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  • 《石油与天然气化工》
  • 2018年 第47卷 第1期
  • 出刊日期:2018-02-25
《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1期

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    • 本期视点
    • 中国页岩气技术标准体系建设进展
      罗勤,陈鹏飞,付伟,李本亮,陈效红,常宏岗
      能源行业页岩气标准化技术委员会是中国能源行业页岩气标准的归口管理技术组织,负责研究建立页岩气全产业链技术标准体系,开展页岩气通用及基础标准研制等相关标准化工作。在中国,页岩气是新兴产业,与页岩气产业相关的国家标准和行业标准刚处于起步阶段,更没有建立页岩气技术标准体系。为了页岩气产业健康、快速发展,国家对页岩气开发企业的监管有标准可依,助推页岩气开发中小企业取长补短,快速复制页岩气开发技术,需要制订页岩气全产业链的技术标准和技术标准体系。为此,介绍了中国页岩气标准技术现状,重点阐述了页岩气技术标准制订对促进页岩气技术进步的作用、意义,标准体系存在的不足,以及标准制订的下一步发展方向。依据能源局下达的页岩气技术标准体系表,目前国家能源局已经发布实施了29项页岩气国家和行业标准,能源行业页岩气标准化技术委员会已完成48项页岩气技术标准制订,并正在组织制订2项页岩气技术标准。这些标准的制订和发布实施将有力支撑中国页岩气产业的快速发展。 
      2018  Vol.  47(1):    1-6    [摘要](222)    [PDF](202)
    • 油气处理与加工
    • 超声辅助酸碱改性活性炭纤维对DBT脱硫性能的研究
      陈明燕,丁悦,刘宇程,李蒙,王华,陈彦榜
      以不同浓度和温度的酸碱溶液改性活性炭纤维(ACF),发现8 mol/L、90 ℃的混酸改性ACF对二苯并噻吩(DBT)的脱除效果较好,对其进行了BET、FTIR及Boehm滴定的结构表征。结果表明,改性后ACF的比表面积、孔容和含氧官能团明显增加。将改性后的ACF对DBT模拟油的脱硫条件进行优化,得到适宜的操作条件为:超声时间80 min,吸附温度50 ℃,吸附时间1.5 h,m(油)∶m(剂)=100∶1,在该条件下,吸附剂的吸附容量可达到49.61 mg/g。改性后的ACF对DBT有较好的重复使用性,且等温吸附数据的拟合符合Langmuir方程,吸附饱和硫容量可达到57.80 mg/g。 
      2018  Vol.  47(1):    7-12, 25    [摘要](184)    [PDF](169)
    • 三甘醇脱水装置汞分布及汞污染控制措施
      严启团,张世坚,蒋洪,韩中喜,王淑英
      天然气中的汞具有较强的毒性和腐蚀性,给工作人员和生产设备带来极大的安全隐患。研究含汞天然气处理装置中的汞分布规律,可为后续制定相应的汞防护措施提供依据。通过对某含汞天然气三甘醇脱水装置中的汞分布进行模拟分析,发现三甘醇对原料气中的汞吸收效果较弱,但闪蒸气和再生气中汞浓度较高。改变原料气中汞质量浓度、三甘醇贫液循环量、重沸器温度,得到不同条件下的三甘醇脱水装置汞分布规律。根据三甘醇脱水装置汞分布模拟分析结果,提出了湿气脱汞、含汞设备清洗及人员防护、流散汞处理等控制三甘醇脱水装置汞污染的方案,可为后续建设含汞天然气处理厂提供汞防护参考。 
      2018  Vol.  47(1):    13-19    [摘要](178)    [PDF](174)
