油基钻屑低温热脱附处理工艺模拟

为减少油基钻屑对环境的不良影响和危害,并最大限度地回收资源,提出采用低温热脱附的方式 对其进行处理。通过钻井液油水固相分离装置并结合正交实验法对低温热脱附处理工艺进行模拟研究,选用 热重分析仪及气相色谱研究油基钻屑热解失重规律以及回收油总石油烃分布。结果表明：低温热脱附处理油 基钻屑的主要影响因素为处理温度,其次为停留时间,升温速率影响最小,350℃处理温度下,即可将油基钻屑 热脱附残渣含油率降至0.3％以下,满足GB4284—2018《农用污泥污染物控制标准》;油基钻屑中含水率的增 加有利于提高低温热脱附效果,原料含水率在5％～10％时热脱附效果及经济性最好;低温热脱附回收油品质 好,和原料总石油烃分布基本一致。     

转速对油基钻屑热解炉温度场影响的数值模拟

页岩气开采所产生的油基钻屑在采用热解法的处理过程中,为探究油基钻屑在回转窑内的温度场分布情况,采用Fluent软件对回转窑进行建模并对油基钻屑在窑内热解过程进行数值模拟。结果表明：当回转速度为0.02 rad/s时,内部温度场较为均匀且物料温度较高,适宜油基钻屑的热解,转速过低或过高均会影响物料的均匀混合与升温速率;物料刚进入窑体内部时,温度有一个急剧攀升至660 K的过程,其后温度变化较为平缓。结合模拟结果,选用适中的回转速度可提高油基钻屑热解温度,从而提高热解效果。     

热脱附处理页岩气油基钻屑的研究与应用

介绍了油基钻屑的来源、组成、危害、处理方法以及热脱附技术研究进展与应用。综述了热脱附原理与工艺,并重点分析了钻屑性质、处理温度、停留时间、载气流速或压差、添加剂对油基钻屑处理效果的影 响。讨论了当前热脱附处理油基钻屑存在处理过程能耗高、废气二次污染、废热回收利用率低等问题,提出针对油基钻屑性质选取合适的改性添加剂、提高传质传热效率、探究协同效应机理等油基钻屑高效节能处理的改进方向。     

页岩气油基钻屑热馏处理技术研究和应用

文章从油基钻屑及其特征出发，通过对油基钻屑的TG-IR、比热容等热分析，以热馏理论为核心研制了拥有自主知识产权的高效处理装置。该装置采用PLC自动控制系统，运用了石化行业的热蒸馏技术、煤化工行业的无氧热干馏技术、冶金行业移动床颗粒物料流动技术、粉煤热解处理中含尘干馏气混相处理技术等多项技术，处理后的残渣含油率≤0.3％，是减少污染、连续生产的处理装置。     

涪陵页岩气田油基岩屑安全处置与利用实践

结合涪陵页岩气田油基岩屑理化性质,调研分析了目前各气田油基岩屑处置利用方案,开展了涪陵页岩气田油基岩屑安全处置及利用的研究与实践,分析了涪陵页岩气田热馏炉和回转窑热脱附设备运行工艺。实践表明：热馏炉设备处理能力可达40～50 m3/d,但炉内易结焦,设备检修率为每月5～8 ｄ;回转窑设备单炉处理能力为10 m3/d,能耗高,对原料的适应性广;回收的矿物油用于配制油基钻井液,脱油后灰渣的含油率均低于2％,送至水泥窑协同处置。涪陵页岩气田通过热馏炉和回转窑的协同作业,有利于油基岩屑的安全处置与资源化利用。     

