费-托合成轻质油催化裂解多产丙烯

采用LPI-2型催化剂,在小型固定流化床装置上考察了反应温度、催化剂与原料油的质量比(剂油比)、重时空速等工艺条件对费-托合成轻质油催化裂解反应性能的影响。实验结果表明,反应温度、剂油比和重时空速等条件对费-托合成轻质油催化裂解生产汽油和丙烯具有一定的影响。反应温度从400℃升至700℃时,汽油收率下降,丙烯收率增大,丙烯选择性呈先增大后降低的趋势;剂油比从4增至12时,丙烯收率及其选择性先增大后降低,汽油收率降低;重时空速从4.5 h-1增至15.0h-1,丙烯收率及其选择性先增大后降低,汽油收率逐渐增大。适宜的工艺条件为:550℃、剂油比8、重时空速5.6 h-1,在此条件下汽油收率为47.44%、丙烯收率为20.23%、丙烯选择性为53.79%,汽油的辛烷值为91。     

两段提升管催化裂化生产丙烯工艺

采用小型提升管实验装置模拟两段提升管催化裂化(TSRFCC)工艺,在反应条件、操作方式和氢分配方面进行了研究。实验结果表明,停留时间对丙烯收率的影响最明显,提高剂油比是增产丙烯经济效益最好的措施。以大庆掺渣蜡油为原料,采用LCC-200型催化剂,二段提升管回炼一段“汽油+油浆”时,液化气和丙烯总收率分别为36.52%和16.30%,汽油和柴油总收率分别为26.11%和19.10%,表明TSRFCC工艺配合多产丙烯催化剂,可在生产丙烯的同时兼顾轻油收率和品质。第二段提升管回炼一段柴油不能显著提高丙烯收率,还会降低柴油总收率和品质。第一段提升管提供约70%的丙烯和第二段提升管的原料,因此TSRFCC工艺一段提升管需保持合适的转化深度。TSRFCC工艺的氢利用率可达89.82%,氢分配比较合理。     

催化裂解多产丙烯过程热力学分析

 近年来催化裂解多产丙烯工艺取得了显著进展,但现有工艺的丙烯单程收率都难以超过30%. 丙烯单程收率有可能存在热力学平衡限制,为此采用Gibbs自由能最小化方法对这一过程进行了热力学分析.结果表明,虽然原料转化率不受热力学平衡的限制,但丙烯收率受到热力学平衡的限制; 与低碳烷烃相比,烯烃和长碳链烷烃都更适合作为催化裂解多产丙烯的原料; 低压有助于丙烯平衡收率的提高,并且在每一固定压力下都存在最优的反应温度,使丙烯平衡收率达到极大值; 与热裂解相比,采用Y和ZSM-5分子筛的混合物为催化剂,虽然改变了产物分布,但并没有显著提高丙烯的平衡收率,而采用对产物有择形作用的小孔分子筛为催化剂,则可明显提高丙烯的平衡收率.     

提高甲醇制丙烯工艺丙烯收率的探讨

从生产工艺的角度论述了甲醇制丙烯工艺中影响丙烯收率的因素。这些因素包括催化剂性能、反应温度、反应器压力、反应器内构件、循环烃及工艺蒸汽配比等。在以上认识的基础上,通过优化操作工艺,最大限度提高丙烯收率。     

两段提升管催化裂解多产丙烯催化剂LCC-300的性能研究

以大庆常压渣油为原料,在单段提升管反应装置上模拟两段提升管催化裂解工艺,对配套多产丙烯催化剂LCC-300的反应性能进行了评价。结果表明,在丙烯收率高达22．27％的情况下,总液体收率为80．08％;所产汽油中烯烃体积分数为13．48％,芳烃体积分数为59．44％,可作为高辛烷值汽油的调和组分。     

