一种新型低腐蚀性的原油络合脱钙剂

以中国石油克拉玛依石化公司II套常减压蒸馏装置原油为原料,采用氨三乙酸的氨溶液为络合脱钙剂进行脱钙试验。结果表明：该脱钙剂的脱钙条件温和,脱钙效果稳定,对设备腐蚀小。在脱钙剂质量分数50 μg/g、脱钙反应与油水分离温度120 ℃、原油流速2 m/s的条件下,能够将Ⅱ套常减压蒸馏装置原油中的钙质量分数由7.1 μg/g降至3 μg/g以下。     

KAL型原油脱钙剂的研究

在对安庆和大港原油的脱盐过程中加入KAL型脱钙剂进行了脱钙试验,并用原子吸收光谱分析脱钙前后原油的钙含量。试验结果表明,KAL型脱钙剂对上述两种原油有很好的脱钙效果,随着脱钙剂注入量的增加,脱钙率遂渐升高,直至脱除到危害较小。试验还考察了注水量和电场强度对脱钙反应的影响。     

HF-101原油脱钙剂的工业应用研究

采用大港油田集团油田化学有限公司研制的HF-101脱钙剂对中国石油锦州石化分公司炼油厂掺炼的杜巴原油脱钙效果进行了实验室评价及工业试验。实验室评价结果表明,在剂钙质量比为2:1、注水量为5%、电脱盐温度130℃、破乳剂加量30μg/g的条件下,原油脱钙率达到90.89%～91.43%,显示了良好的脱钙效果。工业应用试验结果表明,使用HF-101脱钙剂后原油中的钙平均脱除率可达到90.89%,脱后原油的平均钙含量为24.81μg/g;原油的灰分由脱钙前的0.065%降至0.030%左右;原油的盐含量和含水量也大幅度下降。并且使用HF-101脱钙剂可使电脱盐装置的操作电流下降50%,具有较好的节能降耗作用。     

新型高效原油脱钙剂RPD-Ⅱ及其应用研究

针对高含钙原油开发研制了RPD-Ⅱ新型高效原油脱钙剂，考察了脱钙剂注剂量、原油性质、油水混合强度、注水率和注水pH值等对脱钙效果的影响，结果表明，在剂钙比为3～4时，原油脱钙率达到90％以上。RPD-Ⅱ型原油脱钙剂对碳钢具有腐蚀性，在实际工艺过程中，通过增加不锈钢材质注剂管线可解决腐蚀问题。工业应用试验结果表明，对钙质量分数50μg／g原油，使用RPD-Ⅱ脱钙剂后钙质量分数可降至5μg／g以下，脱钙率达94％左右，灰分可降低90％以上，原油电脱盐排放水中油质量分数降至100mg／L以下，显著改善电脱盐装置的操作性能。     

脱钙剂CC827494在原油电脱盐中的应用

介绍了脱钙剂CC827494在北京燕山分公司Ⅲ套常减压电脱盐装置上的工业试验情况。考察了该脱钙剂注入量对原油脱钙率、常压塔底油和减压塔底渣油中钙含量、电脱盐电流、电脱盐排水中钙含量、电脱盐排水水质以及设备腐蚀的影响。结果表明,脱钙剂注入质量分数为40μg／g时,原油中的钙质量分数由10．27μg／g降至4．10μg/g以下,脱钙牢达60％以上,脱钙效果明显;使用脱钙剂CC827494后,可以为下游装置提供优质原料,同时有利于电脱盐的平稳操作,节能效果明显。     

HF-101原油脱钙剂的工业应用

采用大港油田集团油田化学有限公司研制的HF-101脱钙剂对中国石油锦州石化分公司炼油厂掺炼杜巴原油进行了工业试验。应用结果表明:使用HF-101脱钙剂后原油中的钙平均脱除率可达到90.89%,脱后原油的平均钙质量分数为24.81μg/g;原油的灰分由脱钙前的0.065%降至0.030%左右;原油的盐含量和水含量也大幅度下降。锦州石化分公司使用脱钙剂后,满足石油焦和煅烧普通焦的灰分质量要求,经济效益显著,并且使用HF-101脱钙剂可使电脱盐装置的操作电流下降50%,具有较好的节能降耗作用。     

石油中有机钙化合物脱除反应的研究

以原油中的有机钙为研究对象,考察各条件对有机钙脱除反应的影响.结果表明:有机钙的脱除率随着脱钙剂加入量、注水率、反应温度、反应时间的增加而提高;脱钙反应在弱酸性溶液中进行较为有利,脱钙剂水溶液的pH值以6.5为佳;有机钙脱除过程是含有脱钙剂的水相从油相中萃取金属钙的化学萃取过程,受扩散和化学反应双重控制.     