    • 加氢装置分馏塔进料加热器出口管线振动原因分析及解决措施
      涂连涛,漆小川,李军令,胡勇,张宗有
      年以来,催焦柴加氢装置分馏塔进料加热器E-205出口管线出现振动,为减轻振动,将E-205出口管线固定到分馏框架钢梁上,管线振动情况得到缓解。但从2017年5月开始,E-205出口管线振动加剧,带动整个分馏框架振动,从而带动汽提塔塔顶回流罐及附属管线、安全阀振动。分析其原因为:装置掺炼直馏柴油及生产国Ⅴ柴油导致加氢反应中裂化生成的轻石脑油组分增加,轻组分在汽提塔内逐渐累积,造成分馏塔进料中轻组分含量增加,E-205出口管线内介质气化率上升,气相流速增加,导致管线振动。通过实施技改措施,将汽提塔回流油改至加氢裂化装置汽提塔,将轻组分从汽提塔转移出去,振动情况明显减轻。 
      2018  Vol.  47(1):    20-25    [摘要](190)    [PDF](162)
    • FCC汽油选择性加氢装置产品低辛烷值原因分析及改进措施
      孙守华
      针对某石化公司FCC汽油选择性加氢装置在运行过程中陆续出现产品辛烷值低的问题进行分析,认为装置产品辛烷值低的原因包括:①选择性加氢催化剂选择性差;②碳六烯烃饱和严重;③异戊烯醚化率低。通过优化选择性加氢反应条件、提高轻汽油抽出率及醚化反应温度等措施,装置选择性加氢产物、汽油产品及醚化汽油的研究法辛烷值分别提高了1.5个单位、0.5个单位及0.05个单位。 
      2018  Vol.  47(1):    26-29, 40    [摘要](163)    [PDF](204)
    • 塔河油田高含硫混烃分馏脱硫工艺探讨
      赵德银,文军红,崔伟,侯建平
      塔河油田为高含硫油田,生产过程中产生的混烃中H2S质量分数为0.68%,有机硫质量分数为0.22%,目前采用碱洗工艺,存在处理成本高、废碱液处理困难的问题。通过对现场生产流程、混烃中的硫形态及物理性质进行分析,提出了混烃分馏处理新思路。经分馏处理,混烃中的H2S与部分硫醇随塔顶气进入天然气处理系统,依托天然气脱硫系统进行处理;塔底轻烃总硫质量分数由0.90%降至0.15%,进一步进行碱洗处理后,轻烃中总硫质量分数满足GB 9053-2013《稳定轻烃》的要求。此工艺碱耗量可由目前的2 t/d降至0.22 t/d,碱(NaOH)用量仅为目前的约1/10,可降低处理费用190.1万元/年。 
      2018  Vol.  47(1):    30-35    [摘要](183)    [PDF](158)
    • 水解催化剂PURASPECTM2312在高含硫天然气净化厂的应用
      黄坤,魏荆辉,张文斌,杜莉,胡良培,刘月华
      普光天然气净化厂联合装置脱硫单元脱羰基硫水解采用了JOHNSON MATTHEY 开发的PURASPECTM2312催化剂,其设计使用寿命为6年,在普光已使用8年,使用期间未进行过撇头和更换。通过跟踪装置运行期间不同时段的催化剂性能,结合该催化剂运行过程中的最佳工艺参数,总结了稳定催化剂运行的工艺措施,可为国内其他类似工况催化剂的长周期运行提供参考和借鉴。 
      2018  Vol.  47(1):    36-40    [摘要](203)    [PDF](199)
    • 天然气及其凝液的利用
    • 高比表面积介孔SiO2负载V-P氧化物催化乙酸-甲醛羟醛缩合制丙烯酸研究
      肖熙,袁善良,张彪,薄其飞,余红伟,郑林,蒋毅
