应用BCM软件优化工业裂解炉的操作

以石脑油为裂解原料,应用BCM软件分析了工业裂解炉的操作条件(进料量、稀释蒸汽与原料的质量比(稀释比)、炉管出口温度(COT))对乙烯、丙烯和丁二烯收率的影响,讨论了操作条件在工业裂解炉操作优化中的作用。研究结果表明,在同一台裂解炉上裂解相同的原料,在工业裂解炉正常操作范围内,进料量和稀释比对乙烯、丙烯和丁二烯收率的影响较小,COT对乙烯、丙烯和丁二烯收率的影响较大,COT是影响裂解产物收率分布的关键因素。对于工业裂解炉的优化操作,在保证每台裂解炉各大组炉管进料量和稀释比均匀分布的前提下,选择合适的COT是提高乙烯、丙烯和丁二烯收率的关键。     

石脑油裂解炉的模拟优化

使用Spyro软件对某公司100万t/a乙烯装置石脑油裂解炉的运行进行了建模,并应用历史生产数据对裂解炉出口温度（COT）及结焦速率偏差进行校正,经验证模拟结果可靠;然后模拟分析了操作条件对石脑油裂解炉产物收率、结焦厚度及运行周期的影响。结果表明：相较于稀释比和进料量,COT对石脑油裂解炉运行周期及产物收率的影响较为显著;当2#石脑油裂解炉COT从838.3℃升高至841.6℃时,乙烯收率提高了0.16个百分点,而且结焦、炉管表面温度（TMT）等影响运行周期的因素变化在可控范围内;优化后的运行模型可用于石脑油裂解炉的运行周期预测和相关操作优化的模拟分析指导。     

烃分压对乙烯裂解炉产物收率的影响

降低原料裂解时的烃分压有利于提高烯烃收率,而COP与稀释比是影响烃分压的重要参数。利用SPYRO软件模拟了COP和稀释比的变化对于裂解产物收率的影响。结果表明,采取较低的COP和较高的稀释比有利于提高乙烯裂解炉高附加值产物收率。     

SC-1型石脑油裂解炉全周期操作优化研究

基于Kumar分子反应动力学模型,以全周期平均乙烯收率为目标函数,每个拟稳态时段的炉管出口温度（COT）为决策变量,建立了石脑油裂解炉全周期操作优化模型。利用开发的乙烯裂解炉模拟优化系统（EPSOS 2.0）和全周期操作优化模型,结合中国石油兰州石化公司46万t/a乙烯装置SC-1型石脑油裂解炉的操作现状,对该裂解炉进行了全周期模拟优化研究。结果表明,全周期COT最优化控制方案为前23 d在最高裂解温度875℃下运行,然后逐渐降低至855℃;与操作基准方案（全周期COT均为865℃）相比,优化后裂解炉的全周期平均乙烯收率提高0.56个百分点,三烯（乙烯、丙烯和丁二烯）收率提高0.60个百分点。     

轻质石脑油分裂的研究及工业应用

针对中国石化齐鲁分公司800 kt/a乙烯装置原料种类多、物性各异的现状,利用SPYRO软件模拟工业裂解炉的工艺条件,对不同石脑油(NAP)原料的裂解性能进行了对比评价,根据原料物性及主要裂解产物收率,提出了互供NAP分裂的优化方案,研究了分裂前后不同原料裂解的适宜工艺操作条件,对比了主要裂解产物收率的变化,考察了互供NA P分裂对乙烯装置经济效益及工业裂解炉运转周期的影响。工业运行结果表明,互供NAP分裂可有效提升乙烯装置的技术经济性,主要裂解产物收率大幅提高,以投料量1 520 kt/a计,三烯(乙烯、丙烯、丁二烯)收率提高了0.64百分点,副产物收率降低了0.85百分点,实现年增效1 800余万元,具有良好的工业应用效果。     

SPYRO软件对乙烷裂解炉的模拟与优化

为提高乙烯及双烯（乙烯和丙烯）收率,采用SPYRO软件对某炼厂140万t/a乙烯装置乙烷裂解炉进行了模拟优化计算。结果表明:在相同的裂解炉出口温度（COT）下,计算得到的产物组成和实际的产物组成相近,乙烷转化率、乙烯收率模拟值与实际值最大偏差分别为0.52%,-0.89%,绝压比（物料进入文丘里管后的压力与进入文丘里管前的绝对压力比）最大偏差为0.05;在第8,38,60 d,最大管壁温度测量值与模拟值的偏差分别为4,3,2 ℃,说明该模型能准确模拟实际的操作工况;随着稀释比增加,乙烯和双烯收率均增加,绝压比减小,在相同乙烷转化率下,COT降低;在稀释比为0.43,采用COT逐步升高的最优操作条件下,乙烷转化率为61%时,乙烯收率由优化前的48.20%提高至48.90%。     

