高酸性气体对硫铝酸盐水泥石腐蚀作用机理

为了研究硫铝酸盐水泥石在含有H₂S的高酸性环境的性能变化及腐蚀机理,采用氮吸附比表面积及孔径分析测试仪(BET和BJH方法)测试了腐蚀前后水泥石比表面积和孔隙结构变化,利用X射线衍射仪(XRD)和热分析仪(TG/DTG)分析了腐蚀前后水泥石水化产物的变化,采用扫描电子显微镜(SEM)观察对比了腐蚀前后水泥石水化产物微观形貌的变化。结果表明：SAC在60℃时强度发展较好,60℃腐蚀14 d后水泥石主要产物为AFt,90℃腐蚀14 d后主要生成物是CaSO₄·2 H₂O;水泥石被H₂S腐蚀后会产生明显的分层现象,外层最先被腐蚀,内层会由于膨胀作用出现短期内的强度提高;H₂S的腐蚀机理为水泥水化产物中的C-S-H和CH分别与H₂S发生反应,生成具有膨胀性的AFt和CaSO₄·2 H₂O,进而使水泥石产生裂纹,导致抗压强度下降。研究结果为硫铝酸盐水泥在高含硫油气井的固井应用提供了一定的实验及理论基础。     

流化催化裂化轻烃加工装置的腐蚀与防护

结合流化催化裂化轻烃加工装置运行情况以及装置中腐蚀性介质分布情况,总结分析了装置的腐蚀规律,其主要腐蚀部位及类型有：催化装置吸收稳定系统塔顶低温部位H₂S+CO₂+HCN+H₂O腐蚀、脱硫系统高温部位胺应力腐蚀开裂和碱应力腐蚀开裂、气分装置脱乙烷塔顶H₂S腐蚀及冷凝器垢下腐蚀、MTBE(甲基叔丁基醚)装置甲醇萃取塔萃取段及甲醇回收塔底RSO₃H+H₂O腐蚀、乙苯装置水洗罐和吸收塔顶部H₂S+CO₂+H₂O腐蚀及脱非芳塔顶CO₂+H₂O腐蚀等。针对装置各重点腐蚀部位的腐蚀机理和影响因素,从设备及管道选材、操作优化和腐蚀监检测等方面提出了腐蚀防护措施,降低了装置的腐蚀风险。     

铁离子改性玻璃微珠的制备及其对脱硫液氧化再生性能的影响

为了解决天然气湿法氧化脱硫操作中的硫磺沉积引发的设备堵塞问题,将吸收了H₂S的NHD/MDEA/H₂O复合脱硫液中加入Fe³⁺(FeCl₃·6H₂O)改性玻璃微珠催化剂,在通入氧气情况下进行脱硫液的非均相催化氧化再生。重点考察了硅烷偶联剂(KH550)用量、铁盐浓度及焙烧温度等条件对改性玻璃微珠性能的影响,特别是对脱硫液再生性能的影响。结果表明：当玻璃微珠、KH550、FeCl₃·6H₂O的质量比为1:4:5时,经300℃焙烧制得的Fe³⁺表面改性玻璃微珠对脱硫液再生具有良好催化氧化效果,脱硫液重复再生3次,其脱硫性能基本没有变化。     

CO2、H2S对3Cr钢静态腐蚀的影响

为了研究3Cr钢在不同CO₂、H₂S腐蚀介质中耐蚀性，对3Cr钢分别在1 MPa CO₂、0.3 MPa H₂S及1 MPa CO₂+0.3 MPa H₂S腐蚀环境中的腐蚀速率和电化学性能进行测试，同时采用SEM、EDS和XRD等手段对上述三种腐蚀环境中的腐蚀产物进行分析对比。结果表明，3Cr钢在1 MPa CO₂环境下腐蚀速率最大，通过对腐蚀产物进行分析，发现其表面未形成连续分布且具有致密性腐蚀产物保护膜是其腐蚀速率高的主要原因。电化学测试发现3Cr钢EIS阻抗在1 MPa CO₂中呈现单容抗弧，而在0.3 MPa H₂S和1 MPa CO₂+0.3 MPa H₂S环境中呈现双容抗弧，进一步印证了其在1 MPa CO₂环境中耐蚀性较差的结果。     

