本期技术推荐

正硫溶解度测定技术硫溶解度测定技术是针对高含硫气藏在开发和开采过程中随着地层压力下降,元素硫逐渐析出并且沉积,造成储层孔隙体积的改变,进而导致气藏物性参数如渗透率、孔隙度、压缩系数和岩石密度等参数的变化,这些物性参数的变化反过来又影响气体的渗流,最终影响气藏开采效率的难点问题,解决不同温度、压力条件下天然气中元素硫溶解度的测定,能准确解决元素硫的析出时机、溶解量等问题,对高含硫气藏开发方案和地面建设方案的制定等提供相应的技术支撑。     

高含硫气藏硫溶解度的关联和预测研究

硫沉积是高含硫气藏有别于普通气藏的重要特征.硫沉积不仅影响气井产能,而且会对整个气藏的开发带来很多危害,因此,正确计算和预测不同条件下硫的溶解度具有十分重要的意义.鉴于高含硫气藏中硫沉积实验研究的难度,针对硫的溶解与析出类似于超临界流体中溶质的溶解与萃取过程,利用超临界流体相平衡模型中的压缩气体模型,建立了关联和预测硫溶解度的热力学理论模型.在该模型中,通过拟合回归硫在纯二氧化碳、甲烷和硫化氢气体中溶解度的实验结果,得到了硫与这些气体组分的二元交互作用系数,最后通过实例计算,验证了模型的正确性和可靠性.     

高含硫气体在地层水中溶解规律实验研究

高含硫气体在一定压力和温度条件下能溶解于地层水中.对于存在边水或底水的高含硫气藏,随着开发的逐步进行,溶解在水中的酸性气体会慢慢释放出来,使得气藏开发过程中组分和组成不断发生变化,从而对开发井的生产管理和控制以及地面集输的脱硫能力提出新的任务和要求.为此,建立高含硫气体在地层水中溶解度测试流程,测定了川东北罗家寨飞仙关组地层温度条件下高含硫气体从原始地层压力不断降压过程中高含硫气体在地层水中溶解度.该溶解度测定方法的建立,为研究罗家寨高含硫气藏开发过程中组分和组成的变化规律奠定了良好的基础,对于指导高含硫气藏的安全合理开发具有重要意义.     

高含硫气井井筒硫沉积模型

在高含硫气藏的开发过程中,随着井筒温度、压力的降低,硫会在井筒中析出沉积,严重影响气井的正常生产和管道安全。目前多数硫溶解度模型受使用条件的限制,无法准确预测不同温度、压力条件下的硫溶解度。针对高含硫气井的气体组分特征,在Hu溶解度模型的基础上,结合多相流和传热学理论,建立了高含硫井筒温度、压力分布模型以及硫沉积预测模型。对某高含硫气田进行实例分析,计算得出温度分布、硫溶解度分布规律以及硫沉积量,并研究了气井日产量、硫化氢体积分数对井筒硫沉积的影响规律。研究结果表明:硫溶解度从井口到井底逐渐增大,呈非线性变化;同一时间,气井产量增加,井口温度升高,则硫溶解度增大,硫在井筒的析出位置上升,井筒相同深度的硫沉积量增大。模型计算出的硫析出位置与实例相比,误差小于1%。准确预测井筒中的硫沉积,有助于更好地管理具有潜在硫沉积问题的气井。     

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通过对天然气中硫溶解度的室内实验模拟，发现温度、压力和气体组成是影响硫在天然气中溶解度的主要因素。随着温度和压力的升高，硫的溶解度增大；同时气体中硫化氢以及重质组分的含量也是也影响其溶解度大小的组分因素中最重要的两个因素，前者的作用说明了硫在天然气中的化学溶解的存在，而后者则说明 天然气中的重质组分是硫的天然物理溶剂，重质组分含量越高硫的溶解度越大，且随着组分中碳原子数的增加而增大。因此，硫在天然气中的溶解机理既包括化学溶解也包括物理溶解，是二者的有机结合。这对认识和防止高含硫气藏开发过程中在地层发生元素硫沉积，合理高效地开发含硫气藏提供了理论基础。     

基于BP神经网络预测硫在高含硫气体中溶解度

元素硫在高含硫气体中溶解度的研究是硫沉积机理研究、硫沉积预测和处理技术研究的前提和基础,也是元素硫沉积室内研究工作的核心课题。为了关联和预测硫在高含硫气体中的溶解度,提出误差逆向传播人工神经网络(BP ANN)模型,并设计了该模型的计算过程,讨论了该模型的参数设置。计算结果表明,该模型可作为模拟和内推硫在高含硫气体中溶解度的一种较好手段,但外推效果较差。与现有其他硫溶解度计算模型相比,该模型计算结果优于Chrastil缔合模型和经验公式,与状态方程法和六参数缔合模型的计算结果相当。     