丙烷化学链氧化脱氢过程模拟与能耗分析

采用金属氧化物催化丙烷氧化脱氢的化学链反应过程，利用晶格氧选择性燃烧生成氢，推动反应热力学平衡向生成丙烯方向移动，提高丙烯收率，降低过程热负荷；基于Aspen Plus软件对传统丙烷脱氢工艺(Oleflex)和化学链氧化脱氢工艺进行全流程模拟，对比分析两工艺的能耗；并基于流程模拟与分析，对氢气转化率和反应-再生系统设计进行了讨论。结果表明，对于化学链氧化脱氢工艺，由于不需要临氢环境，氢气与催化剂晶格氧及积炭的反应使其能耗比Oleflex工艺降低 43.01%。若采用丙烯 丙烷热泵精馏分离技术替代传统精馏技术，化学链氧化脱氢过程总能耗比Oleflex工艺可进一步降低。随着氢气转化率的提高，脱氢反应系统对下游供热的能力将逐渐提升。     

丙烯氨氧化循环流化床反应器数学模型

在修正现有丙烯氨氧化反应网络的基础上，采用一维扩散模型对丙烯氨氧化合成丙烯腈循环流化床提升管反应器进行了模拟计算，得到了反应产物轴向浓度分布和操作条件对丙烯腈收率的影响，考察了返混对丙烯腈收率的影响和循环流化床作为丙烯腈合成反应器的效果。     

吉林常压渣油在提升管内催化裂解的反应规律

在XTL-5小型提升管催化裂化实验装置上,以吉林常压渣油为原料,进行了催化裂解多产丙烯的实验,考察了反应温度、停留时间、催化剂类型对丙烯收率的影响。实验结果表明,提高反应温度、适宜的停留时间和采用多产丙LTB-2烯催化剂均可提高丙烯的收率,其中适宜的反应条件是反应温度530℃、停留时间1.4s左右。采用LTB-2催化剂,在第一段提升管反应温度530℃、m(LTB-2催化剂)∶m(常压渣油)(剂油比)为6.70、停留时间1.36s,第二段提升管反应温度530℃、剂油比7.21、停留时间1.8s左右的操作条件下,进行两段提升管催化裂解多产丙烯(TMP)工艺的模拟实验。模拟实验结果表明,TMP工艺可使丙烯收率达到22.67%,同时兼顾汽油、柴油的生产。     

浅析助剂LOSA－1对丙烯产率的影响

对丙烯助剂LOSA－1在催化裂化MGD工艺装置上进行工业试用实验，结果表01该助剂对丙烯产率提高有一定效果，丙烯收率从5．425％上升到5．90％，与国外助剂效果相当，具有一定的经济效益。     

循环烃在MTP工艺中的作用

本文分析了MTP工艺过程中循环烃的影响和作用,其次从MTP反应特点、机理等角度出发,对循环烃发挥作用展开分析。结合研究结果给出,就MTP工艺自身的丙烯的选择性以及丙烯收率来说,循环烃加入带来了积极影响,增强丙烯收率和丙烯的选择性。C_2中循环反应时乙烯含量的不断增加使得丙烯收率不断增加,C_4循环烃则可以控制产生的C_4的方向,C_5的循环烃可以有效控制辐射反应,生成丙烯的前体。     

准噶尔盆地东部构造地层层序及盆地演化

准噶尔盆地东部自石炭纪以来经历了多期构造运动,沉积中心发生了多次迁移,地层遭受多期剥蚀。为揭示地层和盆地演化的关系,在全盆覆盖的地震剖面解释的基础上,刻画了不整合面的分布范围,分析了不整合面形成时的构造动力学条件。结果表明,准噶尔盆地东部存在下石炭统顶部、中二叠统底部、白垩系底部、古近系底部和新近系底部5套区域性不整合面。这5套区域不整合面将准噶尔盆地东部石炭系—第四系划分为下石炭统构造层和上石炭统—下二叠统构造层、中二叠统—侏罗系构造层、白垩系构造层、古近系构造层和新近系—第四系构造层6大构造层。自晚石炭世到第四纪,准噶尔盆地东部一共经历了5个演化阶段。晚石炭世准噶尔盆地东部进入陆内构造变形旋回,陆相盆地的雏形形成于海西期,中生代—新生代又叠加了印支运动、燕山运动和喜马拉雅运动。克拉美丽山和博格达山的多期分段活动,盆内断层多次复活是多套构造层叠置和盆地多阶段演化的直接原因。     