用H2O2再生被H2S污染的天然气吸附剂

考察了吸附剂K-1对H₂S的吸附特性和H₂S滞留比对CH₄吸附能力的影响，研究了H₂O₂溶液浓度对吸附剂性能的影响，以及H₂O₂溶液氧化法在不同H₂S滞留比时吸附剂的再生效率。实验结果显示，吸附剂对H₂S具有很强的吸附能力和吸附不可逆性，滞留H₂S可导致吸附剂对CH₄吸附能力大幅下降；H₂O₂溶液浓度应控制在12% (重量分数)以下，高浓度的H₂O₂溶液会破坏吸附剂本身的孔结构，H₂O₂溶液氧化法对H₂S污染型，尤其是低污染型吸附剂具有很好的再生效果。通过对重复再生吸附剂的结构参数和再生产物的分析，讨论了H₂O₂溶液氧化法的再生机理。     

高含H2S气田水及闪蒸气处理新技术探讨

高含H₂S气田集输站场内原料气分离器在气水分离过程中产生的气田水,在低压闪蒸过程中会闪蒸出大量H₂S等有毒气体,采用常规的燃烧排放方式处置这部分气体,所产生的SO₂浓度远远超过了国家的相关标准。采用HYSYS及PROMAX等软件建模分析气田水的闪蒸气与原料气中H₂S含量的关系,通过理论计算闪蒸气燃烧所产生的SO₂浓度,提出采用金属隔膜式压缩机将闪蒸出的H₂S等酸性气体增压回流至原料气管线,一同输送至天然气净化厂进行脱硫及硫磺回收处理,实现高含H₂S气田集输站场闪蒸气体零排放。     

高含硫钻井液缓蚀剂的合成及性能研究

本文合成了抑制H₂S腐蚀的咪唑啉类缓蚀剂,并研究了它们的性能。正交试验表明,最佳合成条件是:反应温度:190～200℃;酸:胺(mol比)=1:1.05;反应时间以3～5小时为宜。根据以上条件合成的缓蚀剂,在含有3200mg/lH₂S的泥浆中,用量为0.2%时,抑制效果能达到80～90%,与碱式碳酸锌复配使用时,能提高缓蚀效率和降低碱式碳酸锌的用量,并发现缓蚀剂与CaO之间具有明显的协同效应。泥浆流变性能试验表明,缓蚀剂能提高泥浆的动切力和动塑比,对失水量影响不大。此外,利用X-射线衍射试验证明:(1)低碳钢在含H₂S的泥浆中,腐蚀产物的主要组成为Fe₉S₆;(2)H₂S会破坏FCLS的稳定性,分解出Fe²⁺,与H₂S反应生成面心立方的Fe₂S₄。     

非含硫金属盐对稠油水热裂解生成硫化氢影响实验

高含硫稠油注蒸汽开采过程中,稠油、水蒸气和岩石基质间将发生水热裂解和硫酸盐热化学还原反应,并产生H₂S。为排除硫酸盐热化学还原生成H₂S反应,研究了金属离子对高含硫稠油水热裂解反应生成H₂S的催化作用,开展了AlCl₃、MgCl₂、CaCl₂和ZnCl₂这4种不含硫金属盐与稠油的水热裂解反应实验。实验结果表明:在240~300℃范围内,Al³⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Zn²⁺对稠油水热裂解反应生成H₂S均有催化作用,且Al³⁺的催化效果最好;pH值越低水热裂解生成H₂S反应越强烈,这是因为金属盐溶液呈酸性使H⁺质子化作用加强,而且金属离子对水热裂解中间反应包括C-S键断裂、加氢脱硫、水气转换等反应有催化作用;在一定浓度范围内,金属盐浓度越高,溶液pH值就越低,且金属离子与反应物接触几率增加,对水热裂解催化效果越明显,生成的H₂S越多。     

