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  • 《石油与天然气化工》
  • 2019年 第48卷 第2期
  • 出刊日期:2019-04-25
《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。

2019年第48卷第2期

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    • 油气处理与加工
    • 天然气净化厂液硫储罐腐蚀原因分析与防护措施
      黄刚华,雷宇,彭银华
      以四川某天然气净化厂液硫储罐为例,考察了液硫储罐出现腐蚀的原因。主要采用挂片法,并结合EDS分析,考察了H2S、O2、H2O等因素对腐蚀的影响。同时,考察了热喷铝、喷锌的防腐蚀效果。结果表明,在无液态水的条件下,液硫对Q235腐蚀轻微,H2S溶解在液膜内以及硫磺沉积是导致储罐顶部腐蚀的主要原因,加强顶部保温是控制腐蚀的有效方法,采用金属喷涂技术值得进一步研究。
      2019  Vol.  48(2):    1-7    [摘要](200)    [PDF](142)
    • 石油天然气装置模块化设计关键概念解析
      王辉,王佩红,高威
      自20世纪80年代以来,鉴于模块化建造技术在规避项目建设地劳动力短缺、人力成本过高、环保要求苛刻等不利因素方面所具有的独特优势,发达国家的大型油气工程建设公司已经大量采用这一建造技术,其设计和建造水平发展迅速。目前,国内设计单位尚未完全掌握大型石油化工及天然气处理装置的模块化设计技术,仅在油田地面工程、中小型天然气处理等领域采用了模块化、橇装化设计建造技术,但未形成科学、系统的技术体系。基于此,中国石油天然气集团公司装置模块化设计制造技术研究课题组依托某300×108 m3/a天然气处理厂项目,通过深入研究模块化设计技术,在国内首次对石油天然气装置模块化设计过程中橇块、模块、模/橇块规格、模块化、模块拆分点、管道拆分点、散件等几个关键概念进行了明确定义。实践表明,上述概念内涵丰富,外延明确,实用性强,能够满足装置模块化建造全流程的需要。通过深入解析上述关键概念,有助于工程技术人员理解装置模块化设计的关键概念及其设计原理,从而准确把握装置模块化的设计方向。 
      2019  Vol.  48(2):    8-14, 25    [摘要](172)    [PDF](138)
    • 炼油厂硫磺回收装置尾气SO2达标排放技术工业应用
      陈昌介,党占元,刘伟明,曹松涛,康莉,李小云
      针对硫磺回收装置尾气SO2达标排放问题,开发了SO2超低排放核心技术。通过在克劳斯段采用有机硫水解性能优良的CT6-8钛基硫磺回收催化剂、在尾气加氢反应器中采用CT6-11新型尾气低温水解催化剂和在加氢尾气脱硫系统采用CT8-26加氢尾气H2S深度脱除溶剂,达到了降低装置排放尾气中SO2质量浓度的目的。该技术在塔河炼化公司和中金石化公司成功进行了工业应用,实现了排放烟气中SO2质量浓度分别低至50 mg/m3和31 mg/m3以下的超低排放水平。 
      2019  Vol.  48(2):    15-19    [摘要](132)    [PDF](174)
    • 催化汽油加氢脱硫装置分离塔的优化调整分析
      赵德强
      催化汽油加氢装置进行国Ⅴ改造后,选择性加氢单元分离塔存在分割精度不高、回流比低、控制回路自控率低和轻汽油在线硫分析仪控制滞后等问题。通过分析原因,提出了变更轻汽油在线硫组态控制、重新整定控制回路PID参数和优化分离塔工艺参数等措施。上述措施实施后,分离塔塔底油10%馏出温度与轻汽油90%馏出温度的温度差提高到40 ℃以上,分离塔分割精度提高,轻汽油抽出比例提高了3百分点,终馏点为65~67 ℃,满足醚化装置要求,分离塔塔顶压力从0.89 MPa降至0.81 MPa。在处理量相同的情况下,分离塔重沸炉出口温度降低8~10 ℃,重沸炉燃料气用量降低190 m3/h,经济效益显著。 