      以不同孔径的高比表面积介孔SiO2为载体,通过浸渍法制备VPO/SiO2-x(x=6、8、10、12,平均孔径)催化剂。采用BET、XRD、XPS和NH3-TPD对催化剂进行表征,并考察了其对甲醛-乙酸多相催化制丙烯酸的催化性能。结果表明,不同孔径VPO/SiO2催化剂均具有较高的比表面积(>180 m2/g)和发达的介孔结构,其平均孔径分别为6.5 nm、8.7 nm、10.6 nm和13.0 nm;VPO/SiO2上丙烯酸的催化选择性由于受催化剂孔径的影响依次为VPO/SiO2-10>VPO/SiO2-12>VPO/SiO2-8>VPO/SiO2-6。反应温度为350 ℃时,孔径为10.6 nm的VPO/SiO2上丙烯酸的选择性和收率分别达到76.8%和47.1%,甲醛转化率为61.2%。 
      2018  Vol.  47(1):    41-45, 59    [摘要](162)    [PDF](154)
    • 煤化工石脑油作为乙烯裂解原料的技术分析
      许江,宋帮勇,杨利斌,程中克,马艳捷,穆珍珍,景媛媛
      由物性分析可知,煤化工石脑油中易裂解的链烷烃含量高(>90%(w)),环烷烃、芳烃含量较低,芳烃潜含量低;结合860~900 ℃下裂解气/液相产物收率对比可知,煤化工石脑油为优质裂解原料,适宜在高温(900 ℃)下进行裂解;随着裂解温度升高,裂解液相收率降低,液相中芳烃含量提高,裂解液相以C5~205 ℃组分为主(>75%(w)),苯、甲苯、二甲苯合计占70%(w)以上。与炼厂拔头油、石脑油相比,煤化工石脑油价格低、产量将逐年增加,裂解乙烯、三烯收率高而液相产物收率略低,因此,煤化工石脑油作为乙烯企业原料结构的合理补充,将是解决乙烯原料短缺和提升煤炭资源深加工经济效益的新路径。
      2018  Vol.  47(1):    46-50    [摘要](188)    [PDF](166)
    • 大型LNG储罐预冷数值模拟
      徐艳华,彭文山,李金娟,曹学文
      建立大型LNG储罐预冷模型,采用FLUENT软件对储罐低温气体预冷过程进行数值模拟,研究了储罐冷却过程中物理场的变化规律以及低温气体入口流量。结果表明:①大型LNG储罐预冷时,罐内气体温度最先降低,罐底比罐顶、罐壁最先冷却;②根据规范中对储罐预冷温降速率的要求调控低温气体的流量,提出五阶段LNG储罐逐步冷却方法,得到了不同阶段低温气体的入口流量。 
      2018  Vol.  47(1):    51-59    [摘要](203)    [PDF](164)
    • 空气压缩机的选型和运行情况分析
      杨信一
      在国内化工行业里,很多工厂内的驱动气源采用压缩空气,而作为提供压缩空气的空气压缩机组的设备状态往往决定着整个工厂的工艺安全性和平稳性,因此,对于增进空气压缩机系统可靠性的研究对各个生产企业都具有重要意义。通过对唐山LNG接收站螺杆式空气压缩机系统的选型工作和运行使用过程中的故障应急处理过程描述,分析导致各类故障的深层原因,从而得出该次选型工作的经验和教训,为相关行业提供参考。 
      2018  Vol.  47(1):    60-64    [摘要](154)    [PDF](187)
    • 油气田开发
    • 水平井对泡排携液效果的影响研究
      许园,蒋泽银,李伟,陈楠,苏福燕,龙顺敏