氯化铜协同低共熔溶剂(三氯化铁/乙二醇)高效氧化吸收H2S实验研究

目的 低共熔溶剂(DES)在气体吸收领域已有一定的研究基础,鉴于其原料价廉易得、制备方法简单、绿色环保,是一种可以替代离子液体的的工业溶剂,具有广阔的应用前景,可用于解决中小规模常规含硫天然气中H₂S脱除的工业问题。方法 采用六水合三氯化铁(FeCl₃·6H₂O)、乙二醇(EG)制备了FeCl₃/EG低共熔溶剂,并加入无水氯化铜(CuCl₂)促进H₂S的吸收,最终合成DES脱硫剂FeCl₃/EG-CuCl₂。重点考查了脱硫剂原料配比、反应温度、CuCl₂浓度等因素对脱硫性能的影响,并对再生条件进行了探索。结果 原料物质的量之比为1∶1的FeCl₃/EG低共熔溶剂具有更好的脱硫效果,适当提高反应温度和CuCl₂浓度更有利于促进H₂S的吸收。脱硫剂可通入氧气进行再生,经过多次脱硫-再生重复使用,脱硫性能变化不大。脱硫产物经过XRD...     

劣质重油脱碳改质接触剂上焦炭气化反应规律

采用微型固定床反应器,研究了劣质重油流化脱碳改质接触剂上焦炭与O₂、H₂O(g)和O₂+H₂O(g)混合气的气化反应,考察了反应温度、气化剂组成、反应时间对气体产物组成以及焦炭转化率的影响。结果表明,采用O₂为气化剂时,焦炭气化反应的主要产物CO与CO₂的摩尔比(n(CO)/n(CO₂))随反应温度提高先升高后降低。采用H₂O(g)为气化剂时,焦炭气化产物主要由H₂、CO、CO₂及微量CH4组成;在1025~1149 K范围,反应温度对气化产物组成的影响较小,反应温度1025 K、反应时间多于25 min时,气体产物中CO+H₂的体积分数在87%以上,反应温度高于1049 K时,焦炭转化率明显提高。采用O₂-H₂O(g)混合气作为气化剂,且气化剂中O₂体积分数较低时,焦炭气化反应产物组成与采用H2O(g)作为气化剂时的类似,但随着O₂体积分数增加,产物中H2体积分数大幅下降;气化剂中O₂体积分数大于10%时,产物中H₂体积分数几乎为零,产物组成与采用O2作为气化剂时的类似;焦炭转化率随着O₂体积分数和反应温度的升高而增加。     

WO3·n H2O的制备及其催化环氧油酸甲酯的氧化裂解性能

以 Na₂WO₄为前体,制备了 WO₃·0.33H₂O,WO₃·H₂O,WO₃·2H₂O 催化剂,采用制备的催化剂对环氧油酸甲酯(EMO)进行氧化裂解制备了壬醛(N)和壬醛酸甲酯(M);考察了反应温度、反应时间、H₂O₂用量和催化剂用量对 EMO转化率和 N/M 收率的影响。制备了不同硅铝比的 Al-MCM-41 介孔材料作为吸附剂,用于提高催化剂的可重复使用性。实验结果表明,WO₃·H₂O 的催化性能较优,在反应温度 60 ℃、反应时间 45 min、n(EMO)∶n(H₂O₂)∶n(WO₃·H₂O)=1.0∶1.1∶0.4 条件下,EMO 转化率为 97%,N/M 收率为 72%。硅铝比为 50 的 Al-MCM-41 材料为较适宜的吸...     

钨镧复合氧化物催化CO还原NO的性能

采用柠檬酸络合法制备了钨镧复合氧化物催化剂W_mLa_nO,采用XRD,H₂-TPR,XPS对其进行了表征,研究了它催化CO还原NO反应的性能。实验结果表明,在W_mLa_nO制备过程中,WO₃与La₂O₃之间共生共存、相互作用,La³⁺进入到WO₃晶格中取代部分Wⁿ⁺,引起WO₃晶格畸变、非完整性增加,导致WO₃晶胞膨胀、平均晶粒度减小;La的加入使W_mLa_nO中的W⁵⁺含量和表相吸附氧含量增加,H₂-TPR还原峰温度向低温偏移,明显提高了它催化CO还原NO的能力;在气时空速为1 800 h^-1、温度为500℃的反应条件下,W₉La₁O的CO转化率达到20.5...     