      2019  Vol.  48(2):    20-25    [摘要](130)    [PDF](183)
    • 天然气净化厂低压尾气CO2回收技术研究
      李永生,潘涛,马崇彦
      为了节能减排,降低天然气净化厂尾气中CO2排放量,分别通过实验室实验、模拟试验、侧线试验逐步研究并验证了MEA和复合胺对CO2的吸收性能。采用实验研究与现场测试、评价相结合的方法,开发出一套适合于普光天然气净化厂烟气排放工况的CO2回收工艺,为实现天然气净化厂低碳生产与CO2减排提供了技术支持。 
      2019  Vol.  48(2):    26-32    [摘要](154)    [PDF](168)
    • 炼油厂VOCs回收装置现状分析及技术升级改造
      张崇海,李克兵,张宇恒,李广
      随着国家对环境保护的重视,炼油厂挥发性有机化合物的排放标准一再提高,油气处理设施挥发性有机化合物质量浓度排放限值从25 g/m3降至120 mg/m3以下,原有油气回收装置已逐渐难以适应。介绍了炼油厂油气回收装置常用的工艺方法,并针对新的排放标准提出技术升级改造方案。经过第一阶段改造后,出口非甲烷总烃质量浓度达到73 mg/m3以下,装置的去除效率达到99.96%。
      2019  Vol.  48(2):    33-36    [摘要](127)    [PDF](157)
    • 龙王庙净化厂加氢尾气处理装置运行优化
      徐飞,贺晓敏,曾云东,向里,汪年斌,郑植
      中国石油西南油气田公司重庆天然气净化总厂遂宁龙王庙天然气净化厂3列加氢尾气处理装置建成后一次性投产成功,经过半年多的试运行,顺利通过性能考核。结合装置试运行阶段和目前的生产状况,总结分析并优化提出了该尾气处理装置的最佳工艺控制参数:在线燃烧炉燃料气与低压蒸汽的质量比为1∶2、急冷塔出口过程气中H2体积分数为0.5%~2%、急冷塔出口酸水pH值为6.5~7.5、反应器入口温度为210~230 ℃、吸收塔进料气温度比贫液入塔温度低1~2 ℃、再生塔塔顶温度约为110 ℃等。根据运行过程中存在的问题,提出了建议和措施,以确保龙王庙净化厂加氢尾气处理装置的安全平稳运行。 
      2019  Vol.  48(2):    37-44    [摘要](134)    [PDF](207)
    • 天然气及其凝液的利用
    • 二氧化碳在CH4-CO2二元体系中的冰点预测
      孔令伟
      采用深冷工艺回收天然气中的乙烷时,脱甲烷塔塔顶及冷箱处的温度较低,容易发生CO2冻堵。研究固体CO2在CH4-CO2二元体系中的形成规律,有助于优化深冷分离工艺,避免CO2冻堵,同时降低冷能消耗。修正了纯组分CO2的饱和蒸气压的通用关联式,以预测二元气相体系中固体CO2的形成温度,并与陈赓良-朱利凯模型关联式计算、HYSYS软件计算及Aspen Plus软件计算的CO2固体形成温度进行了比较。结果表明,修正后的计算模型准确度较高,与Agrawal的实验数据的平均偏差在2 ℃以内。同时,根据Kurata实验数据拟合出CH4-CO2二元液相体系中CO2固体形成温度关联式,并与文献经验公式、HYSYS软件计算及Aspen Plus软件计算的CO2固体形成温度进行了比较。结果表明,该计算模型与实验数据吻合度非常高,与Kurata的实验数据的平均偏差在1 ℃以内,且具有广泛的通用性。 
      2019  Vol.  48(2):    45-49    [摘要](147)    [PDF](98)
    • 天然气掺混氢气在家用燃气具上燃烧的安全性及排放性能测试与评价
      罗子萱,徐华池,袁满