      针对越来越多的水平井需要开展泡沫排水采气、水平井造斜段对泡沫携液效果的影响等问题,开展了水平井造斜段不同斜度对泡排携液效果影响的模拟评价研究。对90°、60°、45°、30°等不同斜度泡沫携液量评价管在相同垂高、相同管长和不同起泡剂用量下的泡沫携液量进行了评价和分析。实验结果表明,斜度角在55°以下时,斜度对泡沫携液有较大的影响;55°以上时,斜度对泡沫携液量的影响较小,管长对泡沫携液量影响较小;在水平井中使用泡沫稳定性较好的起泡剂、适当增大起泡剂的用量,可克服造斜段对泡排效果的影响。 
      2018  Vol.  47(1):    65-68    [摘要](172)    [PDF](196)
    • 新型物理交联凝胶体系性能特点及调驱能力研究
      徐辉,曹绪龙,石静,孙秀芝,李海涛
      针对目前化学交联凝胶和体膨体颗粒类堵剂存在的地下交联不易控制及和孔喉尺寸较难匹配的不足,通过在聚丙烯酰胺侧链上引入含有18个碳的季铵盐疏水性功能基团,设计合成了以分子间物理交联为主的新型调驱体系,并对体系的分子结构特点,在水溶液中的微观聚集形态和性能进行了表征和评价。研究结果表明,物理交联调驱体系疏水性功能基团在水溶液中自发聚集,产生物理交联,形成致密的网络聚集体,聚集体的网络尺寸为200~400 nm,相对于化学交联凝胶,具有更好的增黏性、黏弹性和抗剪切性,同时通过调整疏水性功能基团的含量,可调整体系的成胶时间。在地层存在大孔道的条件下,注入未交联的颗粒,颗粒能在岩心中产生物理交联,有效封堵高渗带。物理交联体系分子间的作用力没有化学交联的共价键强,体系在地层中有一定的运移能力,因此物理交联体系具有调驱性能,是一种比较有前景的新型高效堵调体系。 
      2018  Vol.  47(1):    69-73    [摘要](177)    [PDF](145)
    • 金属铁盐辅助稠油多环芳烃对CO水热变换新生氢富存研究
      龚旭,王宗贤,刘贺
      以蒽为稠油多环芳烃模型化合物,考察了不同条件下蒽对CO水热变换新生氢的富存影响,并对CO水热变换和蒽储氢之间的协同效应进行了分析。研究表明,Fe(NO3)3·9H2O和环烷酸铁对蒽富存CO水热变换新生氢均有催化作用,Fe(NO3)3·9H2O的作用效果更好。随着反应温度、CO初始压力和加入的Fe(NO3)3·9H2O中铁含量的增加,CO转化率和蒽储氢效率均呈现逐渐增大的趋势。CO初压2 MPa,Fe(NO3)3·9H2O中铁的质量分数为0.08%时,对蒽储氢反应较为适宜,储氢效率较高。蒽储氢可对CO变换产生的新生氢进行富存,从而消耗新生氢,进而促进CO水热变换反应。因此,蒽储氢与CO水热变换反应之间存在正协同效应,二者相互促进。 
      2018  Vol.  47(1):    74-78    [摘要](162)    [PDF](154)
    • 粉煤灰低密度水泥浆在塔河油田堵漏中的应用
      张云华,蒋卓颖,李雨,威王乐
      作为西北油田的重要勘探开发区块之一,塔河油田托普台区块大部分井存在二叠系,井深4 500~5 200 m,厚度50~300 m,在钻遇二叠系时漏失严重, 塔河10区及12区部分无二叠系井也漏失严重,增加了正常钻进难度,耽误钻井时效,可能诱发井下复杂事故,对油井后期固井等作业影响很大。设计优选粉煤灰低密度水泥浆体系对二叠系进行堵漏。该水泥浆体系密度1.60 g/cm3左右,抗压强度6~8 MPa,漏失严重时可在水泥浆中添加5 mm、10 mm纤维进行复合堵漏,纤维在裂缝中架桥,形成空间网状结构,提高堵漏效果。该水泥浆体系在现场多口井的堵漏作业表明,能有效地提高地层承压能力,大大缩短了钻井周期,为后期钻井及固井施工创造了有利条件。 
      2018  Vol.  47(1):    79-82    [摘要](174)    [PDF](163)