低水体系合成X型分子筛及其硅/铝比与碱度的定量关系

采用不同含水量(n(H₂O)/n(SiO₂))和碱度(n(M₂O)/n(H₂O),M为K和Na)的钾-钠体系水热合成X型分子筛,采用X射线荧光光谱、X射线衍射、扫描电镜、²⁹Si魔角旋转固体核磁和²⁷Al魔角旋转固体核磁等手段对X型分子筛进行表征,并对Ba²⁺交换X型分子筛进行混合碳八芳烃静态吸附评价。结果表明：当合成体系n(SiO₂)/n(Al₂O₃)为2.8时,随着n(H₂O)/n(SiO₂)从21增加到60,获得纯相X型分子筛的n(M₂O)/n(SiO₂)范围从1.3逐渐增大至3.1。保持合成体系n(SiO₂)/n(Al₂O₃)不变,X型分子筛n(SiO₂)/n(Al₂...     

ZnO/MCM-41煤气脱硫剂脱硫过程COS生成行为及Co助剂的影响

在金属氧化物脱硫过程中,普遍存在部分硫化氢(H₂S)转化为羰基硫(COS)的现象,而COS具有与H₂S相似的危害性,且脱除难度更大。采用溶胶凝胶法制备了具有良好脱硫性能的ZnO/MCM-41煤气脱硫剂(以下简称“脱硫剂”),在固定床装置上探究了COS在煤气脱硫过程中的生成行为,并提出采用Co助剂对脱硫剂进行改性的方法来抑制COS的形成,然后结合XRD和XPS等表征手段对脱硫剂的物相组成和结构进行分析。通过研究不同脱硫气氛中COS的生成行为,发现COS主要来源于CO/CO₂与H₂S之间的反应,且ZnS对CO₂与H₂S之间的反应起催化作用;CO-H₂S反应与CO₂-H₂S反应之间不存在协同作用;H₂对COS的形成有抑制作用。向脱硫剂中添加Co质量分数为1%、3%和5%的Co助剂时,分别使脱硫过程中的COS产生量降低了69.0%、94.9%和98.4%,这主要与Co助剂对CO...     

鄂尔多斯盆地中东部奥陶系马家沟组米探1井天然气成因与来源

鄂尔多斯盆地中东部米探1井在奥陶系马家沟组四段钻获高产工业气流,实现了奥陶系盐下天然气勘探的重大突破,但目前对其成因来源存在争议。实测结果表明,米探1井天然气以烷烃气为主(95.18%),气体干燥系数(C₁/C_1-5)为0.947,非烃气体中H₂S含量为3.49%,还有少量的N₂和CO₂。天然气中甲烷、乙烷、丙烷的碳同位素值分别为-45.5‰、-26.4‰、-24.3‰。基于区域地质背景、潜在烃源岩特征和天然气地球化学特征,认为米探1井天然气为奥陶系盐下碳酸盐岩自生自储的油型气,但其存在甲烷碳同位素组成偏轻和乙烷碳同位素组成具有煤型气特征等地球化学异常。结合生烃热模拟实验和岩石残余气特征认为米探1井特殊的地球化学特征与普遍存在的膏岩关系密切：一方面,普遍存在的膏岩提供了良好的盖层使得很多早期生成的天然气得以留存;另一方面,膏岩的存在促进了H₂S和乙烷等重烃类气体的生成。此外,小于5%的H₂S含量和较高的重烃气体(C₂₊     

硝酸铈和尿素配比对甲醇水蒸气重整制氢CuO/CeO2催化剂的影响

以 Ce(NO₃)₃·6H₂O 和尿素(CO(NH₂)₂)为原料,采用水热法合成 CeO₂载体,再经等体积浸渍法负载活性组分得到 CuO/CeO₂催化剂;通过 XRD、N₂吸附-脱附、H₂-TPR 等表征手段,探究 Ce(NO₃)₃·6H₂O 和 CO(NH₂)₂配比对催化剂的结构、比表面积、还原性质的影响;并通过甲醇水蒸气重整制氢(MSR)反应对所制备 CuO/CeO₂-x 催化剂试样进行性能评价。实验结果表明,当 Ce(NO₃)₃·6H₂O 和 CO(NH₂)₂的配比为 1∶3 时,制备的 CuO/CeO₂-3 催化剂表相 Cu...     