石脑油裂解炉动态建模与仿真研究

基于已建立的大型裂解炉石脑油裂解过程稳态模型，根据热量守恒、传热特性和管内裂解反应规律，分别对操作工况发生扰动情况下的管外壁温度变化特性和管内裂解气温度变化特性进行了分析，建立了裂解炉辐射段的裂解过程动态模型。当某些裂解工况(如进料流量、稀释蒸汽流量、进料温度和炉膛温度等)发生扰动时，可以仿真描绘管外壁温度、裂解气出口温度和主要产物收率等状态变量的动态变化曲线。可以用传递函数的形式来表征这些状态变量的动态特性，进而可以进行裂解炉动态前馈控制及其控制系统的研究。     

裂解俄罗斯石脑油工艺参数的优化

简要介绍了辽阳石化公司裂解装置原料的变化情况,在小型裂解实验装置上模拟工业裂解炉工艺条件,考察了90％～110％生产负荷条件下蒸汽和原料混合石脑油的稀释比及裂解温度对于乙烯、丙烯及乙烯+丙烯收率的影响.结果表明,稀释比为0.55时,对乙烯、丙烯及乙烯+丙烯收率均最适宜;裂解温度越高,乙烯收率越高,而丙烯收率降低,综合考虑,裂解温度选择840℃较合适;生产负荷低时乙烯收率高些,丙烯收率低,选择100％ ～ 110％生产负荷较合适.将实验选择的优化工艺参数用于GK-Ⅵ型裂解炉操作时,考虑裂解原料轻质化趋势及裂解炉运行标定结果,把裂解温度提高到845℃,可使乙烯收率提高0.5个百分点.     

石脑油裂解产物分布支持向量机模型的建立

选择工业上常用的石脑油物性参数和对裂解产物分布影响较大的裂解工艺参数等16个参数作为输入参数,以裂解产物分布中的24种产物收率作为输出结果,通过支持向量机(SVM)回归建立了石脑油裂解反应的经验模型。经过训练样本训练获得预测模型,比较模型的预测结果与预测样本,模型的预测结果与实验数据基本相符。采用SVM模型对工业裂解炉进行预测并与实际工业数据进行对比,模型预测结果与工业数据基本相符,偏差小于5%。模型能够用于裂解炉的优化控制。     

裂解装置增产丁二烯的方法研究

通过自生成热裂解反应网络模型对单组分碳四烯烃的裂解反应进行模拟。模拟结果表明,1-丁烯和2-丁烯的裂解产物中丁二烯收率高于常规裂解原料。利用模拟裂解实验装置,进行富烯烃碳四物料的裂解实验,验证了模拟计算结果;并将富烯烃碳四物料与石脑油原料进行混合裂解,产物中丁二烯收率有所提高。进一步在工业裂解炉上进行了富烯烃碳四物料与石脑油混合裂解试验。工业试验结果表明,裂解产品中丁二烯收率明显提高,同时三烯(乙烯、丙烯和丁二烯)收率有所提高,达到了增产丁二烯的目的。     

阿姆河右岸酸性气田井口冲蚀及对策

中亚土库曼斯坦阿姆河右岸气田群为高含H_2S和CO_2的碳酸盐岩气藏,单井产量高,井口设备均出现了不同程度的腐蚀。初步分析认为其原因是生产过程中仅考虑酸性介质对气井井口的化学腐蚀,而没有考虑气体流速对井口的冲蚀作用,极大地影响了气田的安全生产。为此,通过对节流阀上下游阀道、法兰面均出现明显坑状腐蚀的进一步分析,明确了化学腐蚀和气体冲蚀的交互作用是井口磨损的主要影响因素,气流冲刷腐蚀坑的化学腐蚀产物会加速冲蚀损害;进而借鉴冲蚀与腐蚀运行环境下的多相管流管道的磨损计算理论,计算了该运行环境下的冲蚀极限速度,得到了不同生产工况下节流阀的抗冲蚀流量;最后,根据气田生产情况,针对性地提出了按气井配产要求来选择采气树类型、节流阀通径及类型冲蚀的技术控制策略。此举为气田安全生产提供了工程技术保障。     