含油污泥热解的影响因素初探＊

以含油污泥“无害化”为目的,考察了温度、升温速率及含水率对热解反应效果的影响。实验结果表明：温度越高,热解剩余残渣率和残渣含油率越低,热解产气率越高;含油污泥中有机质发生热解反应的主要温度为350～500℃和575～625℃,若热解残渣含油率控制在3.0‰以下,热解温度选择600℃较为适宜;升温速率对热解产气率、剩余残渣率和残渣含油率基本无影响,但升温速率越快热解反应的产气量曲线峰越向前迁移,热解反应的时间缩短;含油污泥含水率越低,则热解产气率及残渣率越高,但含水率对残渣含油率和热解反应时间无影响。     

海上油基钻屑电磁热脱附参数优化及应用评价

选取某三级海域A平台钻井过程中离心机出口的油基钻屑开展电磁热脱附实验，分析实验过程中脱附温度、脱附时间对钻屑干渣含油量的影响规律，在此基础上优化设备运行参数：脱附温度300℃，脱附时 间40min，在此条件下，干渣含油量可达到0.84％。根据参数优化结果对现场应用进行指导，结果表明：一次性进料1t，实际脱附温度300～320℃，脱附时间40min，实际干渣含油量1.30％～1.70％；A平台电磁热脱附设 备运行86d，共处理油基钻屑1116.40t，平均处理量12.98t/d，最大处理量21.70t/d；油基钻屑在海上平台进行热脱附处理，实现了无害化处理，资源化利用，经济效益最大化。为提高设备处理能力，建议提高设备稳定性和增加预加热模块，为确保处理后尾气连续达标排放，建议增加尾气实时检测系统。     

基于FWO法与CR法的中蒙边境森林草原交错区沟塘草甸羊草热解动力学分析

以内蒙古自治区阿尔山市内沟塘草甸为研究区域,选取典型草本羊草为研究对象,运用热重分析法以通氧速率10、20、30 mL/min,在升温速率分别为40、80 ℃/min的条件下进行热失重行为研究。使用TG-DTG曲线分析样品的热解过程,利用Coats-Redfern（CR）积分法和Flynn-Wall-Ozawa（FWO）积分法对样品的快速热解阶段进行动力学分析,得出在不同氧气浓度下样品的热解活化能和指前因子并求得相应参数。结果表明羊草热解过程分为：失水阶段、快速热解阶段、炭化阶段。其中快速热解阶段为350～450 ℃,此阶段中升温速率越快,温度滞后现象越明显;通氧速率越快,温度超前现象越明显。热解过程及动力学参数分析表明,Flynn-Wall-Ozawa法更适用于羊草热解过程,引发火灾危险程度的通氧速率为：30 mL/min＞20 mL/min＞10 mL/min。     

含油污泥热解工艺优化及资源化利用

针对含油污泥危害性大、难处理的环保难题,以实现含油污泥资源化利用为目标,开展了含油污泥热解实验研究,优化了热解工艺,并对热解产物进行了分析。在催化剂加量1.2％、热解温度为420℃、停留时间3.0 h、加热速率12℃/min、N2流速为90 mL/min条件下对含油污泥进行热解,结果表明：热解油回收率 可达72.35％;热解回收油品质有较大的改善,产生的不凝气体组分可用于燃烧供热,热解残渣热值较高,可制成燃料重复利用,实现了含油污泥的资源化利用。     

油基钻屑微波热处理技术研究进展

随着社会不断发展,人们对能源的消耗逐年递增,为缓解能源紧张问题,我国正积极开发页岩气能源。页岩气开发开采过程中需要大量使用油基钻井液,这将导致大量含油钻屑的产生。油基钻屑处理不当会对周围环境产生巨大危害,因此,油基钻屑的无害化处理成为亟待解决的问题。通过简述常规油基钻屑处理技术,介绍微波处理技术的原理、特点及研究进展和展望。为油基钻屑微波热解处理技术高效节能、安全环保,为油基钻屑的资源化处理提供了新的思路和方向。     