黄铁矿对稠油水热裂解生成硫化氢实验研究

针对注蒸汽热采稠油过程中产生酸性气体(CO₂和H₂S)等问题,以2-甲基噻吩、正辛烷以及稠油为研究对象,通过实验考察了黄铁矿对稠油水热裂解生成H₂S的影响以及不同氛围对H₂S产生的影响。结果表明：黄铁矿的存在对于H₂S气体的产生有促进作用,且黄铁矿中硫元素是H₂S气体中硫元素的重要来源;有氧气存在的条件下,会促进水热裂解反应的进行,从而增加H₂S气体的生成量;黄铁矿在反应时产生的Fe²⁺对稠油水热裂解反应有催化作用,进而促进H₂S气体的产生。     

天然气液化过程中重烃组分脱除工艺设计及应用

天然气液化前需对原料气进行净化处理，脱除其中的CO₂、H₂O、H₂S和重烃(C₅及以上烃类，简写为“C₅₊”)组分等，防止以上组分在液化段冻结形成固体，堵塞管道和设备。以西部某液化天然气(LNG)工厂为例，针对该厂管道原料天然气C₅₊组分变化波动大、含量(物质的量分数，下同)高的情况，在对原料天然气组分检测分析的基础上，对原C₅₊组分脱除工艺进行了改造设计，采用Aspen Hysys软件对设计的C₅₊组分脱除新工艺进行了模拟计算并应用于生产，最后对生产中净化处理后的天然气组分进行了检测分析。结果表明，低温冷凝预分离+高性能活性炭吸附组合的C₅₊组分脱除工艺理论上可行，在保证天然气C₅₊组分满足液化过程要求的情况下，最大限度的保留了C₂～C₄组分不被脱除，提高了LNG的热值。模拟结果中脱除C₅₊组分后的天然...     

一种聚集体溶垢剂对硫酸钡的溶解性能研究

以乙二胺四乙酸钠四水合物(Na₄EDTA·4H₂O)为单体与1,3-二氯丙烷反应合成了两个聚集体溶垢剂(二聚体QG1和四聚体QG2)。使用红外光谱对QG1和QG2的分子结构进行了表征，评价了溶垢剂对硫酸钡(BaSO₄)的溶解性能，并对溶垢机理进行了分析。溶垢性能评价结果表明，与Na₄EDTA·4H₂O相比，QG1与QG2聚集体溶垢剂对BaSO₄具有更好的溶解能力，且溶垢率随分子结构中聚集体数目的增加而增加。溶垢机理分析结果表明，两种聚集体溶垢剂对BaSO₄具有优异溶解性能的原因在于聚集体结构增加了溶垢剂分子与钡离子的络合稳定常数，且随着分子结构中聚集体数目的增多，络合稳定常数越大。QG1与QG2对Ba²⁺的络合稳定常数分别达到了12.51和18.54,而Na₄EDTA·4H₂O对Ba²⁺的络合稳定常数仅为8.54。     

油井水泥浆与多功能钻井液泥饼界面离子扩散阻碍机理

对泥浆转化为水泥浆（MTC）固井液水化离子可扩散进入多功能钻井液泥饼的机理已有研究,但对油井水泥浆水化离子不能扩散运移进入多功能钻井液泥饼的机理尚未清楚。采用离子色谱仪、原子吸收分光光度计和X射线衍射仪,从油井水泥浆与MTC固井液离子组成的差异性入手,对油井水泥水化离子向多功能钻井液泥饼扩散运移的阻碍机理进行了研究。结果表明,油井水泥浆中Ca²⁺的质量分数远远大于MTC固井液中Ca²⁺的质量分数,在油井水泥与多功能钻井液泥饼界面生成了CaCO₃、CaSO₄和Ca(OH)₂,而MTC固井液中Na⁺的质量分数则大于油井水泥浆中Na⁺的质量分数;Na⁺可改变泥饼中活性颗粒表面的ζ电位和破坏钻井液有机处理剂表面形成的水膜是MTC固井液中水化离子能扩散运移进入多功能钻井液泥饼的主要原因,而在油井水泥与多功能钻井液泥饼界面生成的CaCO₃、CaSO₄和Ca(OH)₂沉淀堵塞孔道则是油井水泥浆水化离子不能扩散运移进入多功能钻井液泥饼的主要机理。