酸性脱钙剂的工业试验

介绍了两种酸性脱钙剂(CJ型和RPD-2型)在常减压蒸馏装置的工业试验情况。从炼油厂进行的几种脱钙剂试验效果看，RPD-2型脱钙剂对新疆混合原油脱钙效果较好(最高脱钙率为71．86％)，并明显改善了电脱盐工况。     

新型原油脱钙剂开发

开发了新型高效原油脱钙剂。经试验脱钙率达到61％以上，镁脱除率70％以上。开发的新型原油脱钙剂脱钙效果高于传统磷系脱钙剂脱钙效率1倍以上。     

原油脱钙剂作用机理及其脱钙效果

通过对不同化学剂诸如EDTA钠盐、六偏磷酸钠盐、盐酸和RPD作为原油脱钙剂时对原油脱钙的试验研究,分析了原油脱钙剂的作用机理。结果表明,在原油脱钙过程中,脱钙剂与原油中石油酸钙的作用类似于复分解反应,原油中的环烷酸钙转化为环烷酸钠或环烷酸。不同化学剂与原油中钙之间存在化学计量关系,EDTA钠盐和六偏磷酸钠盐类化学剂在络合脱除原油中钙的同时会使原油中钠离子增加。RPD新型脱钙剂避免了钠盐化学剂的缺点,对新疆克拉玛依九区稠油、北疆原油及苏丹稠油等不同性质高钙原油,在剂钙质量比为4.0时脱钙率达90％以上。原油脱钙后,原油中的石油酸钙盐转化生成石油酸组分,不给原油引入新的有害杂质。     

异质多模型集成的辛烷值和抗爆系数分级建模

针对成品汽油调和过程中研究法辛烷值(RON)和抗爆系数难以实时获取，且传统未考虑二者关联的单一模型精度和适应性不足等问题，提出了2种异质多模型集成的分级预测建模方法(方法Ⅰ和方法Ⅱ)。先采用K折交叉验证法对建模算法进行参数调整与算法优选，分别建立了5个一级辛烷值和二级抗爆系数异质子模型。方法Ⅰ利用加权平均法对异质子模型进行线性集成，并为提升集成模型性能，对目标函数引入L1、L2、L1&L2等3种正则化约束，以此确定子模型最优权重；考虑线性集成可能对非线性过程适应性不足，方法Ⅱ基于堆叠思想建立了非线性集成预测模型。经使用工业生产数据仿真实验研究表明，较传统单一模型以及加权平均模型，考虑抗爆系数对辛烷值依赖提出的2种异质集成分级建模方法，具有更优的性能，可用于成品汽油调和过程中辛烷值和抗爆系数的准确预测，有望解决后期配方模型建立和优化控制的数据缺失问题。     

Hβ分子筛改性及其催化苯和氯化苄反应性能

用柠檬酸溶液处理Hβ分子筛,脱除其骨架铝,获得含介孔结构的Hβ分子筛;然后采用浸渍法对酸处理的分子筛进行Fe改性,制备了Fe多级孔Hβ。通过XRD、XRF、N2吸附-脱附、NH3-TPD和Py-FTIR手段对改性分子筛样品进行表征,并考察了Fe多级孔Hβ分子筛催化苯和氯化苄反应合成二苯甲烷的性能。结果表明：经酸处理、Fe改性后,Hβ分子筛在保持微孔结构的同时引入了介孔;L酸增多、B酸几乎消失;分子筛的催化性能增强。与Fe-Hβ分子筛相比,Fe多级孔Hβ分子筛有效地提高了反应物和产物的扩散性能,氯化苄的转化率和二苯甲烷的选择性分别提高了6.2百分点和2.3百分点;同时,催化剂表现出良好的抗失活能力。     

催化裂化催化剂颗粒形貌的表征

颗粒大小及形貌影响催化裂化催化剂的使用性能,客观、定量表征催化剂的颗粒形貌对催化裂化催化剂的研发、生产和使用具有重要作用。采用动态图像法对催化裂化催化剂颗粒形貌进行表征,考察了影响测量结果的样品用量、分布基准、阈值等条件,并采用形貌不同的颗粒和不同类型的样品,系统分析了采用不同模型的表征参数的表征结果。结果表明：圆润度、钝度、畸形度对形貌不同的颗粒和样品具有明显的区分度和灵敏性,可用作催化裂化催化剂颗粒形貌的表征参数;其中圆润度用于等效表征颗粒的“球形度”,钝度用于表征颗粒的耐磨程度,畸形度表征颗粒的黏连以及耐断裂与耐磨的程度。     