非膨胀型无机防火涂料的热解分析

对SWH室外厚型钢结构防火涂料在高温试验的基础上进行了热重分析。在升温速率为25℃／min下热解,得到防火涂料的热重曲线（TG）、微商热重曲线（DTG）和差热曲线（DTA）。发现样品的失重过程由干燥和初挥发段,升温段,热解段,剩余物质加热段4个阶段组成,并对所得曲线进行了详细分析。结果表明：在200～400（期间,SWH室外厚型钢结构防火涂料的阻热性能减弱。     

红松热解特性及动力学实验研究

采用热重分析法对红松的树皮、树干、松针和松果在空气气氛下进行热解实验,升温速率20℃/min,从20℃加热至800℃,并对热解过程进行动力学分析。结果表明:试样的热解过程分为失水、微失重、主要失重和炭化4个阶段,热稳定性大小排序为:松果树皮树干松针。升温速率越高,失重速率越快,但升温速率过快使试样内部受热不均,产生热滞后现象。升温速率为10℃/min时热解失重率最高,热解反应最充分。CoatsRedfern法和Broido法较适用于红松热解动力学计算。试样活化能大小排序为:松果树皮树干松针。     

升温速率对油漆稀料和塑料共热解特性的影响

为研究不同升温速率下油漆稀料与PET塑料共热解特性的变化规律,使用同步热分析仪,测定不同升温速率（10、20、30 K/min）条件下油漆稀料和PET塑料共热解过程中失重（TG）、焓变（DSC）的变化,并采用Coats-Redfern法对样品进行热动力学分析,探究油漆稀料和PET塑料两种材料的共热解行为受升温速率的影响。结果表明：在氮气气氛中,样品的热解过程存在明显的滞后现象;油漆稀料和PET塑料热解过程只存在1个主要失重阶段,混合物存在2个主要失重阶段;油漆稀料和PET塑料的热解活化能随着升温速率的提高而减小,混合物在升温速率低于30 K/min时热解反应受到抑制,在30 K/min升温速率下活化能最低,热解反应最彻底,最终样品残余量为8.4%,火灾危险性强。     

碳纤维/环氧复合材料的热解特性及动力学研究

利用热重—差热同步分析仪研究随机、单向、织布 3种铺层结构碳纤维/环氧复合材料在不同升温速率下的热解特性。氮气气氛(50 mL/min),升温速率取 5、10、20、30、40 ℃/min,实验温度范围为 25～800 ℃。研究表明：3 种铺层结构碳纤维/环氧复合材料均只有 1 个热解阶段,热解温度范围及到达失重速率峰值温度几乎相同,但铺层结构对热失重速率峰值及质量剩余率有较大影响。随着升温速率的增加,热解反应各阶段终止温度、最大失重速率温度均向高温方向移动。采用 Kissnger 法对不同铺层结构碳纤维/环氧复合材料的热解动力学进行计算,得到其表观活化能。     

页岩气油基钻井液损耗分析与回收利用

针对四川页岩气井三开采用油基钻井液产生的油基钻屑污染环境、难以处理的问题,首先分析了现场钻进过程中油基钻井液损耗的问题,钻屑携带的油基钻井液是造成钻井液损失的主要原因且数量较多,需要将其回收利用从而降低成本。文章介绍了现场回收钻井液的设备及其原理。利用评价回收油基钻井液性能的公式,在W-7井进行了回收效果的讨论,结果表明,回收设备可以较好降低回收钻井液的低密度固相,回收后的油基钻井液没有对循环中的油基钻井液造成影响。四川页岩气多口井在现场使用了回收设备,节约了成本,效果显著。     

海上油田含油钻屑热解处理实验

基于搭建的热解实验平台开展相关实验研究,分别进行了加热温度与停留时间对含油钻屑热解产物的影响实验,总结了其影响规律。结果表明：随着加热温度升高、停留时间延长,均可使固相与液相产物的颜色加深;与此同时温度升高,H2的产生率逐渐增加;CO2的释放呈现单峰形式,随着反应的进行,释放速率先增大后减小;温度在350℃以下时,CO2的产生量几乎为零,含油钻屑只发生初级的脱氢反应;当反应终温较低时,停留时间对H2、CO2的产率与固、液两相产物回收率的影响较小。     