截面畸变对小半径热煨弯管性能的影响

小半径热煨弯管在生产过程中会出现截面趋于椭圆、壁厚减薄或增厚等各种截面畸变,上述缺陷有可能会降低管道的承载能力。为了研究截面畸变对小半径热煨弯管性能的影响,以不同组合工艺参数煨制小半径热煨3D(D表示管道直径)弯管,通过截面几何尺寸分析、畸变分析、理化性能试验、微观组织分析等方法综合分析了3D弯管和常规5D弯管截面畸变、组织性能情况及其关联性。研究结果表明:(1)3D弯管增厚率和减薄率约是5D弯管的2倍,3D弯管圆度是5D弯管的2~4倍;(2)3D弯管截面畸变显著,各部位加热温度差异较大,使得组织形态或含量有所不同,导致3D弯管外弧侧、内弧侧及中性区等各部位力学性能数值分布较为离散;(3)多数弯管内弧侧强度都达不到标准的要求,强度大小顺序分别为弯管外弧侧、弯管中性区和弯管内弧侧,夏比冲击韧性大小顺序与强度恰好相反;(4)随着圆度的增加,内、外弧侧强度呈下降趋势,随着增厚率的增加,内弧侧强度呈下降趋势,随着减薄率的增加,外弧侧强度呈上升趋势。     

一种评价水泥浆沉降稳定性的新方法——微压力波动测试水泥浆滤失—沉降耦合作用

目前的水泥浆沉降稳定性测试方法缺乏对沉降过程的描述。为了提高水泥浆沉降稳定性测试的准确性与科学性,设计了一种微压力波动测试仪,对滤失—沉降耦合作用的水泥浆柱分段压力波动进行测试,据此评价浆体的上、下密度差,并对不同黏度、温度、降失水剂、固相颗粒和触变性的水泥浆稳定性进行了分析。研究结果表明:①水泥浆沉降过程可分为高速期、低速期、稳定期和失重期,高速期滤失可减小浆体的上、下密度差;②滤失量越大、黏度越低、同类材料水固比越大,密度差越大、沉降稳定性越差;③温度对沉降稳定性的影响因降失水剂的协同作用而呈现出无规律性,高分子聚合物类降失水剂效果强于成膜类;④提高水泥浆触变性可改善浆体的沉降分层现象,胶凝强度的形成时间越短,效果越好。结论认为,较之于常规方法,该评价水泥浆沉降稳定性的新方法,可以对沉降全过程进行描述,并考虑了滤失对沉降的影响,更加贴合于井下的实际情况。     

复杂缝网页岩压裂水平井多区耦合产能分析

针对页岩储层水平井压裂开发中复杂缝网形态、纳微米孔隙—复杂缝网—井筒多尺度渗流规律认识不清等问题,开展了针对性的研究:(1)通过巴西劈裂实验,诱导压裂缝的产生;(2)通过X射线CT扫描,观测岩样内部压裂缝形态,测得压裂缝开度;(3)结合压裂缝形态描述和气体在基质—复杂缝网—井筒中的渗流机理,在多尺度统一渗流模型的基础上,建立考虑扩散、滑移及解吸的水平井单段压裂改造产能方程;(4)考虑多级压裂区干扰及水平井筒压降,建立页岩储层多级压裂水平井产能预测模型。研究结果表明:(1)压裂缝形态为复杂网状缝;(2)测得压裂缝开度为4.25~453.00μm,平均为112.00μm;(3)不同缝网形态下页岩气表现出不同非线性渗流规律;(4)随着重改造区裂缝密度、重/弱改造裂缝分布范围的增大,产气量逐渐增加,压裂段间缝网渗流区域发生干扰,产气量增加幅度减小;(5)模拟水平井筒长1 500 m、重度改造区缝网半长100 m时,压裂10级产能效果最好。结论认为,需要合理地控制压裂程度、优化裂缝参数,才能为页岩气压裂优化设计等提供技术支撑。     