进口天然气盈亏平衡定价对市场的影响——以广州市中亚天然气为例

2011年11月底土库曼斯坦天然气经过中亚—中国天然气管道和西气东输二线管道正式向位处华南的广州市供气。然而,由于中国天然气价格与国际气价脱节,天然气进口业务陷入进口越多亏损越多的尴尬境地,提高进口气入关后的价格将有助于缓解长期以来的进口气购销价格倒挂问题。为此,以广州市为例,测算了中亚天然气盈亏平衡时不同天然气用户的气价;采用天然气与可替代能源等热值直接成本对比法,按各类天然气用户实际支付可替代能源的现有价格等热值折算分析了对应的中亚天然气价格可承受能力。结果表明:从价格承受能力来看,居民用户和公共福利用户基本上是可以承受中亚天然气盈亏平衡定价;工商业用户也有一部分可以承受上述定价,但对燃料成本占总成本比重较大的用户,承受能力则较弱;天然气发电用户无法承受上述定价,中亚天然气发电只能扮演调峰角色。考虑到西气东输管道输送的既有国产气,也有进口气,为此提出:可以将国产气的出厂价与进口气的成本价加权平均,作为西气东输天然气的"出厂价"。     

稠油热采储层精细油藏描述研究进展

就稠油热采储层精细油藏描述的技术现状看:国外已经形成了完整的研究方法和技术体系,特别是在利用地震技术对油藏开发过程监测及剩余油分布规律的精细刻画等方面,具有相当高的研究水平;国内在储层单砂体的精细刻画、隔夹层研究以及储层在热采过程中的变化规律等方面,进行了大量的研究工作,取得了一定进步。稠油热采储层研究的关键问题为地层精细划分与对比、沉积微相研究、隔夹层发育规律描述、储层综合分类评价和地质建模研究等。在此基础上认为,稠油热采储层精细油藏描述研究的主要发展方向为井震结合断裂系统的精细刻画、地质体分类评价、稠油热采储层变化规律研究、剩余油分布规律的四维地震监测和隔夹层封隔能力的物理模拟与数值模拟验证等五大方面。     

微裂缝—孔隙型碳酸盐岩气藏改建地下储气库的渗流规律

微裂缝—孔隙型碳酸盐岩气藏储层非均质性强,边底水选择性水侵,渗流规律复杂,为了提高地下储气库的建库效率,需要研究储层在改建地下储气库多周期强注强采过程中的多相流体渗流规律。在获取有代表性的裂缝发育碳酸盐岩岩心较为困难的条件下,通过对天然岩心进行剪切造缝和多轮次气水互驱实验,研究了地下储气库气水过渡带在注采过程中的多相渗流规律,分析了裂缝合气空间贡献率以及储气库含气空间动用效果。结果表明:裂缝模型的相渗曲线近似于"X"形,多次气水互驱后相渗曲线基本没有变化,基质岩心模型相渗曲线经多次气水互驱后气水两相共渗区间变窄,共渗点降低;微裂缝对储层含气空间贡献率较高,微裂缝发育储层的含气空间利用率保持在较高水平,徽裂缝不发育储层的含气空间利用率逐渐降低并趋向稳定。因此,在微裂缝—孔隙型碳酸盐岩气藏改建地下储气库过程中可以在徽裂缝不发育储层布置生产井,同时通过控制边底水运移范围降低注入气损失,从而提高地下储气库的建库效率。     

四川盆地前震旦系勘探高含氦天然气藏的可行性

目前,我国的氦气资源主要依赖进口,寻找大中型高含氦天然气田是改变这一现状最现实的途径。为此,对四川盆地威远地区高含氦天然气藏的成藏机理和氦气来源进行了分析,以探讨在该盆地前震旦系勘探高含氦天然气藏的可行性。首先根据盆地周缘12条野外露头剖面和4口钻穿震旦系单井的资料,系统分析了前震旦系的岩石学、沉积相、烃源岩等特征,认为前震旦系发育的沉积地层为南华系,东南缘露头剖面的地层序列为南沱组、大塘坡组、古城组和莲沱组,推测盆地内部可能发育相同的地层序列;南沱组、古城组和莲沱组主要为冰川沉积,为砂砾岩夹泥岩;而大塘坡组为间冰期沉积,发育一套砂泥岩地层,其下部泥页岩的有机质含量高,为较好烃源岩。进一步的研究表明:南沱组砂砾岩储层、大塘坡组烃源岩和地层中侵入的花岗岩"氦源岩"可形成较好的高含氦天然气藏成藏组合;前震旦系沉积岩的分布主要受早期裂谷控制,在裂谷内部充填厚层的沉积岩地层。结合地震资料预测了威远—资阳地区沉积岩和花岗岩的分布,结论认为在资阳地区对震旦系—前震旦系进行高含氦天然气藏的勘探是可行的。     