高含硫气藏单质硫溶解度测试方法及预测模型

针对高含硫气藏单质硫溶解度测量准确度低的问题,基于溶剂溶解原理,建立高含硫气藏单质硫溶解度测试实验装置及实验方法,实现了某气藏含硫气样中的单质硫溶解度的测定.研究结果表明:高含硫气藏地层温度为40.0～98.9℃,地层压力为15.0～49.8 MPa,其单质硫标准状况下的溶解度为0.001～0.968 g/m3;单质硫...     

高含硫斜度井井筒硫沉积规律预测

高含硫气藏开发过程中,井筒内随着温度、压力的降低会出现单质硫的析出、运移、沉积现象,进而影响气井产量.针对高含硫气井难以下入温度和压力测量仪表以及硫沉积预测困难的实际情况,基于力学理论和硫溶解度模型,考虑井斜角对高含硫气藏硫颗粒临界悬浮流速的影响,建立了斜度井硫颗粒临界悬浮流速模型,确定硫析出和沉积及传质的条件,得到硫...     

高含硫气藏气-固两相多组分数值模型

高含硫气藏属于一类特殊高危性气藏,在开发过程中,伴有元素硫的析出、沉积、气相组成变化和沉积硫堆积在孔隙喉道污染地层等特殊现象。一般气藏数值模型没有考虑这些因素的影响,使得基于一般气藏数值模型的数模软件在模拟中不能反映高含硫气藏的开发特性。因此,文章在综合考虑这些因素的基础上,假设析出的固态硫不随气流运移,建立三维气-固两相多组分数学模型,利用Carman Kozeny沉积伤害模型描述硫沉积对地层孔隙度和渗透率的伤害;使用Roberts所提出的硫溶解关系式描述硫在酸气中溶解度变化;应用IMPES方法将数学模型转换为隐式求解压力、显式求解饱和度的数值模型。在模型中,元素硫的质量守恒关系是从“组分”角度来分析的,因为元素硫在单一的气相或固相中不满足质量守恒。该模型能反映高含硫气藏中元素硫的沉积、气藏流体组分随开发的变化以及沉积硫对储层的伤害等     

四参数缔合模型预测酸性气体中硫的溶解度

准确预测酸性气体中硫的溶解度是酸性气藏开发中最重要的研究内容之一。为此,基于化工热力学和超临界流体缔合理论,建立了酸性气体中硫溶解度的半经验、半理论四参数（压力、温度、溶解度和超临界流体密度）缔合模型,该模型同时考虑了高温、高压和密度对缔合反应的影响,克服了Chrastil、Del Valle模型不考虑高压对缔合平衡的影响以及Gordillo模型参变量过多的缺陷,极大地提高了预测硫溶解度的精度。实例计算表明,新建模型预测实验数据精度最高,平均绝对相对偏差为4.57%,而Chrastil、Del Valle和Gordillo模型的平均绝对相对偏差分别为12.65%、12.12%和7.31%。该模型的建立为准确预测高含硫气田硫的溶解度提供了一种简单、有效的方法。     

含硫原油加工过程中的硫腐蚀

结合石油化工设备硫腐蚀的特点,从3个方面对炼油厂的硫腐蚀问题进行了理论分析与简述.从硫腐蚀现状来看,已经对炼油设备造成了严重腐蚀,而且贯穿于炼油的全过程;从机理来看,硫腐蚀类型较多、过程比较复杂,许多机理性问题还远远没有研究清楚;从目前实际情况看,应加强对硫腐蚀机理的研究,弄清硫腐蚀的规律,为控制原油加工过程中的硫腐蚀提供理论基础.     

天然气中硫资源的利用--硫磺混凝土和硫磺沥青

概述了20世纪70年代初至2003年世界硫磺价格的变化和国外多家研究机构对硫磺混凝土和硫磺沥青的研制情况及应用效果。分别介绍了欧美地区和俄罗斯制备硫磺混凝土及硫磺沥青的方法和产品性能以及应用情况，指出硫磺混凝土应在特殊环境(如酸、碱盐、溶剂、化工和污水处理等设施)中使用，具有高机械强度、极佳的抗腐蚀能力、低水渗透性等优点，硫磺沥青则主要用于公路建设，具有高热稳定性、耐磨性好、流动性低、公路寿命长等优点。最后提出从天然气中回收硫磺制备硫磺混凝土和硫磺沥青具有很好的发展前景，建议开展此项研究工作，并逐步推广应用。     

