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  • 主管单位:中国石油西南油气田公司
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  • 国际标准刊号:1007-3426
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  • 《石油与天然气化工》
  • 2019年 第48卷 第1期
  • 出刊日期:2019-2-25
《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1期

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    • 本期视点
    • 基于GB 17820-2018的天然气净化工艺探讨
      杨超越,常宏岗,何金龙,易铧,刘可,赵国星,李林峰
      近年来,随着我国对环保问题的日益重视,越来越严格的商品天然气标准给天然气净化厂脱硫装置带来了工艺升级改造的严峻挑战。为此,分析了国内外天然气净化厂商品天然气标准及国内天然气现状,并对可降低天然气中H2S及有机硫含量的3种天然气净化工艺:溶剂脱硫、分子筛脱有机硫和羰基硫水解工艺进行了分析,包括国内外研究现状,技术优缺点以及发展趋势等。结果表明,为达到最新标准GB 17820-2018《天然气》的技术指标要求,部分净化厂需进行技术升级或工艺改进。改进措施首先考虑溶剂升级,若原料气中有机硫含量过高,考虑引入羰基硫水解技术;若原料气中硫醇含量较高,溶剂升级后仍有超标的风险,则需引入分子筛精脱有机硫技术。通过对以上3种措施进行选择性的结合,可基本消除天然气超标的风险。但在以上3种技术的实施和配合使用方面,还需进一步研发相关产品、技术及开发软件等。 
      2019  Vol.  48(1):    1-6    [摘要](264)    [PDF](151)
    • 油气处理与加工
    • 轻柴油和加氢尾油共裂解降低柴汽比的技术分析
      许江,杨利斌,程中克,王小强,景媛媛,常桂祖
      降低柴汽比是炼化企业满足市场需求、提质增效、可持续发展的有效措施,轻柴油与加氢尾油共裂解可作为降低柴汽比的重要途径之一。在实验室评价装置上进行轻柴油、加氢尾油的裂解性能试验,并在USC工业裂解炉上进行了不同裂解炉出口温度、混合比例的轻柴油和加氢尾油共裂解标定试验。结果表明:裂解三烯和C5&C+5收率总计达到76%以上,轻柴油裂解低碳烯烃收率远低于加氢尾油,但高附加值的裂解C5&C+5收率高10%~15%;轻柴油和加氢尾油比为2∶5、在COT为835 ℃下共裂解,乙烯、丙烯和三烯的收率分别达到31.48%、15.29%和53.05%;而轻柴油和加氢尾油掺混比例为1∶3、在841 ℃共裂解烯烃收率更高,即轻柴油与加氢尾油共裂解降低柴汽比技术经济合理。 
      2019  Vol.  48(1):    7-11    [摘要](191)    [PDF](141)
    • 天然气脱氮工艺评述
      顾晓峰,王日生,吴宝清,陈赓良
      为了加速致密油气藏、页岩气和劣质天然气(SQNG)的开发与利用,近年来,天然气脱氮工艺在全球范围内受到普遍关注。当前应用于工业的天然气脱氮工艺包括:深度冷冻、溶剂吸收、变压吸附和膜分离。深度冷冻工艺流程复杂,投资与成本均较高,较适用于氮气含量相对较高的、处理高压天然气的大型脱氮装置。溶剂吸收工艺因溶剂选择困难且循环量大,还需要致冷系统,近年来工业上很少采用。“Molecular Gate”脱氮工艺的关键技术是使用孔径尺寸可以调节和控制的硅酸钛分子筛,此工艺已成为当前中、小型脱氮装置使用工艺的发展主流。随着天然气脱氮用特殊膜分离材料的成功开发,膜分离脱氮工艺也正在迅速发展,但膜材料的性能还有待进一步完善。 
      2019  Vol.  48(1):    12-17    [摘要](200)    [PDF](138)
