液固相烷基化反应外扩散影响及动力学研究

通过反应实验及数据处理,建立了用一套连续反应实验数据考察外扩散对多相反应过程影响及确定消除外扩散影响实验条件的新方法.用不同温度活化的催化剂进行液固相烷基化反应,开展非稳态反应动力学研究.结果表明,随着活化温度的升高,催化剂失活级数增大,即催化剂表面活性中心难易失活程度分布变宽;催化剂活性先增加后降低,在250℃时为极大值;而催化剂活性稳定性呈先变差后变好,在350℃时稳定性最差.     

催化剂酸性的程序升温脱附表征与动力学评价

在确定程序升温脱附动力学模型的基础上,通过固体酸催化剂的程序升温脱附(TPD)实验和模型参数估值,建立了用一组程序升温脱附实验数据表征催化剂表面酸密度、酸强度及酸强度分布的动力学模拟新方法.研究结果表明,所表征分子筛固体酸催化剂的正丙胺TPD过程符合2级脱附规律;随着活化温度的提高,该分子筛固体酸催化剂的酸强度和酸密度均先提高后降低,并分别在350℃和250℃活化温度呈极大值.     

重整芳烃脱烯烃催化剂活性稳定性与表面酸性的关联

在N₂流中不同温度（20~300℃）下对固体酸催化剂进行热处理,然后进行NH₃程序升温脱附酸性表征和持续90d的重整芳烃脱烯烃反应实验,以研究催化剂失活动力学。结果表明,烯烃转化率均随着反应时间的延长而逐渐降低,催化剂结焦失活;催化剂热处理温度越高,其脱烯烃催化活性越低,活性稳定性越高。催化剂表面具有酸强度分布较窄的弱酸中心,随着催化剂处理温度提高,其表面酸密度逐渐降低,酸强度逐渐提高。催化剂表面酸密度越大和酸强度越高,其脱烯烃催化活性越高,而活性稳定性越差。300℃处理催化剂的活性稳定性较高,经90d持续反应,烯烃转化率从91.4%降至85.8%。     

苯与长链烯烃烷基化固体酸催化反应动力学

 在消除外扩散阻力影响的情况下,进行各种条件下的烷基化固体酸催化反应动力学实验,并分别用4种方法计算了不同条件下烷基化系统的流体密度。通过动力学方程推导和模型参数估值,确定了烷基化反应速率常数及其活化能、有效扩散系数及其活化能、催化剂失活速率常数及其活化能等参数。研究结果表明,所建立的动力学模型具有较高的模拟计算精度,其显著性水平为α=0.01;烷基化反应总体上处于中孔扩散阻力区,Lee-Kesler法是计算所研究反应系统流体密度的较理想方法。随着反应温度的提高,烷基化反应速率常数增大,有效扩散系数降低,催化剂失活速率常数降低,适当提高反应温度有利于提高催化剂的活性稳定性。     

苯酚与叔丁醇烷基化固体酸催化反应动力学

在N₂气流中对分子筛固体酸催化剂分别进行不同温度的热处理,然后在确定条件下进行不同质量空速的苯酚与叔丁醇烷基化反应。结果表明,由于存在外扩散阻力影响,苯酚转化率随着质量空速增大先升高后减小。反应动力学方程推导确定了考虑外扩散影响的苯酚叔丁基化反应动力学模型方程,通过参数估值确定了模型参数,模型统计检验结果显示,所建模型具有较高的模拟计算精度。比较不同温度热处理催化剂催化苯酚烷基化反应宏观反应速率常数可知,100℃处理的催化剂的催化活性较高。模型预测结果表明,外扩散有效因子随着流体空塔流速增大先快速增大,然后逐渐趋于1,当流体空塔流速达到0.53 m/h时,已经消除了外扩散阻力的影响。     

氧化锌催化苯甲酸加氢制备苯甲醛

以ZnO为催化剂,苯甲酸为原料,通过加氢还原制备了苯甲醛.考察了反应温度、氢/酸摩尔比和气时空速对催化活性的影响.结果表明,在反应温度350℃、氢/酸摩尔比60:1、气时空速1500 h-1的条件下,催化剂表现出最佳活性.此时,苯甲酸的转化率达99.4%,苯甲醛的选择性达93.6%.随着反应时间的延长,催化剂活性有所下降;失活催化剂经活化后,催化性能可以很好地恢复.采用BET、XRD技术对反应前后的催化剂进行了表征.     

