](124)    [PDF](84)
    • 新型抗温硫酸盐垢阻垢剂合成与性能评价
      严思明,杨珅,李省吾,吴亚楠,王永吉,唐豹
      以马来酸酐(MA)、对苯乙烯磺酸钠(SSS)和一种长链疏水单体SH16为原料,过硫酸铵为引发剂,合成了一种新型阻垢剂MSH。利用红外光谱、核磁共振表征了阻垢剂MSH的结构,评价了MSH阻硫酸钡垢的阻垢性能。结果表明,马来酸酐(MA)、对苯乙烯磺酸钠(SSS)和长链疏水单体(SH16)有效地聚合到阻垢剂MSH中;当组成硫酸钡垢体系的钡离子质量浓度为370 mg/L时,质量浓度为50 mg/L的MSH能取得91.3%的阻垢率。对阻垢剂MSH的作用机理进行研究:长链疏水单体SH16有效地提高了阻垢率;电导率实验表明,能延长硫酸钡晶体的诱导期,降低晶核形成速度;扫描电镜实验表明,MSH扰乱了晶体的正常排序,使得晶体结晶度下降、晶粒变小,从而达到阻垢的目的。 
      2017  Vol.  46(1):    70-75    [摘要](129)    [PDF](91)
    • 酸性气井井筒腐蚀控制技术研究
      袁曦,肖杰,张碧波,王星,朱庆,蔡德强,王萌
      采用高温高压腐蚀挂片、气田水化学分析、多臂井径仪测井等方法,在含H2S /CO2酸性气井中,研究了缓蚀剂对井下油管的保护效果。试验结果表明,评选的缓蚀剂防腐效果良好,井下加入缓蚀剂4年后,全油管平均腐蚀速率为0.04 mm/a,腐蚀速率远低于腐蚀控制指标0.1 mm/a;油管腐蚀主要集中在井筒上部和底部。 
      2017  Vol.  46(1):    76-78, 82    [摘要](104)    [PDF](87)
    • 高矿化度油藏聚合物基微泡沫驱油体系优化
      张蒙,聂兴成,黄亚杰,侯流通,周磊,周明
      针对某高矿化度油藏采用常规化学剂不抗盐,提高采收率难度大的问题,在高矿化度油藏条件下,以泡沫综合指数(FCI)筛选了两种起泡性好的表面活性剂TSS(12-2-12)-2OH和Triton X-100。在此基础上,优化了聚合物基微泡沫驱油体系中的起泡剂浓度、助起泡剂浓度和泡沫稳泡剂浓度,得到了最佳的聚合物基微泡沫驱油体系0.2%(w) TSS(12-2-12)-2OH +0.1%(w) Triton X-100+0.150%(w) KY5S+地层水。为高矿化度油藏提高采收率提供一条新的途径。
      2017  Vol.  46(1):    79-82    [摘要](108)    [PDF](83)
    • 分析计量与标准化
    • 天然气能量计量的溯源性与不确定度评定
      陈赓良
      扼要介绍了天然气能量计量涉及的3种不同类型计量方式。由于它们的量传与溯源方式有明显区别,故其测定结果的不确定度评定方法及其适用标准也各不相同。并指出我国目前已经在能量计量技术开发方面取得了长足的进步,但在溯源性架构、获得及应用方面仍与国外先进水平存在相当大的差距。鉴此,对今后的研发工作提出以下建议:①尽快制定并发布天然气分析溯源准则国家标准;②加快相对扩展不确定度(U)优于0.3%(k=2)0级热量计的建设;③作好蒙特卡洛模拟法评定天然气管网能量计量系统不确定度的技术准备。 
      2017  Vol.  46(1):    83-90    [摘要](121)    [PDF](96)
    • 提高化学示踪剂检测准确度实验研究
      崔洁
      针对胜坨油田地层水组分复杂、加药类型多,影响化学示踪剂检测准确度的问题,开展了硝酸盐、硫氰酸盐、尿素3种示踪剂的检测准确度分析。结合示踪剂检测方法,对比了蒸馏水、注入污水、采出液配制示踪剂溶液的检测差异,提出了制作标准曲线的方法;开展了氮气泡沫驱起泡剂、注水用缓蚀剂、杀菌剂、二元复合驱用表面活性剂对示踪剂检测结果的影响研究。结果表明,尿素示踪剂的检测受各类药剂的影响较小,且成本较低,确定为适合胜坨油田的示踪剂。现场应用验证了示踪剂检测方法的适应性。
      2017  Vol.  46(1):    91-94    [摘要](116)    [PDF](76)
    • 甲烷中四氢噻吩标准气体定值方法研究