    • 硫磺回收装置烟气排放超标原因分析及对策
      白丹江,蔡明件,谢会
      分析了金澳科技(湖北)化工有限公司2×104 t/a硫磺回收装置排放烟气中SO2含量超标的原因,并采取了相应的改造措施,主要包括:①将液硫池废气由尾气炉改至燃烧炉;②更换更高效的脱硫溶剂;③更换有机硫水解能力更强的催化剂;④在尾气吸收塔后串联1台尾气碱洗塔。在实施①②③及优化工艺参数的前提下,排放烟气中SO2质量浓度小于100 mg/m3。 
      2019  Vol.  48(1):    18-25, 31    [摘要](220)    [PDF](126)
    • 连续重整装置脱戊烷塔设备腐蚀原因分析及对策
      张士元,王伟,郭宏银,翟永刚,杨立新
      针对某石化公司连续重整装置脱戊烷塔系统出现的设备腐蚀问题,通过对腐蚀部位进行宏观检查、涡流检测、腐蚀物分析等手段,并查阅相关参考文献,分析引发关键部位腐蚀的原因和机理,认为铵盐沉积是造成脱戊烷塔空冷器腐蚀泄漏的主要原因,并提出以下措施,以缓解装置脱戊烷塔系统的腐蚀:①加强原料中氮含量的控制;②脱戊烷塔进行塔顶水洗;③加注缓蚀剂;④更换高效的脱氯剂;⑤易腐蚀部位材质升级;⑥加强在线腐蚀监测方法。 
      2019  Vol.  48(1):    26-31    [摘要](187)    [PDF](138)
    • 炼油厂硫磺回收工艺及催化剂的改进和优化
      吴立涛,廖小东,黄金刚,朱宏扬,叶茂昌,吴浩
      中国石油宁夏石化分公司炼油厂5000 t/a硫磺回收装置改造前采用两级克劳斯+低温加氢还原吸收工艺,加氢后的尾气经过MDEA吸收,其排放烟气中SO2质量浓度为500~800 mg/m3。其中,溶剂再生系统采用集中再生。根据中国石油西南油气田公司天然气研究院的设计工艺,工厂进行了全新的工艺改造,即采用天然气研究院生产的钛基催化剂增强水解和双段吸收工艺,成功解决了硫磺回收装置烟气中SO2质量浓度达标排放的问题,排放烟气中SO2质量浓度约50 mg/m3,可为小型硫磺回收装置,尤其是碱液碱渣处理困难的工厂的尾气达标排放提供技术思路及解决方案。 
      2019  Vol.  48(1):    32-37    [摘要](159)    [PDF](124)
    • 天然气及其凝液的利用
    • 天然气脱汞吸附剂的制备及其性能评价
      林富荣,曾天亮
      研究以Al2O3颗粒为载体,分别用Cu(NO3)2、Na2S的水溶液和单质S的CS2溶液浸渍,在载体上负载了CuS和单质S,制备了Al2O3-CuS-S天然气脱汞吸附剂。利用扫描电镜能谱分析(SEM-EDS)和X射线衍射检测(XRD)对活性物负载情况进行了表征。Cu2+浸渍液质量分数为18%,S2-浸渍液质量分数为8.1%,S浸渍液质量分数为6%,脱汞剂活性物质负载量最佳;其中CuS质量分数为11.98%,总S质量分数为8.85%。实验测量了脱汞吸附剂的汞容量,考察了进气口汞含量和停留时间对脱汞效果的影响。结果表明:当进气口汞质量浓度为300 μg/m3,停留时间为2.0 s时,出口汞质量浓度降低到10.35 μg/m3,脱汞率为96.55%,达到工业天然气脱汞要求,可用于工业化生产。 
      2019  Vol.  48(1):    38-44    [摘要](203)    [PDF](144)
    • LNG罐式集装箱调峰和储气能力建设可行性研究——以辽宁省为例
      李海峰,高铭
      加强储气和调峰能力建设,是推进天然气产供储销体系建设的重要组成部分。尽快形成与国内消费需求相适应的储气能力,并形成完善的调峰和应急机制,是保障天然气稳定供应、提高天然气在一次能源消费中的比重、推进国内能源生产和消费革命、构建清洁低碳和安全高效能源体系的必然要求。通过对辽宁省内燃气管网的管道长度、储气能力和燃气经营企业的实地勘测与调研,采集了辽宁省内14个城市的燃气使用量数据,并结合 “十二五”期间辽宁省天然气使用情况与天然气调峰储气设施进行对比,结果表明,辽宁省各市天然气从生产侧、供应侧及需求侧通过长输管线、燃气场站、各压力等级管线等联络构成了较为完整的天然气产业链,建设LNG罐式集装箱储气设施从技术性、安全性、先进性均是可行的。提出辽宁省内采用LNG罐式集装箱建设储气能力的可实施建设初步方案及未来展望。 