水平井多级压裂管柱力学、数学模型的建立与应用

水平井多级体积压裂技术是近几年国内外为有效开发页岩气藏和低渗透油气藏而发展起来的一项新技术,但随之出现了压裂管柱力学环境更加复杂的新问题。针对该复杂的力学、数学问题,根据水平井多段压裂工艺管柱受力特点,建立了悬挂封隔器以下,多封隔器坐封、开启压差滑套和开启投球滑套3种工况的力学模型,并根据各工况的受力特征,建立了这3种工况管柱力学计算的数学模型。根据弹性力学理论中厚壁筒的Lame公式和Von Mises应力计算公式,推导出了管柱受内压力、外挤力和轴向应力共同作用下油管柱安全性评价的等效应力计算数学模型,建立了多级压裂管柱力学强度安全评价的数学模型;根据已建立的水平井多封隔器管柱力学计算的数学模型,开发了水平井多级压裂管柱力学安全评价的实用软件。该研究成果已经在新疆塔里木盆地塔河油田某气井得到了应用和验证,取得了很好的效果,为水平井多级压裂管柱安全工作参数的优化设计和安全性评价提供了理论依据和简便可靠的技术手段。     

山前地区深井超深井套管防磨与减磨技术研究

针对山前地区深井超深井钻井过程中套管磨损严重的问题,在分析套管磨损机理的基础上,开展了山前地区套管防磨与减磨技术研究,基于技术研究成果及应用实践,得到如下结论:1应用Power V等垂直钻井系统控制井眼轨迹,特别是上部井段的狗腿度和井斜,可明显减小侧向力和磨损量,缩短套管磨损时间;2应综合考虑套管磨损率、磨损系数以及钻杆耐磨带本身的磨损量,优选出效果最优的耐磨带;在狗腿度严重的位置,可考虑采用一定数量的橡胶钻杆卡箍来减轻对套管的磨损;3山前地区钻井液采用CX-300减磨剂能够显著降低磨损速率,减轻套管磨损程度,但在不同钻井液体系使用之前应进行优化分析以确定最佳使用量;4在迪那204井使用高密度钻井液体系,全部采用优选的高密度重晶石粉代替铁矿粉作为加重剂,整个钻进过程中未出现钻具及套管磨损,迪那204井易损件消耗量仅为邻井迪那203井的左右,防磨减磨效果非常显著。     

Biodiesel Projects Helpful to Ease Energy Shortage

Nearly 7,000 hectares of biodiesel forest will take shape in the northern province of Hebei in 2008, part of a national campaign to fuel the fast growing economy in a green way. In no more than five years, the Pistacia chinensis Bunge, whose seeds have an oil content of up to 40 percent, will yield five tons of fruit and contribute about two tons of high-quality biological diesel oil, according to the provincial forestry administration.     

State Energy Base Proposed in Inner Mongolia

Experts recently suggested China set up a state energy base in lnner Mongolia Autonomous Region to ease its energy thirst. The survey was co-conducted by senior researchers from the National Development and Reform Commission, Development Research Center of the State Council, Chinese Academy of Sciences and the Ministry of Finance. To plan and establish strategic energy bases at state level is in line with the principle of ＂giving priority to energy saving and diversifying energy consumption with the utility of coal at the core.＂     

烷烃在ZSM-5分子筛上吸附扩散的气相色谱研究

利用气相色谱法测定了不同色谱柱温度和不同载气流速下,C1~12烷烃在ZSM-5分子筛上的保留时间,并利用相关公式对测试结果进行了线性回归分析,测得了吸附热力学参数和扩散系数;考察了色谱柱温度、烷烃碳链长度和载气流速对烷烃在ZSM-5分子筛上吸附扩散的影响。实验结果表明,回归分析的线性相关性良好,色谱柱温度越高,孔道对吸附质的吸附能力越弱;在不同载气流速下,轴向扩散系数不同;随烷烃碳链长度的增加,吸附焓变呈先增大后减小的趋势,轴向扩散系数呈线性增长;C1~12烷烃在ZSM-5分子筛上的吸附焓变在-1.264~-42.975 k J/mol之间;当载气流速为2.654~4.246 cm/s时,C1~4烷烃的轴向扩散系数在0.328 8~0.551 7 cm2/s之间;当载气流速为5.308~13.270 cm/s时,C1~4烷烃的轴向扩散系数在0.430 2~1.456 4 cm2/s之间。