KI25X变压器油的热解特性研究及动力学分析

采用热重分析和热重-红外联用技术,探究了常用变压器油KI25X在3种不同升温速率下的热解特性,发现热解过程主要发生在200～300℃和550～800℃两个阶段,且通过试验发现变压器热故障释放能量会造成变压器油的热解劣化,破坏变压器油的化学键,产生低分子烃类气体并溶于其中.利用微分法和积分法热力学理论计算出变压器油在N2...     

含油钻屑处理技术现状及发展趋势

针对微生物处理、热脱附、热清洗、焚烧和萃取等含油钻屑处理技术存在普适性差、资源浪费、技 术不成熟或投资较高等问题,探究更为高效、性价比高的含油钻屑处理技术。分析了国内外含油钻屑处理的法 律法规,对目前国内外常用的含油钻屑常规处理技术、资源化利用技术,及其应用现状进行了综述,通过对各类 技术的对比分析,提出含油钻屑处理技术高效低成本、“高价值”基础油回收与固相残渣的资源化利用、工厂化 和随钻化处理的双极发展趋势,对油基钻井液中的基础油、水进行回收利用,处理后的固相可以转化为可利用 的资源。     

高强玻璃纤维复合材料热解动力学研究

利用热重—差热同步分析仪研究典型高强玻璃纤维/环氧树脂复合材料在不同升温速率、不同载气气氛影响下的热解特性规律。升温速率取5、10、20、30、40℃/min;气氛取空气及氮气气氛(50 mL/min);实验温度范围为25~800℃。研究表明,随着升温速率的增大,热解反应各阶段起始温度、终止温度、最大失重速率温度均向高温方向移动。空气气氛下,玻纤复合材料热解分为两个阶段,分别是环氧树脂基材热解的两个阶段,玻璃纤维自身不分解;氮气气氛下,玻纤复合材料热解反应一步完成。相同升温速率下,玻纤复合材料与环氧树脂基材的热解初始分解温度、热解温度范围基本一致,玻纤复合材料的热解终止温度及热解各阶段失重速率明显小于环氧树脂基材。运用Kissinger法和Flynn-Wall-Ozawa法进行热解动力学分析,得到玻纤复合材料热解各阶段的表观活化能,两种计算方法所得结果基本一致。热解第二阶段表观活化能明显高于第一阶段,其热稳定性在热解过程中逐渐增强。     

5种乔木可燃物不同升温速率下的热重研究

摘 要：为探究不同升温速率下5种典型乔木可燃物的热解特性,加快和完善内蒙古大兴安岭地区森林燃烧性研究,以白桦、黑桦、兴安落叶松、蒙古栎、山杨的小枝为主要研究对象,基于OFW热重分析法,在空气气氛中,以氧气为载气,加热区间为30～600 ℃,首先升温至100 ℃并保持5 min,气体流量为20 mL/min,然后分别以40,60,80 ℃/min升温速度率升温。通过TG-DTG曲线分析试样的热解过程,利用OFW法对试样的快速热解阶段进行动力学分析并绘制参数趋势图。结果表明,升温速率对热解过程的影响主要集中在失重阶段,随着升温速率的增加,热解特征温度增加,试样失重率增大。在此阶段,升温速率为60 ℃/min时,5种典型乔木可燃物热解程度排序为：兴安落叶松＞蒙古栎＞山杨＞白桦＞黑桦;OFW法分析下的5种典型乔木可燃物活化能随转化率变化,活化能计算结果可靠,模型较优。山杨活化能区间为659.788～712.664 kJ/mol,调整后的R2为0.962 6～0.999 7,活化能随转化率的增加呈现先减少后增加的趋势,反应进程中后段依然保持良好的放热反应。