中高压富气乙烷回收工艺改进及优化

针对RSV(recycle split-vapor process)工艺在进行中高压富气乙烷回收时,存在能耗高、流程热集成度低等问题,基于精馏原理,采用改变气源与多级分离的方法提出RSVF(recycle split vapor with liquid flashing process)工艺。再以乙烷回收率和总压缩功耗为响应值,通过灵敏度分析法选出脱甲烷塔压力、低温分离器温度、外输干气回流比、闪蒸温度作为设计变量,采用基于三水平Box-Behnken的响应面法优化工艺参数,对两个模型进行ANOVA法验证。优化后得到的最佳工艺参数为:脱甲烷塔压力2 820 kPa、低温分离器温度-48 ℃、外输干气回流比14.2%、闪蒸温度-40.6 ℃。在天然气处理量为500×10⁴ m³/d的情况下,工艺经济效益增加了1 551万元/年。      

基于改进络合铁法的含硫化氢尾气处理工艺模拟与优化

目的有效处理含硫尾气,确保装置“安、稳、长、满、优”运行。 方法采用Aspen Plus V11软件基于Peng-Robinson热力学模型对改进络合铁装置的H₂S处理过程进行了全流程模拟,并根据Box-Behnken Design对其进行了响应面设计,得到了最佳H₂S脱除率及其对应的优化操作参数。 结果此模拟流程能够较好地反映改进络合铁装置的实际运行情况,可以作为后续优化研究的基础模型。当循环溶液温度为47.2 ℃、循环溶液中Fe³⁺质量分数为8.410 0%、循环溶液体积流量为3.12 m³/h、电解槽电压为0.64 V时,改进络合铁装置的H₂S脱除率高达99.999 988%。此时,外排气中H₂S质量浓度为9.5 mg/m³,完全可以满足外排气中H₂S质量浓度不大于10 mg/m³的约束条件;t检验结果表明,采用响应面法优化得到的预测值和验证值之间不存在显著差异,其准确度一致。 结论该研究结果可为进一步提升含H₂S尾气处理水平提供准确、可靠的理论支撑和数据来源。      

塔河油田某天然气处理装置优化升级改造及效果评价

针对塔河油田某天然气处理装置湿净化气中H₂S含量及液化气中总硫含量超标、C₃⁺收率低等问题,通过开展原料气常压吸收实验,创新应用油田伴生气H₂S及有机硫脱除一体化工艺,即采用UDS复合胺液在同一套装置中同时脱除H₂S及有机硫,并通过新增原料气丙烷冷却器及高效旋风分离器、优化MDEA再生系统参数控制逻辑等措施,提升天然气处理效果。改造后,湿净化气中H₂S质量浓度由42~197 mg/m³降至16~23 mg/m³,液化气中总硫质量浓度降低90%,C₃＋收率提高至95%以上,液化气及稳定轻烃日均产量分别提高14.3 t和4.6 t,年直接经济效益达2 000万元。      

中国煤层气勘探开发前景分析

据统计资料中国煤层气资源量为30×10¹²～35×10¹²m³,若排除埋藏深度、变质程度、瓦斯风化带及煤田构造的影响,实际可供勘探开发的煤层气资源量只有10×10¹²m³.根据美国煤层气勘探的历程,预测我国煤层气产量在2000年将达0.43×10⁸～0.65×10⁸m³,2000～2010年将是我国煤层气的大发展阶段,预计全国可达20×10⁸m³,2020年产量将达100×10⁸m³,2050年达到250×10⁸m³.     

掺氢天然气分离工艺方案及经济性分析

目的天然气管道掺氢输送被认为是氢能大规模、低成本、长距离运输的重要途径之一。为了获得高纯度氢气,需要在终端将掺氢天然气进行分离。目前,单一的氢气分离手段难以直接适用于低含量氢的掺氢天然气分离。 方法对比了几种常见的氢气分离技术的原理、工艺参数、优缺点等,结合掺氢天然气的特点,选定了“膜分离+变压吸附”耦合工艺路线,并针对掺氢比(摩尔分数,下同)分别为10%、15%、20%的掺氢天然气分离工艺方案进行了经济性分析,获得了各分离方案的成本。 结果 掺氢比为10%、15%、20%的综合分离成本分别为0.846 7 元/m³氢气、0.519 7 元/m³氢气、0.382 6 元/m³氢气。 结论较低含量的掺氢天然气分离成本较高,大规模推广应用仍面临经济性制约和诸多挑战。      