      面对日益严峻的能源短缺和环境恶化问题,氢能作为绿色、高效且具有可持续性的柔性二次能源被广泛关注和研究。借鉴欧洲的电转气技术(power to gas),将可再生能源电解制成氢气后,以一定比例掺入到天然气管网中供给居民使用,被认为是改善城镇燃气质量与烟气排放的有效途径之一。因此,基于互换性理论分析了掺氢天然气作为家用燃气具燃料的掺氢比例,并基于12T基准天然气测试与验证了掺氢天然气在家用燃气具上燃烧的安全性能与排放性能。研究结果表明:①掺氢比例体积分数不应高于20%;②掺氢天然气在家用燃气具中燃烧的点火率、火焰稳定性与烟气排放性能全部合格,未发现安全性问题;③家用燃气具的烟气排放指标满足标准要求,并且随着氢气的体积分数增加,烟气中CO与NOx排放量有所降低。 
      2019  Vol.  48(2):    50-56    [摘要](139)    [PDF](112)
    • 混合碱处理HZSM-5分子筛及其催化丙烷脱氢反应性能
      徐国皓,余金鹏,徐华胜,尤雅芳,袁璋晶,潘淑倩,王鹏飞
      采用不同浓度比的四丙基氢氧化铵和乙酸钠混合碱(TPAOH/CH3COONa)溶液处理HZSM-5分子筛,对处理前后的HZSM-5分子筛负载Pt,制备Pt/HZSM-5催化剂用于丙烷脱氢反应。利用XRD、XRF、SEM、BET、NH3-TPD、H2化学吸附和TG等手段对处理前后的HZSM-5分子筛进行表征,考察了不同浓度比的混合碱溶液对HZSM-5分子筛的晶体结构、表面形貌、孔结构、表面酸性及丙烷脱氢性能的影响。结果表明:混合碱溶液处理HZSM-5分子筛,能够形成微孔-介孔多级孔结构,并能调变分子筛的表面酸性;当TPAOH/CH3COONa浓度比为0.075时,丙烷初始转化率和丙烯选择性均达到最高值,分别为34.0%和99.1%。 
      2019  Vol.  48(2):    57-62    [摘要](125)    [PDF](107)
    • SDS和THF对水合物法捕集模拟烟气中CO2的影响
      何京玲,诸林
      采用搅拌式反应釜水合物生成实验装置研究动力学促进剂十二烷基硫酸钠(SDS)和热力学促进剂四氢呋喃(THF)对水合物法捕集CO2的影响,用摩尔分数为25%的CO2和75%的N2混合气模拟烟气,分别探究不同浓度的SDS和THF对分离效果的影响;在此基础上,研究了不同初始压力、反应温度对分离效果的影响。结果表明,SDS和THF的存在都能提高CO2回收率,但同时会降低分离因子。设定初始温度为3.5 ℃,初始压力为9.2 MPa时,加入质量分数为0.01%的SDS溶液后,CO2回收率较纯水中增大了4.3%,分离因子较纯水中降低了44.8%;设定初始温度为6.5 ℃,初始压力为3.7 MPa时,加入摩尔分数为0.5%的THF溶液后,CO2回收率较纯水中增大了30.4%,分离因子较纯水中降低了72.8%。在实验条件下,适宜的SDS质量分数为0.01%~0.05%,THF摩尔分数为0.5%~2%,初始压力的增加可以有效缩短水合反应的诱导时间,增大储气密度、CO2回收率和分离因子,降低温度能有效提高分离效果。 
      2019  Vol.  48(2):    63-69    [摘要](122)    [PDF](94)
    • 油气田开发
    • 四川盆地高磨地区灯影组转向酸类型选择研究及应用
      孙川,刘友权,杨志均,何春林,梅志宏
      针对四川盆地高磨地区灯影组碳酸盐岩Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ储层,通过转向酸变黏峰值黏度、双岩心酸化效果、转向压力等室内实验结果分析表明高酸浓度变黏型转向酸对于Ⅱ、Ⅲ类储层具有更好的转向效果,现场试验最大转向压力10 MPa;低酸浓度变黏型转向酸对于Ⅰ类储层具有更好的转向效果,现场试验最大转向压力12 MPa。
      2019  Vol.  48(2):    70-74    [摘要](127)    [PDF](89)