地下储气库注采管柱气密封螺纹接头优选

为解决国内地下储气库井注采管柱气密封螺纹接头选用混乱且适用性不清的问题,首先对现有标准和气密封试验数据进行统计比对分析,发现各种气密封螺纹接头的拉伸效率相同,但其压缩效率差异大且现有标准已不适用于储气库注采管柱气密封螺纹接头的选择,认为注采管柱气密封螺纹接头的选择必须考虑管柱载荷的交变;然后结合2口储气库井注采工况,基于管柱力学理论计算获得2种规格注采管柱的最大拉伸载荷和最大压缩载荷,对比已选用的气密封螺纹接头,重点研究了接头拉伸效率、压缩效率与管柱载荷之间的关系,提出了注采管柱气密封螺纹接头优选判据;进一步利用全尺寸实物复合加载试验机对2种规格注采管柱进行多周次气密封循环试验,试验结果证实了上述判据的合理性。所提出的优选判据不仅可以作为气密封螺纹接头优选的基本依据,而且还可以作为储气库井注采管柱设计的依据,并纳入了中国石油天然气行业标准。     

棒状γ-氧化铝的合成及其负载NiMo催化剂的加氢脱金属性能

以γ-氧化铝粉末及碳酸氢铵为原料,采用水热技术,成功制备棒状γ-氧化铝载体,并以此氧化铝为载体制备NiMo/γ-氧化铝加氢脱金属催化剂。应用X射线衍射、扫描电子显微镜、N2吸附-脱附、H2-程序升温脱附、拉曼光谱、原位CO吸附等技术表征氧化铝载体及加氢脱金属催化剂的结构与性质。研究发现,当γ-氧化铝粉末与碳酸氢铵质量比为1:1.75、温度为140 ℃时,合成的棒状γ-氧化铝颗粒长为0.5~3 μm、直径为50~100 nm,以该氧化铝为原料制备的γ-氧化铝载体比表面积为276 m2/g、孔体积为0.79 mL/g。与常规氧化铝载体相比,以棒状γ-氧化铝为载体制备的NiMo/γ-氧化铝加氢脱金属催化剂更易于还原,催化剂中Ni-Mo-S活性位数量较多。在体积空速为1.0 h-1、反应温度为380 ℃、氢油体积比为800、氢分压为15.7 MPa的条件下,金属杂质脱除率可达59.8%。     

湘鄂西地区奥陶系—志留系滑脱层古流体对页岩气保存的意义

目前,对于中—上扬子地区奥陶系—志留系滑脱层古流体的研究热点集中在高密度甲烷包裹体的成因、地层压力演化过程等,而有关古流体对页岩气保存的意义则较少涉及。为此,通过观测湘鄂西地区奥陶系—志留系露头和钻探岩心的裂缝脉体地质特征,分析裂隙形成与滑脱层的关系,应用裂缝脉体包裹体组分、均一温度测试资料研究古流体的形成环境和滑脱层对页岩气保存的意义,并建立了滑脱层页岩气聚散模式。研究结果表明:(1)滑脱层岩性主要为奥陶系—志留系之交的硅质岩夹页岩,地层岩石破碎,发育小型揉皱,滑脱层上下硅质岩层共轭垂直节理较发育;(2)滑脱层脉体发育多期次、多类型包裹体,纯水溶液包裹体尤为发育;(3)研究区古大气水沿着滑脱层最大下渗深度超过4 000 m,滑脱带早期捕获了超压条件下的高密度甲烷包裹体,后期捕获常压环境的甲烷和氮气包裹体;(4)记录晚期流体活动的包裹体离子组分具有钠氯系数高、脱硫系数大、变质系数低的特点,表明滑脱层页岩封闭性变差;(5)研究区滑脱层页岩气聚散可分为向斜、宽缓背斜、紧闭背斜等3种模式。结论认为,研究区滑脱层为渗透层,滑脱构造发育的向斜、紧闭背斜不利于页岩气的富集,而宽缓背斜则相对有利于页岩气的聚集。     