    • 二氧化碳驱采出井缓蚀剂筛选与评价流程研究
      赵海燕,丁艳艳,石善志,蔡乐乐,董宝军,曾德智
      添加缓蚀剂是油气田控制井筒腐蚀的主要手段,如何筛选出合适的缓蚀剂是预防井筒腐蚀的关键。以某油田CO2驱采出井(井筒内温度60~120 ℃,CO2分压为0.2 MPa)缓蚀剂筛选评价为例,首先利用配伍性试验初步评价缓蚀剂的理化性能,然后采用电化学方法进一步筛选出缓蚀率大于90%的缓蚀剂,最后利用高温高压釜模拟现场工况(90 ℃和120 ℃,CO2分压为0.2 MPa),对拟选用的缓蚀剂进行腐蚀失重评价实验,并辅以SEM分析缓蚀剂的防腐效果。实验结果表明:7种待评价缓蚀剂中,4种缓蚀剂可与现场采出液良好配伍;缓蚀剂质量浓度为200 mg/L时,有两种缓蚀剂在常压下的缓蚀率大于90%;在加注浓度为1 mol/L、模拟实际生产工况下,筛选出的最优缓蚀剂可将D级杆和N80的腐蚀速率降至油田腐蚀控制指标0.076 mm/a以内。研究表明,先以配伍性评价,后通过电化学评价进一步筛选,最后采用高温高压釜模拟工况测试验证,可以快速筛选出适用于CO2驱采油井的缓蚀剂。 
      2018  Vol.  47(1):    83-88    [摘要](163)    [PDF](137)
    • 分析计量与标准化
    • 海上油田聚表二元复合体系组成快速检测技术
      李强,吕鑫,梁守成,王大威,胡科
      传统淀粉-碘化镉质量浓度检测方法无法检测聚表二元复合驱油体系中表面活性剂的质量浓度,仅能检测聚合物质量浓度,在时效性、准确性方面也待进一步提高。本技术创新采用COD-定氮联作法,首先通过化学氧化方法将样品中还原性物质(聚合物、表面活性剂等)全部氧化,获得溶液的总COD值,再采用定氮法测定聚表二元复合体系中聚合物质量浓度。通过对二元复合体系采出液中各组分含量与COD值建立函数相关性,运用数学手段将各个因素及环境影响量化,扣除相应背景值,便可计算得出二元复合体系的组分质量浓度。该技术目前已在海上平台成功推广应用,首次实现了聚表二元复合驱油体系组分质量浓度在平台上直接检测,可有效地对注入端流体质量和采出端流体组分质量浓度进行把控,对指导海上油田二元复合驱动态跟踪调整和采出液处理具有重要意义。 
      2018  Vol.  47(1):    89-93    [摘要](173)    [PDF](133)
    • 激光拉曼天然气分析应用研究
      朱华东,孙晓艳,陈正华,周理
      目前,天然气组分分析通常采用气相色谱分析方法,但气相色谱仪运行时需要有多个色谱柱和分离分析步骤,较为复杂费时。激光拉曼光谱分析技术为一项通过测定物质的光散射信号来实现目标分析物的分析方法,具有实时、简便、快捷的技术优势,目前已广泛应用于固体及液体样品的分析。通过分析比对现有的天然气分析方法的技术特点,结合激光拉曼技术在气体分析方面的技术发展,提出了将激光拉曼光谱发展成为天然气组成快速分析的方案,并探讨了激光拉曼天然气分析应用情况,为激光拉曼天然气分析技术发展探路。在定性分析方面,不同于传统的通过拉曼位移识别谱峰,而是通过特定的天然气标准气体物质系列的激光拉曼光谱分析,可快速准确获取天然气中烃类组分的特征谱峰,从而进行天然气中各个组分的定性分析,然后用外标法定量,即采用天然气气体标准物质进行单点校准,可进行定量分析。采用激光拉曼光谱法测定了2个典型的天然气样品,分析结果表明激光拉曼光谱法和气相色谱法水平相当。 
      2018  Vol.  47(1):    94-99    [摘要](150)    [PDF](137)
    • 安全与环保