      2019  Vol.  48(1):    45-51    [摘要](210)    [PDF](138)
    • 加臭工艺在城市燃气中的应用与改进
      彭峻峰,谢瑜
      为了确保燃气泄漏及时被发现,在进行民用燃气供应时,必须对民用燃气加臭。目前,民用燃气加臭工艺在西南地区运用十分广泛,以达州市、南充市民用燃气加臭工艺为例,从设备选型、运行状况、管理方式等方面入手,通过对加臭装置的加注量、监测浓度数据的对比分析,发现在加臭剂加注过程中存在加注量过大、浓度不稳定、对环境影响大等需要改进的地方,提出将手动固定频率加注工艺改进为自动适时加注,有效控制后端浓度,降低对大气环境的影响,减少加臭剂的浪费,达到降本增效、确保安全使用燃气的目的。 
      2019  Vol.  48(1):    52-54    [摘要](195)    [PDF](116)
    • LNG卫星站自增压时间影响因素研究
      马国光,何金蓬
      LNG卫星站主要采用自增压的液体增压方式,其自增压能力大小主要取决于增压时间。以LNG卫星站储罐作为研究对象,对比4种低温液体无损储存热力学模型,选择三区模型进行计算,采用一阶向前差分实现方程离散化,并基于遗传算法进行程序设计,进而计算得到了不同储罐起始压力、储罐充满率以及增压气体温度下的储罐增压时间变化。结果表明,随着储罐所需压力上升,3种因素对储罐增压时间的影响效果有着不同程度的提升,其中储罐充满率对增压时间影响较为明显,最高可缩短78.4%的增压时间。 
      2019  Vol.  48(1):    55-61    [摘要](181)    [PDF](117)
    • 油气田开发
    • 基于随机森林与多元线性回归的咪唑啉衍生物缓蚀剂的构效关系研究
      刘友权,李坤,唐永帆,吴文刚,王道成,张燕,孙川
      以15种不同十一烷基咪唑啉衍生物缓蚀剂为研究对象,采用随机森林与多元线性回归相结合考察了分子结构对其缓蚀效率(IE)的影响。首先,从能量、电荷、分子表面与信息量、立体构象与拓扑特征6个方面对15种咪唑啉类缓蚀剂进行了全面表征,共得到55个分子结构参数;然后运用随机森林(RF)与多元线性回归(MLR)分别对特征参数进行了优化,筛选出top10的8个重叠参数。从8个参数中随机挑选3个,使用留一法(LOO)进行多元线性回归模型构建,最终得到了最优的特征组合为分子总能量(Te)、信息含量(Ic)与分子折射率(Mr)。 基于此得到的最优定量结构-缓蚀效率关系模型,其相关系数R2为0.843,关系式表示为IE=-5.517-0.010 1×Te+15.601 7×Ic+0.222×Mr。考察样本后去掉一个奇异样本,其相对误差达到18.9%,剩余14个样本留一法建模,模型效果大大提高,其R2为0.911。结果表明,Te、Ic、Mr与缓蚀效率具有较高的正相关性,分子结构越稳定、对称性好及折射率高,则其IE值就越高,为设计新型高效的缓蚀剂提供了理论指导。 
      2019  Vol.  48(1):    62-67    [摘要](185)    [PDF](137)
    • 高含硫长距离集输管道腐蚀监测技术研究
      顾锡奎,何鹏,陈思锭
      高含硫气田在开发过程中,管道腐蚀是一个非常突出的问题,特别是长距离湿气集输管道,不同管段腐蚀程度差异很大,仅仅在管道的始末段设置腐蚀监测点很难全面有效地获得管道腐蚀的真实情况。通过对天高线B段管道流体特性模拟分析,研究影响管道腐蚀的主要因素,确定管道严重腐蚀的部位,为长距离集输管道腐蚀监测方法和位置的设置提供依据。通过与目前油气田使用比较成熟的非插入式在线腐蚀监测技术进行对比,本试验在腐蚀监测系统中增设了超声导波监测技术。1年的腐蚀监测试验结果表明,完善后的在线腐蚀监测系统使腐蚀监测信息更加全面有效。 