管状容器气体燃爆泄放过程的数值模拟

工业过程中管状容器气体爆炸事故时有发生，严重威胁着过程工业的安全生产。为预防这类事故，通常会在容器上安装泄压装置，这就要求对该类容器进行防爆泄压设计。对管状容器气体爆炸泄放过程进行分析，特别是容器内压力发展特性的分析是进行防爆泄压设计的关键。为此，首先分析了管状容器内气体爆炸泄放过程，根据其燃爆发展规律建立了描述整个泄爆过程的物理模型。从能量守恒方程和质量守恒方程出发，结合气体状态方程、绝热压缩方程和气体泄放速率方程建立了泄爆过程的数学模型，利用四阶龙格-库塔方法对该过程进行了数值模拟，得到了不同时刻燃爆压力、压力上升速率、火焰位置和火焰传播速度。另外还讨论了泄压面积和泄爆压力对泄爆过程的影响，对于该类容器的防爆泄压设计具有指导意义。     

元素录井应用中的问题及对策

近年来,元素录井在油气勘探领域获得了广泛的应用,有效地解决了PDC钻头、气体钻井等钻井条件下的录井瓶颈问题,并且在小层划分、随钻评价、地质导向等方面为钻井工程提供了有力的支持,保障其快速、安全、高效实施。然而,元素录井在实际应用过程中也存在着一些问题,制约了其推广应用。为此,在梳理目前元素录井应用中存在问题的基础上,首先分析了其产生原因;然后通过重复性实验厘清了各元素的稳定性特征并进行了分类处理;最后结合数据对比分析结果,提出了解决问题的对策与方法。研究结果表明:①元素录井在实际应用中存在着测量数据不稳定、数值横向可对比性不强等问题;②造成上述问题的原因主要是设备制造工艺的限制和现场分析条件的制约,直接影响了数据的稳定性、准确性和可靠性;③重复性实验结果显示,主量元素的稳定性普遍较好,微量元素的稳定性普遍较差,分类处理方式可保障元素录井应用的有效性。结论认为,优选Si、Ca、Fe、Al作为分析处理元素,建立标准化处理方法,可以有效地解决重要元素的数据准确性问题;该研究成果有助于元素录井技术的进一步推广应用。     

定量环法制备气体标准物质

高精度气体标准物质是保证化学计量准确性的一项重要前提,目前的天然气气体标准物质制备步骤繁琐、费时,不确定度水平低,难以满足天然气成分量的高精度测定。为此,研发了定量环(Loop)法制备气体标准物质的方法,对其加入微量原料的不确定度、制备过程的不确定度进行了评定,与传统稀释法制备过程进行了对比分析,并采用气相色谱法对其重量法定值进行了验证。研究结果表明:(1)传统制备方法称量气瓶必须使用量程大、精度低的天平,多级稀释会重复地引入称量过程中的不确定度;(2)定量环法制备混合气体标准物质,制备步骤可以一步完成,制备过程中引入的不确定度降低了一个数量级;(3)定量环法减少了制备的步骤以及原料的使用量,提高了混合气体标准物质的制备效率;(4)定量环法已成功用于天然气及硫化物混合气体标准物质的制备中,有望得到更加广泛的应用,使得气体标准物质的制备更加高效、定值更加准确;(5)采用气相色谱法对该方法制备得到的混合气体标准物质的标称值进行方法验证,结论认为:该方法具有很好的可行性及准确性。     

油气井杆管柱力学研究进展与争论

油气井杆管柱是石油钻采作业的脊梁和中枢神经。在石油与天然气工程学科中,油气井杆管柱力学是一门重要的应用基础科学。先介绍了油气井杆管柱力学的相关专著、从事油气井杆管柱力学研究学者、研究油气井杆管柱力学的方法并澄清了一些基本概念;进一步重点介绍了油气井杆管柱力学基本原理、油气井杆管柱的运动状态、油气井杆管柱动力学基本方程、油气井杆管柱的稳定性、油气井杆管柱的稳态拉力扭矩、下部钻具三维力学分析、钻柱动力学、套管柱力学分析、测试管柱力学分析、压裂注水注汽管柱力学分析、有杆泵抽油系统诊断和参数优选与节能、采气管柱的振动、管柱的冲击震动、膨胀筛(套)管力学分析、隔水管柱力学分析、振动波信号在管柱中的传播、管柱的磨损和腐蚀与冲蚀、管柱的剩余强度和疲劳强度预测等方向的进展与争论;展望了油气井杆管柱力学的重点研究方向。     