天然气深冷工艺装置提高乙烷收率工艺技术的研究与应用

目的针对天然气深冷工艺装置中因原料气气量下降、气质变贫造成C₂⁺轻烃收率下降、装置运行难度大等导致装置乙烷收率降低的问题,采用调配较富原料气气源、原料气中补充丙烷和原料气中补充丁烷等措施开展提高装置乙烷收率的工艺技术研究。 方法基于建立的工艺模型,对比核算原料气中补充丙烷和丁烷对提高乙烷产量的影响,考查分析原料气中补充丙烷和丁烷对改善脱甲烷塔运行状况的效果。 结果经现场验证得出,通过调配榆济线优质气源和补充丙烷等措施可有效提高装置乙烷收率,乙烷产品年产量可增加1 438.54 t,乙烷收率由62%提高至70%。 结论该工艺的应用不仅可以获得经济效益256.88 万元/年,而且具有较大的推广价值。      

驯化污泥及生物滤池法处理高含盐石化废水

 考察了纯氧曝气活性污泥和生物滤池深度处理石化高盐废水的工艺条件及处理效率。结果表明,在总溶固（TDS）为18000~35000 mg/L 的范围,通过驯化培养出的耐盐活性污泥能够适应短时间的盐浓度冲击,在纯氧曝气活性污泥工艺中,使废水的化学需氧量（COD）的平均降低率达到85%。进一步采用厌氧生物滤池（AF）和曝气生物滤池（BAF）工艺对生化出水进行深度处理,在共基质质量浓度12 mg/L,BAF 水力停留时间2.7 h、 水力负荷1.1 m³/(m²·h)条件下,当待处理废水的 COD 在58.1~114.1 mg/L、 NH₃-N 质量浓度在1.2~19.0 mg/L 范围时, 废水的 COD 平均降低率可达43.7%, NH₃-N 平均降低率达74.2%, 出水的 COD 和 NH₃-N 的质量浓度平均值分别为42.9和2.2 mg/L。     

基于敏感性分析的三甘醇脱水系统调节方法研究

为了研究不同操作参数对三甘醇(TEG)系统脱水效果的影响程度,以国内某海上平台设计处理能力为5×10⁴ m³/h的TEG脱水系统为研究对象,使用HYSYS软件建立了符合现场运行状况的模型。采用单一变量法,分别模拟计算了贫TEG循环量、入口湿气温度、再沸器温度和汽提气量4个操作参数的相对敏感度参数绝对值。通过逐次调节各工况点下最敏感的操作参数,使产品气中水含量降低至目标要求。模拟结果表明,先将入口湿气温度由40 ℃降至37 ℃,再将再沸器温度由195 ℃升至196 ℃,是当前工况点降低产品气中水含量的最优方案。采用该方案进行现场调试,产品气中水质量浓度可由13.31 mg/m³降至8.44 mg/m³,调试结果与模拟结果接近。调节各工况点最敏感操作参数直至满足产品气中水含量要求的方法可为今后TEG系统的调节提供参考。      

Cansolv尾气处理工艺在天然气净化厂的应用及运行优化

中国石油西南油气田公司川西北气矿苍溪天然气净化一厂采用Cansolv氧化吸收工艺作为尾气处理装置,处理后排放烟气中SO₂质量浓度控制在100 mg/m³以下,远低于GB 39728-2020《陆上石油天然气开采工业大气污染物排放标准》中规定的≤800 mg/m³(针对硫磺回收装置总规模＜200 t/d的处理装置)。自2020年7月装置投产以来,为了进一步优化Cansolv尾气处理工艺在天然气净化厂中的应用,通过分析有机胺质量分数、贫液pH值、热稳定盐与有机胺物质的量之比等数据并与设计值进行对比,分析出现偏差的原因,不断摸索尾气焚烧炉氧含量等工艺参数,确定有机胺质量分数控制为21%~25%,贫液pH值控制为5.0~5.7,热稳定盐与溶液物质的量之比控制在1.1~1.4,尾气焚烧炉炉温为810 ℃(±5 ℃),氧体积分数为3.3%~3.7%。同时,对装置运行过程中的工艺波动和设备问题进行优化改造,取得了较好的实际成效。      