    • 净化厂回用水对循环水影响及控制措施研究
      黄刚华,郑凯,黄丽华
      为了提高水资源利用率,川渝某净化厂将电渗析水、蒸发结晶水投加至循环水系统,但现场腐蚀挂片显示腐蚀速率为0.15 mm/a,超过GB 50050-2007要求。水质分析表明,电渗析水和蒸发结晶水中的Ca2+、Mg2+含量较低,如补充水量较大,会导致浓缩倍数较低,增加水质的稳定指数,提高水体的腐蚀性。室内考察了净化厂回用水对循环冷却水系统的影响,并以有机磷酸盐复配了相适应的水处理药剂b,在ρ(Ca2+)+碱度为200~600 mg/L的水质范围内,缓蚀率和阻垢率均高达90%,保障了净化厂稳定运行。 
      2018  Vol.  47(1):    100-104    [摘要](185)    [PDF](155)
    • 连续重整装置能耗分析与节能改造措施
      胡珺,张伟,王红涛,张英
      催化重整工艺是炼油化工重要的加工过程,除了生产高辛烷值汽油和芳烃外,还副产大量氢气。连续重整的加工流程特点及反应特征决定了其加工能耗较大。通过对中国石化某炼厂连续重整装置用能情况进行分析发现,装置的能耗主要是燃料气,占总能耗的比例最大,为69.61%,其次是蒸汽和电力的消耗,分别占总能耗的20.76%和7.34%。对装置能耗现状进行了分析,结合现有工艺现状及存在问题,对原料预处理单元和产品分馏单元分别提出了节能改造方案:原料预处理单元预加氢反应产物和预加氢混氢油原料增加一级换热,产品分馏单元自稳定塔来的重整汽油首先与重整油分馏塔塔顶油气换热,再与塔底出料换热,从而降低了加热炉燃料气用量和塔顶空冷电耗。改造后,总能耗降低了1.76 kgEO/t(1 kgEO/t=41.86 kJ/kg)。 
      2018  Vol.  47(1):    105-109    [摘要](183)    [PDF](139)
    • 高含硫天然气净化厂中控室暖通系统技术优化与应用评价
      古兴磊,何刚
      普光气田天然气净化厂空气中含有一定量的H2S和SO2,空调设备腐蚀严重,且现有暖通系统存在一定缺陷。为提高中控室暖通系统运行效果,满足人员和设备对温度和湿度的需求,拟对原暖通系统进行技术优化。中控室内部的设备类和人员类房间分别设置独立的风道系统,实现供冷“人机分离”;更换6台恒温恒湿机组和3套多联空调机组,选用高效化学新风净化机组,增设3套消防排烟系统,以满足中控室内部工作人员和设备对安全运行的需求。 
      2018  Vol.  47(1):    110-114    [摘要](160)    [PDF](176)
    • 压缩机厂房可燃气体泄漏扩散的数值模拟
      范勇,荣蕾,李胜利,李麟,孙德静,田涛
      为了对长输管道压缩机厂房内可燃气体泄漏进行定量分析,使用CFX软件,对长输管道压气站压缩机厂房内的可燃气体泄漏进行了数值模拟计算。计算中介质为中亚天然气和常温常压下的空气,采用标准的κ-ε双方程湍流模型,对压缩机厂房内潜在泄漏点发生泄漏时进行计算。研究结果表明,可燃气体在厂房顶部呈“倒7”型分布,除泄漏点周围外,可燃气体含量最大的区域贴近屋顶处,该研究为压缩机厂房内可燃气体探测器的布置提供了量化的参考。计算结果得到了厂房内可能存在的可燃气体聚集点,并针对性地增设了通风口,消除了可燃气体聚集情况。 
      2018  Vol.  47(1):    115-120    [摘要](166)    [PDF](146)

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