鄂尔多斯克拉通地块活化了吗？

克拉通地块在演化过程中的活动性是大陆保存状态研究的核心内容,克拉通不同程度的活动性与油、气、煤、铀和盐类等矿产资源密切相关,制约着板内的地震活动,因此是能源、资源与环境研究的热点之一。以华北克拉通西部的鄂尔多斯地块为例,以地块内部的深井与高精度反射地震剖面为基础,揭示了鄂尔多斯地块的构造活动性,并将这种活动性称之为“活化”。研究表明,自中元古代以来,鄂尔多斯克拉通地块的活化表现在6个方面：①地块内部或周缘发育了中元古代、寒武纪—早奥陶世、石炭纪—早二叠世、中-晚三叠世与新生代等5期裂陷或伸展活动;②地块内部发育了中-新元古代、奥陶纪、晚石炭世、中-晚三叠世、早白垩世与中新世晚期—第四纪等6期岩浆活动,尤以长城纪、早白垩世岩浆活动为盛;③发育了7个时期的断裂系统及断层相关褶皱;④发育了长城系与前长城系、蓟县系与前蓟县系、震旦系与前震旦系、寒武系与前寒武系、奥陶系与前奥陶系、石炭系与前石炭系、三叠系与前三叠系、侏罗系与前侏罗系、白垩系与前白垩系、第四系与前第四系等10个区域性不整合面;⑤经历了中-新元古代、早古生代、石炭纪—三叠纪与侏罗纪—白垩纪等4个构造沉降旋回,沉降中心发生明显迁移;⑥新生代地块周缘地区快速裂陷并沉降充填,内部则隆升剥蚀,地块周缘及内部均发生了一系列强震活动。鄂尔多斯地块的演化受周缘板块构造背景与深部构造活动的强烈控制,早白垩世的岩石圈可能经历了大规模减薄,新生代晚期地块北部的岩石圈发生活化和减薄,这与鄂尔多斯地块逆时针旋转、上地幔物质部分熔融及其沿周缘地堑系薄弱带上侵有关。鄂尔多斯地块已发生了较明显的活化,活化事件对成盆、成烃与成藏可能具有重要意义。     

新型超高温页岩抑制剂特性实验研究

为满足超高温深井钻井工程的需要,提升抗高温水基钻井液的抑制页岩水化能力,研选了一种新型超高温页岩抑制剂HT-HIB该抑制剂分子结构与聚醚二胺类似,端部含有2个胺基,但分子链为刚性的环烷基。通过抑制膨润土造浆实验、页岩滚动分散实验、页岩膨胀实验、压力传递测试、X射线衍射分析黏土层间距、Zeta电位测试和热重分析等,综合评价了该页岩抑制剂的抑制性能,并揭示其作用机理。结果表明,HT-HIB能抑制泥页岩水化膨胀和分散,并可在一定程度上阻止压力传递,作用优于目前高性能水基钻井液中使用的聚胺抑制剂;同时HT-HIB可在220℃下保持性能稳定。HT-HIB通过端部的胺基单层吸附插入黏土层中,破坏黏土表面水化层结构并排出层间水分子;黏土表面吸附HT-HIB后亲水性显著降低,从而阻止了水分子的吸附;此外,HT-HIB的溶解度随pH值变化,可使HT-HIB从溶液中析出并堵塞页岩微孔隙,也有利于阻止液相侵入。总之,HT-HIB借助化学抑制、润湿反转以及物理封堵协同作用,因而表现出突出的抑制性能,为开发新一代抗高温高性能水基钻井液打下了基础。