多组分交联聚合物凝胶性能与低渗透油藏优势通道的匹配关系

针对存在水驱优势通道的低温低渗透油藏的稳油控水问题,开展了多组分交联聚合物凝胶室内研究。从多组分交联聚合物凝胶的静态成胶性能、流变性、分流特性、封堵性能以及运移深度几个方面研究了其性能与非均质地层中优势通道的匹配关系。实验结果表明,在实验温度（40℃）下,多组分交联聚合物凝胶的初凝时间为3 h左右,完全成胶时间为24 h,成胶强度大于50000 mPa?s;成胶前呈现"剪切变稀"行为;对于渗透率级差大于10的非均质地层,选择封堵性较好;堵剂在注入量为0.3 PV的情况下,对渗透率为600×10^-3、1000×10^-3、10000×10^-3μm²的优势通道的封堵能力较强,在渗透率10000×10^-3μm²填砂管中的最终运移深度可达到总长度的3/5处,在1000×10^-3和600×10^-3μm²填砂管中的最终运移深度可达到2/5处。     

南堡联合站轻烃回收工艺参数优化研究

目的提高南堡联合站天然气轻烃回收率,降低生产能耗。 方法基于HYSYS模拟软件建立模型,分别对天然气轻烃回收工艺的增压单元、冷冻分离单元、轻烃分馏单元等关键参数进行单因素分析。 得出各单因素的取值范围;依据各单因素的取值范围,以系统回收装置最小比功耗为目标函数,利用响应面分析法对参数进行优化,确定多因素关键参数的最佳组合。 结果优化后的流程比实际生产丙烷收率提升了5.62%,液化气产量提升了3.53%,产品比功耗减少了0.91%,装置总能耗降低了2.46%。结论响应面分析法用于天然气轻烃回收的各参数优化,提高了丙烷收率,降低了装置能耗,具有很好的经济性和应用前景。      

LNG接收站冷能用于轻烃回收工艺

近几年,随着大型LNG接收站的快速发展,LNG冷能利用的研究也日益迫切。利用LNG冷能回收其中高附加值的C+2轻烃则是一种有效的方式。提出了一种利用LNG冷能回收轻烃的改进流程,利用脱甲烷塔进料为脱乙烷塔塔顶冷凝器提供冷量,得到液态乙烷和C+3,方便产品的储运。以国内某LNG接收站的富气为例,模拟计算得到:该流程中C+3收率可达97.5%,乙烷回收率可达95.78%。对装置的经济性进行了分析,结果表明,使用该流程进行轻烃回收效益显著。并提出了LNG冷能用于轻烃回收工艺中冷能利用率的计算方法,得到单独采用该流程的冷能利用率为38.93%。针对LNG组分、温度等参数进行了敏感性分析,考察对C+3收率、乙烷回收率及能耗的影响,可以为接收站的优化运行提供指导。     

高含硫天然气净化装置高效运行关键技术研究及应用北大核心CSCD

目的①提高胺液选择性吸收效果,降低装置能耗;②提升液硫产品品质,降低排放烟气中SO_(2)质量浓度;③实现催化剂的国产化应用。方法以数据模拟为指导,结合现场试验,优化装置运行参数,拆除2层吸收塔塔盘。结果产品气收率提升1.3个百分点以上,胺液循环泵电机电耗降低12.46%,胺液再生蒸汽降低11%。通过实施液硫鼓泡脱气、液硫池废气入克劳斯炉及热氮吹硫技术改造,液硫产品品质稳定达标,排放烟气中SO_(2)质量浓度<200 mg/m^(3)。通过开发应用国产水解、制硫、加氢催化剂,均取得了良好的应用效果,具备推广应用价值。结论通过系列生产优化、技术改造、催化剂国产化应用,推动了高含硫气田的进一步发展。     

游梁式抽油机连杆辅助曲柄平衡改造研究

为解决常规游梁式抽油机存在的平衡效果差、曲柄净扭矩脉动大、负扭矩和能耗大等问题,提出连杆辅助曲柄平衡的复合平衡改造方案。建立改造后的CYJY10-4.2-53HB型抽油机改造机的虚拟样机,运用ADAMS仿真软件对虚拟样机进行运动学仿真、动力学仿真和优化设计试验,计算出改造后抽油机理论节电率约30%。现场改造样机1台,并进行改造前、后对比测试。测试结果表明,抽油机有功功率下降5.436 kW,系统效率提高13.79%,百米吨液耗电下降0.16 kW.h,年节电量4.76×104kW.h,节电率23.55%。改造机消除了负扭矩,降低了峰值扭矩,从而降低了电机的装机容量,且改造方法简单,节能效果显著。     