      蔡黎,秦吉,沈琳,李晓红,周理
      甲烷中四氢噻吩标准气体是保证天然气中加臭剂准确分析的计量基础。采用感量为0.1 mg的质量比较仪,使用称量法进行甲烷中四氢噻吩的称量并定值,同时对比了使用分压法制备,以氮中的H2S为分析标准,使用总硫定值的方法。由于四氢噻吩与气瓶之间的作用,称量法的定值结果与实际样品中的四氢噻吩浓度存在偏差。而使用分压法制备,总硫定值的方法由于四氢噻吩与气瓶的作用达到平衡后进行定值,定值结果与其他机构研发的四氢噻吩标准气体之间的差值在标准物质不确定度接受范围内。分压法制备,总硫定值的方法可以作为较为适宜的甲烷中四氢噻吩定值研发方法。 
      2017  Vol.  46(1):    95-99    [摘要](107)    [PDF](65)
    • 安全与环保
    • 光响应性吸油树脂的制备及其吸油性能研究
      刘洪霞,徐海燕,王环江,贾卫红,任嗣利
      以甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸甲酯为聚合单体,以4,4′-双(甲基丙烯酰胺)-偶氮苯(Azo-CL-M)为光响应性交联剂,通过悬浮聚合法制备了具有光响应性和疏水性的树脂小球(Azo-OS)。利用扫描电子显微镜表征了吸油树脂的形貌,紫外可见光谱仪研究了材料的光异构化行为。测试了树脂对不同有机溶剂以及不同稀释程度的油品的吸油倍率,研究了树脂在紫外光和自然光条件下对甲苯的解吸附行为。实验结果表明,光响应性吸油树脂对不同种类有机溶剂的饱和吸附量不同,这与材料-油品之间的相似相容及溶剂化作用有关。树脂对菜籽油、煤油、原油等油品的饱和吸附量与油品的稀释程度有关,随着稀释程度的增加,树脂对几种油品的饱和吸油倍率逐渐增加。此外,吸油树脂对紫外光的响应特性,使得树脂在365 nm的紫外光照射下对甲苯的脱附速率提高了5倍。由于吸油树脂密度比水小,能漂浮在水表面,便于吸收水面浮油,因此在海上漏油事故的处理中具有广泛的应用前景。 
      2017  Vol.  46(1):    100-105    [摘要](158)    [PDF](74)
    • 延长油田油基钻井液废弃物回收处理技术
      李红梅,景丰,赵毅,马振锋
      油基钻井液应用中产生的废弃物的高效处理难度大是制约其广泛应用的重要原因和难点之一,针对油基钻井液技术难点,研发了高效的岩屑除油剂(CYJ-1)及针对废弃油基钻井液的破乳剂配方。研发的除油剂为一种润湿剂,通过改变岩屑表面润湿性实现除油。实验结果表明,其除油率高达98.27%,除油效果良好。通过破乳实验确定了破乳剂单剂种类及复配比例,并确定了破乳剂配方的最佳反应温度、反应时间、离心速度、离心时间等条件。将研究成果在现场云页平1井进行了初步试验。现场试验表明,CYJ-1及废弃油收油剂配方效果良好,处理效率高,实现了基油的回收利用,固相排放达到要求,有效降低了钻井液成本,减少了环境污染。 
      2017  Vol.  46(1):    106-110    [摘要](123)    [PDF](81)
    • Aspen Flare System Analyzer在火炬管网设计与分析中的具体应用
      王珊珊
      火炬气的排放系统设计是一个非常复杂的过程,涉及到各泄放点的背压与管路马赫数的计算。介绍了Aspen Flare System Analyzer模拟软件的特点及应用方法,该软件遵循API的规范要求,通过计算火炬管网中各管段始末点的压力、温度、流速等参数,可有效发现设计中的不合理管径并进行修改。以中东某油田地面工程项目为例,阐述了在工程实际中如何通过该软件进行火炬管网核算。高压火炬管网的核算结果显示,部分安全阀尾管背压和马赫数过大,经软件修改后的尺寸在实际运行中可满足火炬气的排放要求,保证了系统安全。表明了该软件在安全阀的选型和火炬管网的设计工作中的应用价值。 
      2017  Vol.  46(1):    111-114    [摘要](153)    [PDF](95)

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