Development of mobile miniature natural gas liquefiers

With increasing consumption of natural gas (NG), small NG reservoirs, such as coalbed methane and oil field associated gas, have recently drawn significant attention. Owing to their special characteristics (e.g., scattered distribution and small output), small-scale NG liquefiers are highly required. Similarly, the mixed refrigerant cycle (MRC) is suitable for small-scale liquefaction systems due to its moderate complexity and power consumption. In consideration of the above, this paper reviews the development of mobile miniature NG liquefiers in Technical Institute of Physics and Chemistry (TIPC), China. To effectively liquefy the scattered NG and overcome the drawbacks of existing technologies, three main improvements, i.e., low-pressure MRC process driven by oil-lubricated screw compressor, compact cold box with the new designed heat exchangers, and standardized equipment manufacturing and integrated process technology have been made. The development pattern of “rapid cluster application and flexible liquefaction center” has been eventually proposed. The small-scale NG liquefier developed by TIPC has reached a minimum liquefaction power consumption of about 0.35 kW·h/Nm³. It is suitable to exploit small remote gas reserves which can also be used in boil-off gas reliquefaction and distributed peak-shaving of pipe networks.     

基于压电陶瓷动态信息的结构裂纹识别方法

利用压电陶瓷的动态特性和压电系统的动态信息,对铝梁的裂纹损伤进行了分析研究。随着梁裂纹尺寸的增加,压电陶瓷片的导钠幅值下降,且系统固有频率减小。利用导钠幅值的变化和系统的动态信息,可以对裂纹的位置和尺寸大小进行识别。实验证明该方法的有效性。     

湘中海相浅层湘冷1井酸压工艺研究及应用

湘冷1井具有气层埋藏浅（400m-500m）、纵向上裂隙发育的特点，属低孔、低渗的含泥质灰岩致密储层。大量室内实验和研究采用“前置液酸压＋闭合酸化”工艺技术，并优选了相应降阻酸和闭合酸配方。通过酸压实现了该井工业油气流的突破，取得了明显的增产效果，为新区海相浅层气的开发探索出了一套成熟的改造增产措施。     

燃气管网动态仿真的研究及应用

研究和了解燃气在管道中的流动，是进行燃气管网系统优化和提高管网输运系统安全性的前提和基础。以流体力学三大守恒方程为基础，建立了等温和非等温条件下的燃气管网稳态和动态仿真理论模型。以有限差分法为基础，得到了上述模型的求解方法，并加入了耗散项，提高了求解方法的稳定性。通过增加初始点和延长出口点的方法，简化了模型的求解。通过在北京六环天然气管网中的初步应用，分别得到了与实际值综合相对误差为1.21％和2.62％的压力和流量仿真值，从而验证了模型及求解方法的可靠性。     

分子筛绿色化合成技术的开发

对现有分子筛合成废液中氨氮及还原性物质的来源进行分析，确定降低排放废水中氨氮浓度及COD的方案。对现有ZRP-5分子筛制备流程进行优化，增加母液及赶胺水回用工序；建立母液浓缩装置，将钛硅分子筛及Β分子筛的合成母液及重排母液应用于ZSM-5分子筛的合成，实现废液的梯级利用。上述措施既解决了因分子筛生产废液的排放造成的环境污染，亦因废物资源化降低了ZSM-5分子筛的生产成本。     

天然气空气绝热转化制合成气催化剂研究

制备了天然气空气绝热转化催化剂,采用固定床反应器进行稳定性评价试验,对反应前后的催化剂进行了分析表征。结果说明,天然气和空气绝热转化反应放热形成的高温对催化剂有烧结作用,使催化剂晶体结构发生了变化,起活性作用的金属镍和氧化铝载体转化为镍铝尖晶石结构的物质。进一步的试验表明,在1050～1300℃的温度可以把催化剂的晶体结构改变。     

硫化氢吸收液的电化学分解条件研究

理想的脱硫工艺应满足体积小、费用低、净化度高、无二次污染等要求。在碱性溶液吸收微量硫化氢时同步进行电解，可有效减小设备体积，并将硫化氢转变为氢气和硫磺，不产生恶性气味。为此，实验研究了温度、浓度、电流密度、pH值等因素对电解阳极过程的影响，确定了适宜的电解条件，并在该条件下进行了吸收实验。结果表明，在最佳电解条件下，硫化钠溶液能充分吸收天然气中经变压吸附提浓的硫化氢（800 mg/m³），吸收率大于99.9％。     

天然气吸附储存脱附过程的动态模拟

通过热动力学计算,认识了脱附过程当中储罐内温度剖面分布的典型特征:储罐轴心处的温度下降幅度最大。分析了脱附过程当中储罐壁的热交换、吸附剂的导热系数以及储罐内的初始压力对储罐内的温度剖面的影响。结论是加强储罐外壁的热交换、增大吸附剂的导热系数皆能改善吸附储罐内的温度剖面。     

甲烷无氧芳构化研究进展及其工业应用前景

综述了最近20多年来甲烷无氧芳构化催化剂的制备、积炭失活和再生方面的研究进展，特别分析了催化剂再生过程的工程化问题及反应器型式；还根据甲烷芳构化技术产业化的需要，分析了甲烷芳构化技术的发展趋势。     

天然气井井筒及井口安全技术研究

天然气勘探开发具有高温、高压、高风险,安全技术及管理难度大等特点,通过实例分析天然气井存在的主要问题,提出应采取的关键安全技术及需要解决的问题。