天平式游梁抽油机的研制与现场试验

针对常规游梁式抽油机耗能大、噪声大、耗材多等问题,引入机电一体化智能自动控制技术,对常规游梁式抽油机进行本质性的改造后,成功研制了天平式游梁抽油机。该机采用底座连接支架作为支撑,支承轴连接游梁及前后驴头,通过永磁同步电动机实现正、反换向,通过两端固定在前、后驴头的驱动实现抽油机的运转。现场试验结果表明,在产液量相当的情况下,天平式游梁抽油机电动机功率比常规抽油机降低22kW,运行噪声降低25dB,试验井原来日耗电量为240kW.h左右,现在日耗电量仅为40kW.h,节能效果十分明显。     

天然气替代石脑油作为制氢装置原料分析

目的 某石化公司为了降低4×104 m3/h制氢装置的制氢成本、减少CO2排放,计划使用天然气替代石脑油作为制氢原料.方法 对制氢装置原料、现有流程及催化剂进行分析,优化不同原料工况下的工艺参数.结果 成功将天然气替代石脑油和炼厂气作为制氢原料,消除了装置原料改造后可能带来炉管超温的风险.结论 对比该制氢装置的天然气与...     

硫磺回收装置停工热氮除硫工艺研究

目的 降低硫磺回收装置停工除硫期间尾气中SO2排放量.方法 对比传统燃料气除硫及热氮除硫工艺的技术特点、原理及优缺点,采用Aspen Plus软件进行模拟计算,并结合热氮除硫工艺的技术特点,对3个阶段的除硫流程进行优化操作.结果 通过对比分析及Aspen Plus软件模拟计算结果可知,热氮除硫技术可降低硫磺回收装置停工...     

提高吴420区块机采系统效率的研究及应用

针对吴420区块抽油机井机采系统效率偏低,单井年耗电量高的问题,广泛收集统计了抽油机井系统效率数据,分析影响抽油机井系统效率的因素,提出了优化设计方法,并实施567口井,平均每口井的系统效率较实施前提高4.8%,平均每口井年节电0.56×104kW·h,达到了提高机采系统效率,节电降耗,降低生产成本的目的。     

液化石油气脱硫醇有机废气减排技术

目的炼化企业广泛采用液-液催化氧化脱硫醇工艺脱除液化石油气(LPG)等轻质油品中的硫醇,该过程产生有机废气并带恶臭气味,是VOCs治理难题之一,为从源头上解决该问题,开发了1种脱硫醇有机废气减排技术。 方法基于对LPG脱硫醇过程反应规律的认识,对废气形成特点和影响氧耗因素进行分析,由此确定通过气体内循环技术,以氧气替代工厂风,增加原料预处理进行流程整合,并进行工业应用。 结果该技术在某炼化企业实施后,循环气中氧气和烃类组分的平均体积分数分别为9.7%和21.7%,注氧的氧气体积分数不小于90.0%,有机废气排放量由原来的97.6 m³/h减为0.0 m³/h,取得了良好的应用效果,实现了脱硫醇有机废气零排。 结论脱硫醇有机废气减排技术可以将其有机废气排放量减至0,从源头上实现VOCs治理,满足日益严格的环保要求和炼化企业清洁生产、减排要求。      

常温和低温相结合的橡胶粉碎工艺

尽管全低温深冷橡胶粉碎工艺的产品粒度小、表面光滑且均匀、产品性能很好,但较之常温橡胶粉碎工艺其设备投资大、冷媒消耗量高、生产成本及运行成本也大大增加,导致其产品价格失去市场竞争优势。为此,通过对比研究,提出了常温-低温结合橡胶粉碎工艺,即前段工艺采用常温法粉碎废旧轮胎,将废旧轮胎处理成20～30目的粗胶粉,后段采用低温法进一步粉碎粗胶粉。该工艺产品的质量完全可以达到全低温深冷橡胶粉碎工艺产品质量的水平,但投资成本却大大降低,且较低的冷媒（液氮）消耗量也降低了产品成本,是一种经济合理、成熟先进的橡胶粉碎工艺。