多压力系统中钻井安全作业密度的确定和应用——以四川盆地五探1井?333.38 mm井眼钻井为例

四川盆地东部达州—开江古隆起上的风险探井——五探1井设计?333.38 mm钻头钻经的地层层位多、压力系统复杂,钻井过程中要钻遇气层、易漏层、易坍塌层,如何确保合理的钻井液密度以安全顺利钻达目的层是一个必须要研究并解决的问题。为此,通过分析研究该井工程技术难点及处理技术手段,在总结井控安全密度、垮塌抑制密度、缩径抑制密度、厚泥饼临界密度、漏失密度等5种安全作业密度求取方法的基础上,提出了安全作业密度的解决方案并进行了现场应用。结果表明:(1)在气显示活跃、缩径井段,选择井控安全密度、缩径抑制密度二者中高者为安全作业密度;(2)在井漏、垮塌为主的井段,选择井控安全密度、垮塌抑制密度二者中高者为安全作业密度,再辅以堵漏和其他工程技术措施提高地层承压能力;(3)五探1井顺利完成?333.38 mm井眼段钻井,井身质量全优,?273.05 mm套管顺利下到位。结论认为,利用上述解决方案成功地破解了该井多压力系统安全钻井的技术难题。     

中国能源清洁低碳化利用的战略路径

中国的工业化进程已取得举世瞩目的成就,国内生产总值跃居全球第二。与此同时,能源消费总量、碳排放总量及增量等多个指标也连续多年位居全球第一,以煤为主的能源消费结构带来了严重的环境问题。从全球能源演变过程看,能源清洁低碳化利用是发展的大趋势,也是解决气候变暖、生态破坏等重大环境问题的必由之路。为此,系统阐述了中国能源消费的现状及能源清洁低碳化利用的必要性,探讨了推进能源清洁低碳化的措施,并分析了煤炭、石油、天然气、非化石能源等在我国能源中短期清洁低碳化利用战略中的地位。结论认为:(1)我国需要在优化产业结构、控制能源消费总量、改进能源消费结构等多个方面共同努力以推动能源的清洁低碳化;(2)结合我国资源禀赋及消费现状,煤炭的清洁化利用是现实选择,大力发展非化石能源是战略性选择,石油作为动力燃料主力的地位中短期不会动摇,而天然气在我国能源清洁低碳化过程中将发挥重要的桥梁作用。     

铝蜂窝负载锰基催化剂的制备及其在室温下去除低含量甲醛的性能

采用水热共沉淀法和原位氧化还原法制备MnO_x/MgAl类水滑石(Mg₃Al₁-LDHs)催化剂,以水玻璃作为黏结剂将其负载到铝蜂窝上,用于室温下去除甲醛。通过X射线衍射(XRD)、热重分析(TG)、X射线光电子能谱(XPS)、N₂吸附-脱附、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等手段进行表征。表征结果表明：MnO_x/Mg₃Al₁-LDHs具有典型类水滑石结构,大量结合水和羟基; MnO_x为δ-MnO₂和Mn₃O₄的混合物,具有高比例Mn⁴⁺/Mn³⁺和丰富的吸附氧。实验结果表明：室温(25 ℃,相对湿度60%)下反应4 h后,MnO_x/Mg₃Al₁-LDHs催化剂可将甲醛质量浓度由1.30 mg/m³降至0.10 mg/m³以下,且经过8次和连续15 d实际测试,表明催化剂具有良好的稳定性和甲醛去除效果。MnO_x/Mg₃Al₁-LDHs催化剂最佳负载量(质量分数)为5%,风扇最佳功率为10 W,空气中湿度对甲醛去除效果影响较小,该催化剂具有较强水分抵抗能力,反应温度提升会较大程度提高甲醛去除效果。     

一种新型多级分段压裂自动投球器

投球压裂是页岩气水平井分段压裂改造的常用技术,目前的投球器存在着压裂球尺寸小、投球数量有限、结构过于复杂、适用性差等问题,不能满足页岩气井大通径、小间距压裂作业的需求。为此,设计出了一种转板式大通径井口自动投球器,该投球器上端设置储球筒,下端的底座内部布置投球机构,通过驱动电机控制投球机构实现逐个投球的功能;采用FEM(有限单元法)对该投球器的投球过程进行碰撞分析,通过任意拉格朗日欧拉(ALE)网格自适应方法和耦合的光滑粒子流体动力学(FEM-SPH)方法进行仿真模拟和样机实验。研究结果表明:①投球碰撞在转板上边缘处产生最大的等效应力、等效塑性应变和位移,产生的最大应力在600 MPa左右,小于42CrMo的屈服强度930 MPa,满足强度要求,并且具有一定的安全余量;②样机成功实现了投球直径介于64～108 mm、投球级差为4 mm的12级分段压裂连续投球测试。结论认为,该投球器操作简单、适用性广,可有效满足页岩气水平井多级分段压裂工艺的需要。