    • 考虑支撑剂裂缝导流能力计算及缝内支撑剂运移模拟
      朱维耀,刘青,岳明,张燎原
      裂缝导流能力是影响油气田产能的重要因素。根据支撑剂的最密排列以及Carman-Kozeny公式,结合弹性力学的相关知识,建立了考虑铺砂浓度、闭合压力、支撑剂粒径、支撑剂材料以及支撑剂嵌入的裂缝导流能力计算模型。结果表明:随着铺砂浓度的增加、支撑剂粒径的变大,裂缝的导流能力增大;低闭合压力的情况下支撑剂嵌入壁面对导流能力影响非常小,而在高压下支撑剂嵌入对导流能力影响稍大。该计算模型很好地结合了上述导流能力的影响因素,为油气田压裂生产提供了理论依据。
      2019  Vol.  48(2):    75-78    [摘要](118)    [PDF](136)
    • 川东地区超深超高温储层高温胶凝酸酸岩反应动力学室内研究与实践
      曾嵘,马辉运,李金穗,吴双,陈伟华,王茜
      酸岩反应动力学参数是分析酸岩反应特征、评价酸液体系及酸压设计的关键基础参数,为正确分析酸岩反应速率规律、指导酸压施工设计提供基础。通过开展用于四川盆地川东下古生界-震旦系的180 ℃高温胶凝酸酸岩反应动力学实验,建立了酸岩反应动力学方程,得到了180 ℃、500 r/min、7 MPa条件下,酸岩反应级数m=0.696 9,反应速度常数K=1.09×10-4(mol·L)-m·mol/(cm2·s),反应速度方程为J=1.09×10-4C0.696 9;其活化能Ea=23 706 J/mol,酸岩反应动力学方程为J=0.070 5e-23 706/RTC0.696 9;并明确了胶凝酸的温度、酸液浓度对反应速度的影响程度。
      2019  Vol.  48(2):    79-84    [摘要](129)    [PDF](108)
    • 元坝气田产出水集输系统腐蚀特征及防护措施实践
      青鹏,徐岭灵,黄元和,周锋,崔小君,李怡,龚小平
      元坝气田是国内首个超深高含硫生物礁大气田,高产量的同时也伴随大量产出水。随着开发的进行,腐蚀问题日渐明显。介绍了元坝气田产出水集输系统的腐蚀问题及防护措施实践:按腐蚀破坏形态分类,目前元坝气田产出水集输系统的腐蚀属于局部腐蚀;抗硫碳钢无法在高含硫气田产出水集输系统单独使用,添加缓蚀剂可以使抗硫碳钢的使用寿命延长;管道停运期间因介质不均匀性增强,易导致腐蚀加剧。此外,气田开发生产过程中,因传统的定点在线腐蚀监测技术对点蚀、孔蚀等局部腐蚀受限,应全面引入射线检测、超声波测厚等无损检测手段,弥补定点监测的缺陷。 
      2019  Vol.  48(2):    85-89, 94    [摘要](125)    [PDF](99)
    • 海上深层块状特稠油SAGD开发三维物理模拟实验研究
      张风义,廖辉,杨东东,吴婷婷,葛涛涛,杜春晓,耿志刚
      针对海上深层特稠油油藏LD油田埋藏深、原油黏度大、地层压力高、油藏模式复杂,国内外无开发先例借鉴的问题,依据相似准则,建立了高温高压填砂模型,采用三维物理模拟实验,开展了不同SAGD热采方式评价研究。结果表明,特稠油油藏采用先期蒸汽吞吐开发后适时转为SAGD开发的热采方式可有效利用蒸汽在低压下体积大、热焓值高的物理特点,能充分发挥SAGD热采优势,最终采收率比在油藏压力下直接采用SAGD开发的方式提高19.8%。
      2019  Vol.  48(2):    90-94    [摘要](131)    [PDF](95)
    • 分析计量与标准化
    • 《进入天然气长输管道气体质量要求》国家标准解读
      蔡黎,周代兵,谢羽,周理,唐蒙
