输气管道肋条减阻数值模拟

湍流阻力是长距离输气管道中能量损失的主要因素。为了研究V型肋条在输气管道中对阻力的影响,在雷诺数为74 880的条件下,采用CFD软件对光滑管道和内壁铺有尺寸不同的两种肋条的管道进行了数值模拟,并通过分析管道中的流场、涡量和壁面切应力的分布规律,找出两种尺寸肋条增阻和减阻的原因,得出肋条减阻的机理。结果表明,与光滑圆管相比,管道中的肋条尺寸s+=22时,近壁区流体流速小,涡量小,壁面切应力增阻区面积小,切应力小,具有减阻效果;当管道中的肋条尺寸s+=44时,近壁区流体流速大,肋顶处涡量较大,壁面切应力增阻区面积大,切应力大,肋条具有增阻效果。     

含水率对油包水乳状液流变和析蜡特性分析

以含蜡原油和纯净水为工质,制备了多组不同微观液滴分布的W/O型乳状液,结合微观显微镜和聚焦光束测量仪观察及测量分析,得出了乳状液分散相液滴的大小和分布规律,探讨了油包水乳状液分散相液滴分布规律对乳状液流变、析蜡特性的影响机理。结果表明,随含水率的增大,油水乳状液体系将有更高的表观黏度,屈服应力、凝点和析蜡点也随之增大,恒应力表现出逐渐减小的趋势。大庆含蜡原油的转相点为含水率60%左右。     

基于复配菌的原油降黏效果分析

为解决稠油黏度高、流动性差的问题，将一株降黏菌D-8与一株表面活性剂产生菌B-12进行复配得到复配菌DB8-12，并研究DB8-12的生长特性及其对原油降黏效果的影响。研究结果表明：D-8和B-12按3∶2比例复配，按3%接种量接种，在pH值为7.5，温度为35℃下培养3d后具有最大菌体光密度值；复配菌液按体积比为30%与原油进行混合，在45℃恒温水浴中及摇床转速为140r/min下振荡培养3d后即可达到最佳降黏效果，原油黏度由2120mPa·s降至810mPa·s，降黏率达61.8%；经复配菌作用后，原油大粒径所占比率显著降低，小粒径所占比率明显升高，宏观表现为原油黏度降低，流动性明显提高。DB8-12在原油中生长繁殖快、用量少、耗时短，可改善稠油的流动性能，能有效降低稠油开采及输送成本，具有较高的实用价值。该项研究对微生物降黏开采及输送技术的拓展研究具有重要意义。     

东北石化企业天然气利用特征及经济性分析

东北地区石化企业主要利用天然气制氢和作燃料,用气装置包括原油蒸馏装置、重整装置、加氢装置、催化裂化装置、乙烯装置、延迟焦化装置、分子筛脱蜡装置、烷基苯装置、苯乙烯装置等。年加工原油1000×10⁴ t的石化企业日用天然气量为(25~30)×10⁴ m3,影响天然气用量的主要因素包括可替代能源、季节、维检修、市场、突发事件等。应用替代价值法对天然气价格承受能力进行计算的结果表明,石脑油、液化气等可替代能源价格的高低直接影响天然气利用的经济性。理清石化企业用气特征和经济性,有利于企业用气计划的制定、成本控制及与上游供气单位的协调。     

基于解烃菌的稠油降黏方法研究

传统稠油降黏技术存在影响油品质量、工作量大、成本过高等缺陷,因此研究了一种基于解烃菌的稠油降黏新方法。在实验室培养、筛选出一株解烃菌,测定该菌的最佳生长条件,研究其稠油降黏、清蜡、降解胶质性能。结果表明,该菌种对稠油的降黏率为22.49%～32.93%,稠油析蜡点由44.4 ℃降低到39.5 ℃;蜡质量分数由13.00%下降到3.80%,胶质质量分数由16.45%下降到13.75%;加入菌株后,稠油的清蜡率为70.08%,稠油析蜡点的降幅为4.9 ℃。由此可以看出,该菌株对稠油有显著的降黏、清蜡效果。     