      2019  Vol.  48(1):    68-73    [摘要](195)    [PDF](131)
    • 驱油型表面活性剂压裂液的研发与应用
      范华波,薛小佳,李楷,周晓群,吴顺林
      体积压裂理念带来了非常规油气资源勘探开发的技术革命,微裂缝渗吸驱油理论改变了压裂液行业的传统认识。从分子设计入手,合成了Gemini型表面活性剂,配套优选了炔醇纳米二氧化硅油剥离剂,构建研发了驱油型表面活性剂压裂液。与常规胍胶压裂液体系比较,该体系具有较好的分散性和润湿改变性能,渗吸效率为38%,驱油效率达20%以上。现场试验见油速度快,投产初期产量高,含水低,增产效果明显。 
      2019  Vol.  48(1):    74-79    [摘要](183)    [PDF](129)
    • 噻吩水热裂解反应机理研究
      蔡佳鑫,林日亿,马强,郭彬,梁金国
      针对注蒸汽开采稠油过程中出现的H2S现象,以稠油中含硫化合物噻吩为研究对象,在室内耐高温高压反应釜中开展了热裂解和水热裂解实验。通过检测反应后的气相产物和液相产物组成,探讨了噻吩热裂解和水热裂解反应的反应路径、断键机理。结果表明:噻吩水热裂解的主要烃类产物是甲烷和丁烷;噻吩水热裂解的液相中除了大量未反应的噻吩,还包括极少量的烷基噻吩、噻吩基噻吩等噻吩衍生物。质子化作用、一次水解以及二次水解在噻吩水热裂解生成H2S的过程中具有重要作用,C-S键断裂是噻吩水热裂解反应和热裂解反应的重要步骤。 
      2019  Vol.  48(1):    80-85, 90    [摘要](180)    [PDF](217)
    • 智能控制固体酸SRA-1释放研究
      李楠,罗志锋,鄢宇杰,刘卫东,李永寿,汪鹏
      介绍了一种新型智能控制释放的固体酸SRA-1,该酸中固体盐酸GS-1的有效质量分数可达到85%以上。研究了携带液HCl浓度、矿化度、黏度、温度和时间对SRA-1释放性能的影响。结果表明:NaCl对SRA-1的酸释放无明显影响;当携带液HCl的质量分数在12%以上、稠化剂质量分数为0.5‰时,135 ℃下稳定0.5 h后,SRA-1基本不释放;当携带液HCl的质量分数为10%、稠化剂质量分数为0.5‰时,135 ℃下稳定1 h后,SRA-1中GS-1保留率仍在50%以上。因此,SRA-1是一种非常具有潜力、可用于储层深度改造的酸材料。 
      2019  Vol.  48(1):    86-90    [摘要](207)    [PDF](115)
    • 分析计量与标准化
    • 天然气偏差因子计算新方法
      张立侠,郭春秋
      天然气偏差因子是油气藏工程相关领域中的重要参数,它在采油采气、气体计量、管线设计、地质储量和最终采收率的估计等油气勘探、开发、化工的诸多工程应用中都不可或缺,快速准确地确定该参数尤为关键。为此,基于Nishiumi-Saito状态方程结合多元非线性回归分析,提出了一种新的偏差因子关系式,相应形成新的计算偏差因子的方法,利用该方法可准确计算整个压力范围内的气体偏差因子。利用偏差因子标准数据对该方法及油气藏工程中常用的DPR、HY、DAK方法进行了对比。误差分析表明,该方法在常用压力范围和高压下的平均绝对误差分别为0.357%、0.066%,其计算精度比DPR、HY和DAK方法高。 
      2019  Vol.  48(1):    91-98    [摘要](191)    [PDF](121)
    • 中国、ISO和俄罗斯天然气水露点测定标准方法比对
      李晓红,周理,何斌,曾文平,罗勤,陈正华,沈琳