ZSM-5催化剂在多周期MTP反应中的再生行为

采用热重分析探讨了经过多周期MTP反应后的工业ZSM 5催化剂的再生行为,考察了催化剂积炭量、烧炭温度及氧分压对烧炭再生过程的影响。将不同周期催化剂的酸性和孔道结构作为动力学模型预测的重要因素,建立了多周期ZSM 5催化剂的本征烧炭反应动力学模型。结果表明：当再生气流量为70 mL/min时,可排除失活催化剂的外扩散,不同周期失活催化剂的积炭类型较为接近;随着反应 再生周期数的增加,碳级数逐渐变小、氧分压级数逐渐增大,构建的模型能较好地与实验数据拟合,相对误差在5%左右。     

铌酸对酯化反应催化性能的研究

研究了新型固体酸催化剂铌酸对乙醇及异戊醇与乙酸酯化反应的催化性能、研究表明热处理温度对水洗法制备的铌酸催化剂的催化活性有显著影响,在350℃处理时活性达到极大值.与HZSM-5相比,铌酸催化剂不仅在乙醇和乙酸的气相酯化反应中表现出良好的催比性能,而且在异戊醇和乙醇的液相酯化反应中亦表现出较好的催化活性和稳定性.     

润滑油临氢降凝催化剂的氢活化

中国石油辽河石化分公司 80kt/a临氢降凝装置的RDW 1催化剂在一次停工后失活严重。通过小型试验装置上的模拟研究 ,找出了催化剂失活的原因 ;同时进行了温度为 350℃和 4 10℃下的恒温时间为 4 8h的氢活化试验 ,证明催化剂的失活是暂时的 ,经氢活化可以恢复其活性。因此对工业装置催化剂进行了温度为 510℃恒温时间为 32h的氢活化 ,使催化剂活性得到恢复 ,氢活化取得了成功     

固体酸催化剂催化重整芳烃脱烯烃的反应动力学

采用固定床反应装置进行重整芳烃脱烯烃反应实验,结合外扩散传质过程与芳烃脱烯烃反应过程,建立了重整芳烃脱烯烃的反应动力学模型。利用反应实验数据和流体密度计算数据进行模型参数估值,确定了外扩散传质速率常数模型参数和烯烃反应速率常数,建立了较高模拟计算精度的脱烯烃反应动力学模型。模型预测结果表明,随着流体空塔流速提高,外扩散有效因子先增大然后趋于1,烯烃转化率呈先增大后趋于不变;当流体空塔流速超过某一数值时,已经消除外扩散阻力对脱烯烃反应的影响,而且反应温度越高,消除外扩散影响所需的流体空塔流速越大;在反应温度240℃下,消除外扩散阻力影响的流体空塔流速为15cm/h。     

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。     

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。     

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。     

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。     

基于洛伦茨曲线评价水驱油藏驱替均衡程度

针对水驱油藏开发过程中无法有效定量描述驱替均衡程度的问题,利用高台子油层各井动态指标和小层纵向上的注采关系占总体的比重情况,绘制相应的洛伦茨分布曲线,得到用于量化评价油藏平面、纵向驱替均衡程度的“开发均衡指数”,该值小于0.4时驱替程度相对均衡。将研究成果应用于评价二次开发前后水驱油藏的驱替均衡程度,研究结果表明：目标区采出情况均衡指数降低了0.1615,含水情况均衡指数降低了0.0950,整体驱替均衡程度达到了相对均衡的水平,但纵向上仍差异悬殊。建立的洛伦茨曲线评价驱替均衡程度的方法,充分考虑了单井产能差异所造成的驱替不均衡情况,准确度高。研究成果为二次开发水驱油藏的驱替均衡程度评价提供了定量标准。     

海洋模块钻修机完整性管理系统开发

为了实现海洋模块钻修机的完整性管理,以结构完整性管理为指导思想,按照数据、评估、策略和规划4个过程要素设计了海洋模块钻修机完整性管理系统的整体框架,并制定了钻修机的风险评估方法及检测维修策略。系统采用以C/S体系结构为主、B/S体系结构为辅的混合技术架构,软件采用数据接口技术实现信息的共享与同步,提供稳定性评估、耐久性分析、疲劳寿命分析及安全分析、检修策略与规划等功能。将该软件应用于南海海域的某钻修机上,应用结果表明,软件可以满足海洋模块钻修机完整性管理与评价的基本要求。系统进一步的发展方向是优化智能决策方法,利用云计算方法提高数据存储的可靠性、安全性与完整性。