浅谈某硫磺回收装置制硫燃烧炉

结合某30万吨/年柴油加氢环境治理工程硫磺回收装置的工艺流程对制硫燃烧炉(F-6301)进行了简要介绍,着重介绍制硫燃烧炉的设计参数、主要结构组成和作用、衬里施工及质量控制措施。     

硫回收装置硫冷凝器的防腐蚀措施

近３０年来,国内石化系统已设计了约５０套硫回收装置,其硫冷凝器的腐蚀问题一直困扰着设计者和生产操作者。设计人员曾参照国外经验对硫冷凝器管束采用碳钢材质,但在实际运行中发现其腐蚀严重,许多工厂只好换用不锈钢管束预防腐蚀,可是即使采用了不锈钢管束有些仍然被腐蚀,漏管现象时有发生,漏管时只好停工堵管以维持生产,堵管亦不能满足生产要求时就只好更换冷凝器,这种非计划停工严重影响了硫回收装置的长周期运转。同时为了维持全厂的正常生产,不得不把该送至硫回收装置回收硫磺的酸性气排至火炬焚烧后放空,结果是大气又受到…     

硫黄回收装置末级硫冷凝器失效分析

针对末级硫冷凝器的失效泄漏问题,在管板、换热管和管头焊缝等不同部位取样,采用多种手段进行检测分析。根据宏观检查、剖面分析、金相组织分析和腐蚀产物分析等结果进行判断,设备失效泄漏主要是由换热管管头焊缝腐蚀穿孔所造成的。由于管头存在大量的焊接缺陷,在硫酸露点腐蚀和应力腐蚀的共同作用下,加速管头腐蚀穿孔,管头焊缝出现泄漏。建议对管头结构进行优化设计,开展管头焊接工艺研究,提高管头的焊接质量。     

高含硫气藏硫沉积预测及实施除硫作业时机选择

高含硫气藏在开发过程中,随着气藏压力和温度的降低,元素硫将从气体中析出,从而堵塞天然气的渗流通道,当硫沉积严重降低地层有效孔隙空间及渗透率时,需要实施除硫作业。在考虑气体高速非达西不稳定流动、硫沉积、水动力对硫沉积冲刷与运移、硫沉积对储层危害（孔隙度、渗透率）的基础上,建立了预测硫沉积分布的气固耦合渗流模型。该模型与除硫工艺（溶硫剂）相结合,能够确定实施除硫工艺的时间,以及除硫后近井地带含硫饱和度随生产时间的变化。通过该研究可为高含硫气藏硫沉积预测提供有效方法。     

柔性管板结构硫冷器在硫磺回收装置中的应用

针对普光天然气净化厂第一联合装置进口末级硫冷器生产运行中频繁泄漏、热交换器管头产生的应力腐蚀开裂和缝隙腐蚀等问题,通过采用柔性管板结构、优化热交换器选材、改进换热管与管板连接结构等措施对该设备进行了国产化。     

含硫气田地面生产系统元素硫沉积模型

元素硫在地面生产系统中的沉积是一个复杂的过程,既涉及热力学平衡,也涉及动力学问题.热力学模型预测元素硫是否在气体中过饱和溶解,是否有元素硫析出及其析出量;动力学模型则主要是预测元素硫是否在管道中沉积.元素硫在管道和设备中的析出是由于压力、温度的降低以及开采过程中重质组分的消耗导致硫在酸气中过饱和溶解,这为建立元素硫沉积的热力学模型提供了重要的参考依据.关于硫沉积的动力学问题,则涉及多相流理论,特别是气固多相流体在水平管道中的运动.     

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��In claus sulfur recovery process if the treatment is not proper, the high-temperature sulfur corrosion will be taken place. In this paper a few examples of such corrosion are introduced and knowledge of its mechanism is given briefly. In addition, some practically feasible ways against the high-temperature sulfur corrosion are suggested.     

LO-CAT硫磺回收技术在炼厂硫磺回收装置中的应用

为了有效减少炼厂尾气SO2排放量,同时回收炼厂酸性气中的硫磺,延长石油集团炼化公司在广泛调研、考察论证的基础上,通过对国内炼化企业普遍应用的克劳斯硫磺回收工艺和美国LO-CAT硫磺回收工艺的综合对比,延安炼油厂硫磺回收装置技术改造选择了LO-CAT硫磺回收工艺技术路线。在该厂16t/d硫磺回收装置工业应用后,到目前10多个月的工业运转结果表明,该技术占地少、工艺简单,操作方便,处理弹性大、产品质量稳定、尾气可达标排放,比较适宜中小规模的硫磺回收装置。