中石油天然气研究院气体净化、天然气化工近期科研成果进展

气体净化、天然气化工是中国石油西南油气田公司天然气研究院科研工作的重要领域,其中在气体净化方面主要从事天然气、炼厂气脱硫、硫磺回收及尾气处理工艺及其配套技术的研究和相关产品的开发,曾先后获得多项国家级、省级、总公司及局级科技成果奖励,已成为我国天然气净化领域的重要技术研发单位。20世纪50年代末开始从事气体净化方面的科研工作,目前已积累了40多年的研发经验和成果,尤其是在我国胺法脱硫和硫磺回收技术的建立和发展方面作了大量的工作,目前已形成包括醇胺法脱硫、硫磺回收、液相氧化还原脱硫、固体脱硫等在内的较为完善的脱硫技术体系,并获得了系列化脱硫技术产品,在天然气净化厂和炼厂脱硫装置上获得了广泛应用。     

川渝地区含硫天然气净化技术研究

川渝地区天然气田多数为含硫甚至高含硫气田,有的还含有较多二氧化碳和有机硫,这些气田的开发需要解决与天然气净化相关的技术问题。中石油西南油气田公司天然气研究院在该技术领域的研究中,已在醇胺溶剂、物理化学溶剂、配方溶剂、液相氧化还原、干法等脱硫技术及硫磺回收技术方面取得了一系列成果,并在天然气净化中获得成功应用。目前围绕高含硫天然气开发问题,开展了多项天然气净化课题的研究。     

胺液净化复活技术在天然气净化工艺中的应用

脱硫装置在运行过程中出现不同程度的胺液污染与降解腐蚀,导致溶液易发泡、溶液损耗增加、装置腐蚀、运行不平稳等问题。通过对醇胺天然气净化工艺及气体组成、胺液降解原理分析,初步判断溶液中主要降解及污染产物为热稳定性盐及气体或溶液配制中混入的氯化物,针对此污染物特性,在靖边气田天然气净化厂开展胺液在线净化技术应用试验研究,取得了一定效果及认识,提出了今后胺液净化攻关方向和目标。     

切合生产实际 开发系列产品

中国石油西南油气田分公司天然气研究院针对天然气净化厂、边远分散气井脱硫、炼油厂及化工厂在气体脱硫和硫回收中出现的普遍问题 ,已开发和正在研制开发以下技术及产品 :(1)醇胺配方溶液脱硫技术该技术是根据对气体中Ｈ2 Ｓ、ＣＯ2 、有机硫不同的脱除要求而选择不同的醇胺组合及不同浓度的活化剂 ,使溶液最优化 ,以达到节能降耗之目的。(2 )络合铁液相氧化还原脱硫技术该技术是针对常规克劳斯回收 5ｔ以下的硫 ,尾气硫含量不能达标 (960ｍｇ/ｍ3)的问题而开发。现已完成基本实验室研究工作 ,准备进行工业试验。(3)固体常温有机硫脱硫剂该…     

边远分散单井天然气的处理、加工与利用

边远分散单井天然气的处理可根据具体情况从醇胺法、液相氧化还原法和固体脱硫剂法3种技术中选择其一。目前,醇胺法和固体脱硫剂法国内技术已相对较成熟,液相氧化还原法虽已开发成功多种技术并已应用于城市煤气和小氮肥厂脱硫,但用于天然气脱硫尚不十分成熟,有待继续研究开发。传统的膨胀制冷技术用于边远分散单井天然气NGL的回收是不经济的。采取PSA－C2^ /R或成膜分离－C2^ /R可能是较为合理的技术选择。边远分散单井天然气可用作压缩天然气汽车的燃料,但是采用橇装技术设计一套一步法制尿素或者甲醇生产装置可能是更为经济的选择。     

天然气生物脱硫技术及其研究进展

生物脱硫具有净化水平高、流程简单、污染少、能耗低等特点,能有效缓解硫排放引发的环境问题。为此,回顾了生物脱硫技术的发展历程,阐述了天然气生物脱硫技术的基本原理和工艺流程,总结了其技术优势以及国内外应用的概况,重点介绍了中国石油西南油气田公司天然气研究院在生物脱硫工艺技术开发上所取得的一系列成果：形成了适用于高含硫环境下分离筛选脱硫微生物的专利技术;获得了性能优良、具有自主知识产权的天然气脱硫微生物菌种;完成了脱硫溶剂配方体系和菌种培养方案的研究;同时,建立了天然气生物脱硫实验室评价装置,通过关键参数控制及过程优化,使得脱硫效果有了显著提升。最后指出了天然气生物脱硫技术的发展方向：①利用现代生物技术,提高脱硫菌种的性能;②应用流体研究技术,开发高效生物反应器;③完善配套技术研究,真正实现零排放;④优势互补,与现有工艺相结合。     