      进入天然气长输管道气体质量要求》标准的制订和实施与GB 17820 《天然气》协调一致,将进一步规范进入天然气长输管道的气体质量。该标准规定发热量、总硫等指标有大幅度提升,将对天然气处理工艺、分析测试等多方面产生深远的影响,尤其是总硫含量跨数量级的提升将有效地契合国家和公众对环保的要求。而H2、CO等指标的确定也将有效扩大标准适用范围,确保对现阶段进入天然气长输管道气体种类的全覆盖。 
      2019  Vol.  48(2):    95-98    [摘要](157)    [PDF](230)
    • 单波长荧光光谱法测定原油中的盐含量
      赵碧良,石建民,杨丽斌
      针对电量法分析盐含量的繁琐及重复性差的问题,开发采用单波长荧光光谱法分析原油中的盐含量,用单波长色散X射线荧光光谱仪检测原油中的无机氯,标准曲线法定量,再通过计算得到原油中盐含量(以NaCl计),回收率为94.28%~99.51%,6次重复测定的相对标准偏差小于8%,数据定量相对准确可靠,优于电量法的重复性,能满足生产的检测需求。 
      2019  Vol.  48(2):    99-102    [摘要](135)    [PDF](147)
    • 安全与环保
    • 障碍物对大型LNG储罐泄漏蒸气扩散影响的模拟研究
      秦雅琦,李玉星,韩辉,王武昌,杨洁
      全球液化天然气(LNG)需求日益增长,其储存与运输过程中泄漏扩散致灾是LNG安全利用的关键。通过建立大型LNG 储罐泄漏的三维数值模型,基于国家规范设计挡板和3种围堰,利用Fluent软件,对不同障碍物情况气云扩散的规律进行模拟计算分析。结果表明:在扩散初期,围堰高度对于阻挡气云向外扩散起决定性作用,能够有效地推迟气云在下风方向的扩散进程,设置的围堰可推迟气云的扩散行为3~6 min;当在下风向设置挡板时,气云在下风向的扩散距离增加了5.2%,没有达到抑制气云扩散的效果;通过改变围堰的长宽比,可以加强对气云扩散行为的抑制作用。该数值计算结果为设计优化LNG罐区围堰与挡板提供了理论依据,为应急程序的制定提供了理论支持。 
      2019  Vol.  48(2):    103-110    [摘要](147)    [PDF](94)
    • 压力容器泄放过程建模与仿真分析
      吕其宝,张明洋,陈丹霜,宋满华
      在石油化工领域压力容器被广泛应用于存储和运输压缩气体。在特殊工况下,需要将压力容器气体进行泄放,以保证设备和管路的安全。基于热力学第一定律、质量守恒和AGA8状态方程,建立了压力容器泄放过程的动力学模型,分析了容器内气体压力、温度、压缩因子和绝热指数等参数的变化规律,研究了外界温度、气体组分和孔板面积对泄放时间的影响,给出了计算孔板直径的方法。结果表明,泄放过程中,压缩因子和绝热指数是变值,气体组分对泄放时间有明显的影响,在仿真计算时应该充分考虑。泄放时间随外界温度升高而增加。该研究结果可以为压力容器放空系统的设计和优化提供参考和帮助。 
      2019  Vol.  48(2):    111-115, 122    [摘要](149)    [PDF](101)
    • 油田污水处理站浮渣控制技术研究与应用
      唐坤利,唐晓梅,鲍静,韩继博,刁兆军
      彩南油田污水处理系统改扩建投产后,系统产生了大量浮渣并存在恶性循环,导致污水出站水质和外交原油含水0.5%(w)超标,系统运行困难。通过对污水和浮渣物性的深入分析,确定了在用药剂配方体系和来水的高碱度是产生上浮浮渣的关键因素。提出以水质稳定为核心,围绕主体工艺,源头治理、点面结合的研究思路,筛选出适合于污水的处理药剂,并通过油气水三大系统分开排污,稳定回收水水质,提高离心机出泥率,有效控制浮渣产生量,实现出站水质综合达标率100%,浮渣控制取得了明显的效果。
      2019  Vol.  48(2):    116-122    [摘要](140)    [PDF](108)

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