复配菌对含蜡原油微观结构影响分析

含蜡原油中的蜡是原油流动性差的主要原因之一,为解决含蜡原油的流动性给原油开采和集输带来的巨大困难,需对原油进行降蜡处理。微生物降蜡利用微生物的代谢作用直接降解原油中的蜡组分,将长链烃类降解为中短链烃类,从而降低原油中的蜡含量。通过检测复配菌处理前后原油中的蜡含量及蜡晶形态,研究复配菌对原油中蜡组分的降解及原油中蜡晶形态、大小的影响,从宏观上分析复配菌的降蜡特性;通过检测降蜡处理后油样的粒径分布,从微观角度对复配菌的降蜡效果进行了验证。     

分散相形态对原油乳状液黏度的影响

在不同的水体积分数、搅拌速度和温度条件下制备油包水型乳状液,模拟混输过程中遇到的不同情况,分析了乳状液液滴粒径分布规律及其与黏度的关系。结果表明,乳状液中水的体积分数小于60%时,随着搅拌速度的加快,乳状液分散相的平均粒径变小,黏度变大;随着温度的升高,乳状液分散相的平均粒径变大,黏度逐渐降低;随着水体积分数的增加,分散相液滴平均粒径变大,黏度呈明显的上升趋势。但是,当水体积分数大于60%时,随着水体积分数的增加,乳状液的黏度大幅度降低,乳状液流型发生变化。研究结果对管输的安全运行和集输工艺的研究具有一定的指导意义。     

射流搅拌流场的数值模拟分析

喷射搅拌器广泛应用于油品储罐内的调和,喷嘴入射角度和入射速度对搅拌效果有很大影响。应用计算流体软件并根据标准k ε湍流模型与 SIMPLE算法,采用单因素敏感分析法分别对喷嘴的喷射角度、喷嘴直径及入射速度的射流流场速度分布进行数值模拟分析。结果表明：喷射距离随直径的增加而加大,随速度的增加而增大,在15~60°的角度范围内,随入射角度的增加先增大后减少;储罐内的速度流场分布随直径的增加先减少后增加,随速度的增加而增加,随入射角度的增加先增加后减少;射流产生的回流范围随直径的增加先减少后增大,随入射速度的增大而增大,随入射角度的增加先增大后减小。因此,相比于喷嘴直径,入射速度和入射角度对储罐内的搅拌效果和搅拌范围有更大的影响。     

基于嗜蜡菌改善原油流动性能分析

在低温环境下输送含蜡原油时,原油中的蜡晶逐渐析出并沉积在管壁上,导致管道输送能力下降。从大庆油田油污土壤中筛选出一株嗜蜡菌,对其优化培养后,利用该菌株对大庆含蜡原油进行除蜡降黏实验,考察其对原油黏度、含蜡质量分数、粒径等参数的影响。实验结果表明,经菌株作用5 d后,原油黏度降低13.8%,除蜡率达到37.9%,通过聚焦光束反射仪(FBRM)观察菌株处理前后原油的粒径变化发现,含蜡原油大粒径质量分数下降,小粒径质量分数增加。因此,分离菌株对大庆含蜡原油具有一定的除蜡降黏作用,提高了原油流动性能,可降低含蜡原油管输费用,具有较大的应用价值。     

不同倾角下悬链线立管数值模拟分析

为降低混输管严重段塞流带来的危害,须对其流动特性进行分析研究。以某水平下倾管⁃悬链线立管实验系统为研究对象,建立相关的数学模型、物理模型,运用CFD软件,模拟该种管型下的严重段塞流流动现象,分析了严重段塞流流动特性以及压力、速度、含气率变化特性。通过数值模拟得到了不同倾斜角度下的流型图、压力变化曲线及周期变化规律。分析结果表明,随着下倾管倾斜角度的增大,流型图的转换边界发生变化,形成严重段塞流所需的气相折算速度增大,形成间歇流所需的气相折算速度减小;严重段塞流压力最大值随倾斜角度变化较小,其周期则随倾斜角度的增大而减小,并呈指数函数变化。