醇胺法脱硫脱碳技术研究进展

天然气脱硫脱碳技术在天然气净化工艺中占有举足轻重的地位。常用的脱硫脱碳方法主要包含物理溶剂法、化学溶剂法、化学物理溶剂法、膜分离法等。其中胺法脱硫尤其是基于醇胺的化学溶剂法及物理化学溶剂法是目前天然气处理、深度预处理中广泛使用的方法。论述了基于醇胺溶液的化学法及化学物理溶剂法在脱硫脱碳领域的发展状况,重点介绍了复合醇胺法中基于醇胺尤其是MDEA的配方溶液的大致组成、使用范围及优缺点。基于醇胺尤其是MDEA的配方溶液可针对不同的工况并与适当的工艺流程相匹配,最大限度地提高硫脱除率,不但用于脱除原料天然气中的含硫组分,而且广泛应用于硫黄回收单元之前的酸气提浓及后续的尾气处理。因此,基于醇胺尤其是MDEA的配方溶剂技术仍然是目前脱硫脱碳方法的主导技术。     

基于软件模拟的天然气醇胺法脱硫脱碳工艺研究进展

为了满足国标"GB 17820-2018《天然气》"对天然气净化的要求,各天然气处理厂从醇胺法脱硫脱碳工艺出发,结合理论基础和常规工艺流程,基于软件模拟分别从工艺参数和工艺流程两方面进行分析与优化.综述了基于软件模拟的天然气醇胺法脱硫脱碳工艺研究进展;分析了工艺参数对净化效果和能耗的影响,以及如何运用智能算法通过优化工...     

中等潜硫量天然气和炼厂气的净化处理技术

综述了中等潜硫量的天然气和炼厂气的五种净化处理技术：胺法／克劳斯／尾气处理;铁基液相氧化还原;胺．法／液相氧化还原;微生物法;结晶硫技术。介绍了这五种技术的典型流程,分析了它们的适用范围和技术优、缺点。     

成都能特科技发展有限公司技术支撑之一——中国石油西南油气田公司天然气研究院天然气净化实验室

中国石油西南油气田公司天然气研究院天然气净化实验室是国内唯一既从事气体脱硫、硫磺回收及尾气处理工艺技术开发,又从事各种配套溶剂和催化剂研发、生产及配套技术服务的专业性科研机构,亦是中国石油天然气集团公司催化重点实验室四川研究室。目前正在建设国家级天然气净化重点实验室。天然气研究院经过近50余年的实践与探索,通过自主研发和引进相结合,在天然气脱硫脱碳、硫磺回收及尾气处理领域进行了系列攻关,取得了重大突破,     

我国的天然气及天然气管道工业

分析了我国的能源现状及全球能源的消费结构,指出目前我国正处在能源需求增长最迅速的时期.我国的天然气资源丰富,为了更经济合理地利用天然气资源,应采用高压、高钢级管道输送.最后指出了高钢级管线钢管今后发展的方向是进一步提高钢级和输送压力.     

压缩天然气与天然气汽车

国外使用天然气作为汽车燃料、汽车改装、天然气储存以及加气站的全套技术均已成熟，并已投入大批量生产，据统计，国外已有天然气汽车１５０万辆，天然气加气站近２２００座。     

治理加油站油气污染的油气周转装置

加油站隔膜式油气周转装置结构简单、造价低廉、不耗水电,可以有效地治理加油站油气排放污染,实现了加油站汽油油气的"零排放".     

Shale Gas Well Completions and Maximizing Gas Recoveries

It is shown that stress fields within the earth are the principle control for hydraulic fracture direction in horizontal shale gas wells. Hydraulic fracturing is a process of increasing permeability within gas shales and involves a sophisticated organization of technology, good planning and proper management of equipment over a very short time period to be successful. The direction and extent of the induced fractures can be determined in near real-time at the well site via application of earthquake seismology theory in a now common process known as frac mapping. Next to the horizontal lateral azimuth, the total volume of slurry pumped into the well is a major factor in determining well EURs. Vertical fracture growth can be controlled and is important in concentration of the slurry within the main zone target zone that has the high TOC and porosity. Cemented casing with perforations is currently the most used method for zone isolation. New open-hole sleeve packers may eventually provide more flexibility in fracture design while also providing a means for refracturing multi-stage fractured horizontal wells, a technique not now commonly available. Multi-Stage fracture design requires incorporating rock properties with fracturing effect simulations and then verifying results using 3D reservoir simulations. Maximizing the gas recovery factors and EURs can be accomplished through use of closely spaced laterals with inter-fingered fracture stages and exploiting the stress shadow fracturing phenomenon. Even greater EURs may be possible if the wells can be refractured thereby opening up additional permeability channels. Shale gas development has progressed in an environmentally sensitive manner within the U.S. and will continue in this manner. During the past ten years, all of these technologies have been either newly developed or were the advancement of existing technology with modifications. The opportunity exists to take these proven technologies to other areas of the world for exploitation of shale gas reservoirs.     