      水露点是天然气质量控制和管道安全运行的重要指标,也是进口俄罗斯天然气技术协议谈判中重点关注的指标。对中国、ISO和俄罗斯三方的天然气水露点测定标准方法开展了详细的比对,首先是标准文本的比对,其次是采用标准水露点发生器生成的气源,在实验室开展比对,最后是依据中国和俄罗斯两国标准,分别采用两国常用的水露点分析仪,在两国标准规定的不同吹扫条件下,在输气站现场开展了比对。通过比对,明确了三方标准最大的区别是吹扫方式;在无干扰情况下,中国和俄罗斯常用水露点分析仪检测结果准确可靠且相互吻合良好;在存在干扰情况下(可能是醇类或烃类),中国和俄罗斯常用水露点分析仪检测结果差异较大,最大差值达到6.1 ℃。比对结果为进口俄罗斯天然气技术谈判提供了支撑。 
      2019  Vol.  48(1):    99-103    [摘要](172)    [PDF](118)
    • 油气储罐缺陷的声发射无损检测定位精度优化
      申林,侯东明,齐红元
      为实现油气储罐罐体损伤部位声发射信号源的精确定位,提出一种优化定位方法。该方法对基于时差定位算法主要影响因素(噪声干扰、信号衰减、波速变化、传感器布置以及尺寸效应等)的影响机理进行理论分析,然后找到声发射源定位算法与各影响因素之间的对应关系,完成相应源定位参数的优化设置,最后以罐体部分区域为研究对象,分别对源定位参数优化设置进行对比试验验证。实验结果表明,该优化定位方法通过对各影响因素对应的参数优化设置,能有效地减小油气储罐中声发射源定位的误差,提高其声发射源的定位精度,为反演声发射源提供了一种有效途径。 
      2019  Vol.  48(1):    104-108    [摘要](165)    [PDF](107)
    • 安全与环保
    • 油水井酸化作业返排液处理技术
      李勇
      油井、注水井酸化作业返排液成分复杂,处理难度大。提出在井口就地处理就地回注的思路。对11口油井、注水井酸化返排液进行了分析,确定了沉降预分离-多功能处理系统-多级过滤工艺,优选了中和剂、氧化剂、絮凝剂和污泥浓缩剂,研制了撬装处理设备,现场实施15井次,处理后废液达到油田回注标准:pH值为6~8,含油和悬浮物质量浓度均低于10 mg/L,实现了就地回注。
      2019  Vol.  48(1):    109-114    [摘要](191)    [PDF](143)
    • 基于吸收式热泵的锅炉烟气余热回收工艺系统性能研究
      何梦渊,李永生,潘涛,麻宏强,伍丹丹,李康婷
      为提高锅炉烟气余热综合利用效率,降低锅炉热损失,基于溴化锂吸收式热泵原理,开发了锅炉烟气余热回收工艺系统;采用理论分析方法,分析了系统的性能及其动态特性。分析结果表明:具有良好的制热效率并能有效节省锅炉燃煤量,减少CO2的排放;年节省标准煤量为5.13×105 kg,年减少CO2排放量4.04×105 m3;制热系数随蒸发温度增加略有减小,但变化趋势基本保持不变;热能转换率随循环水温差增大而逐渐升高;回收量标准煤与循环水温差紧密相关,受其他因素影响较小;热能转换率与减少CO2排放量呈正线性关系。以上结论为锅炉余热回收系统分析计算提供了理论依据。 
      2019  Vol.  48(1):    115-120    [摘要](195)    [PDF](127)
    • 超临界流体安全阀泄放的动态模拟研究
      王磊,郝振鹏,宋悦
      针对某液化天然气接收站的超临界液化天然气管线安全阀火灾泄放工况,阐述了应用传统计算方法解决类似复杂工况的局限性。提出采用Hysys Dynamic流程模拟软件,建立超压泄放的动态模型,通过模型计算验证火灾工况下所选安全阀喉径面积的合理性,并基于此模型研究了安全阀泄放过程中系统压力、温度、泄放流量等参数随时间的动态响应过程。计算结果表明,建立的动态模型可仿真模拟液化天然气管线安全阀的实际放空过程,准确地验证液化天然气管线所选取的安全阀喉径面积是否能够满足泄放要求,同时为安全阀的准确选型提供一种较为准确合理的程序和方法 。 
      2019  Vol.  48(1):    121-124    [摘要](224)    [PDF](135)

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