凝析气藏中替代相渗和真实相渗曲线差别对油气采收率的影响

时至今日 ,获得凝析油气相对渗透率曲线的方法仍旧是常规的实验手段 ,即采用模拟油 (如煤油 )和模拟气 (如氮气 )。模拟流体典型的界面张力值约为 3 0mN/m ,这与凝析油气的界面张力范围相比高出数十倍 ,在应用该实验曲线时通常采用经验的界面张力校正方法。文章采用实际凝析气体系在真实长岩心上采用稳态法测量了真实凝析油气相对渗透率曲线。而后 ,用常规的煤油和氮气体系测量了目前用于数模和试井输入曲线的代凝析油气相渗曲线。比较两者的区别 ,并采用CMG单井径向一维数模比较了采用不同相渗曲线作为输入曲线时的地下径向凝析油饱和度分布 ,油气采收率。结果表明 ,凝析油气相对渗透率与常规的煤油 -氮气体系相渗差别很大且凝析油气相渗具有明显速敏性 ,两个不同的相对渗透率曲线对凝析油气的最终采收率影响差别很大。凝析气田开发时应用真实的现场凝析气流体和储层岩心作真实凝析油气相渗曲线来作为指导开发方案设计的基础数据。     

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系统采集了柴达木盆地不同构造分区16个油气田的30个天然气样品，测试了其组分和碳同位素值。运用前人建立的判识模式并结合天然气地球化学判识指标，区分出了柴达木盆地干酪根初次裂解气和烃类的二次裂解气。柴达木盆地西部各油气田天然气、北部冷湖油气田天然气为干酪根初次裂解的产物，而分布于南八仙气田的部分气井和伊深1井1500m以下产层的天然气则属于烃类的二次裂解气。文章的研究结果对柴达木盆地天然气成因研究与天然气勘探具有重要的参考价值。     

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本文概述了国内外液化天然气(LNG)、压缩天然气(CNG)的生产和运用情况,着重介绍了国内用作汽车燃料,并作了比较,提出今后我国发展LNG、CNG一些看法和建议。     

含水层型地下储气库惰性气体作垫层气的数学建模与求解

在含水层型地下储气库的建设中，为节省投资可以用惰性气体替换天然气作为垫层气。针对惰性气体与天然气的混合问题，建立了气水两相渗流模型及气体扩散模型，并以此为基础建立了二维平面有限元模型。采用半离散方法对数学模型进行了有限元方程的推导，并应用所建立的模型进行了含水层型地下储气库以惰性气体作为部分垫层气的建库过程和工业运行的模拟。     

轮南气举气及原稳不凝气轻烃回收

针对轮南 90× 1 0 4m3/d气举装置增设脱烃装置工程 ,新建的脱烃装置不能破坏原 90× 1 0 4m3/d气举装置的压力系统 (即不能影响气举 ) ,也不能较大幅度地破坏原 90× 1 0 4m3/d气举装置的质量平衡系统 (因 90× 1 0 4m3/气举装置为同轴压缩机 ) ,在此前提下 ,将轮南原稳不凝气在轮南气举压缩机二级入口处注入 ,经二、三级压缩及分子筛脱水 ,然后从原90× 1 0 4m3/d气举装置脱水后四级压缩机入口前抽出油田气及不凝气 ,利用丙烷制冷工艺进行脱烃。     

页岩气与煤层气吸附特征对比实验研究

煤层气的吸附特征决定了煤层气的开采特征,对比分析煤层气和页岩气的吸附特征对页岩气的开采具有重要的指导作用。通过页岩和煤层的等温吸附实验分别分析了不同温度下煤层和页岩的吸附特征,页岩有机质含量和有机质成熟度对页岩吸附的影响,以及不同煤阶等温吸附特征。研究表明随着温度的升高,页岩和煤层对甲烷的吸附量呈下降趋势,但是温度对页岩的吸附影响比煤层对甲烷吸附的影响更加明显;随着R_O值的逐渐增大,煤层的P_L值逐渐减小,V_L值逐渐增加,页岩的P_L值和V_L值都逐渐减小;随着煤有机质含量的增加,煤层的P_L值逐渐增加,V_L值逐渐减小。随着页岩有机质含量的增高,页岩的P_L值和V_L值都逐渐增大;煤层对甲烷的最大吸附量比页岩多,采用降压解吸的方式对煤层吸附特征影响较大,但是对页岩气的吸附特征影响较小。