金属有机框架MIL-101(Fe)用于增强光催化降解含油污水中的原油

利用溶剂热法合成了一种稳定的金属有机框架(MOF)MIL-101(Fe),并作为一种新型光催化剂提高了油田废水中原油的降解性能。通过对反应条件的优化,确定了以下最佳参数:暗反应时间为30 min,光反应时间为30 min,p H值为5.5,催化剂量为150 mg/L,反应温度为303.15 K。在这些反应条件下,去除率达到了94.73%。本研究是铁基MOFs在油田废水光催化降解中的应用。MIL-101(Fe)在温和的酸性条件下表现出良好的稳定性,并且可以有效地循环利用。这些发现为利用MIL-101(Fe)作为一种很有前途的工业应用材料,通过光催化降解从受油污染的水中去除原油提供了有价值的见解。

碳排放清单在天然气场站应用的不确定性研究

温室气体清单编制指南为有效推进节能减排措施提供了重要参考和政策支撑,但目前各清单标准不一、推荐缺省值的偏差是碳排放计算误差的主要来源。从计算方法的角度建立研究排放清单不确定性的模型,通过对比采用蒙特卡洛模拟法和拉丁超立方抽样法对不确定性因素进行模拟的结果;提出采用消减技术找到具有代表性典型数据的方法,改善仅采用平均值计算碳排放量带来的误差。将模型应用于阿克苏管理站2022年碳排放计算中,依据不同清单计算造成的碳排放不确定度在1%~4%,采用不确定性模型计算的碳排放结果比确定性模型计算的碳排放量少,更具代表性,有助于企业更早实现“双碳”目标。

基于油基钻屑制备压裂支撑剂的室内研究

针对热解析后脱油钻屑处理难和处理方式单一的问题,开展了将油基钻屑残渣制备成免烧压裂支撑剂的研究,研究了钻屑与水泥比、CMC添加量、石膏添加量和养护天数共4个因素对免烧压裂支撑剂性能影响。结果表明,在原料配比较优的情况下,制备工艺为钻屑水泥比0.67(质量比),石膏添加量为6%(质量分数),CMC添加量为4%(质量分数),养护时间28 d。该条件下制得的压裂支撑剂颗粒体积密度为1.47 g/cm^(3),视密度为2.52 g/cm^(3),35 MPa下颗粒破碎率为1.57%。经扫描电子显微镜与X射线衍射仪分析发现,此时压裂支撑剂内部结构致密,孔隙封闭,水化产物CaO·SiO_(2)·nH_(2)O凝胶和钙长石类物质有利于提高压裂支撑剂的综合物理性能。为脱油钻屑残渣利用提供新的方向。

油田污水过滤填料清洗装置的自动化控制系统研究

随着油田开发技术的不断发展,对油田开发设备的功能及性能提出了更高要求,国家加大了对环境保护工作重视程度,油田污水处理的标准越来越高,油田污水处理自动化控制系统的重要性逐年提升。为满足这种需求,本研究针对油田污水过滤填料清洗装置进行了自动化控制系统的研究。首先,通过分析油田污水处理设备作业过程和设备之间的关系,结合过滤装置及过滤填料清洗原理,设计出一套低成本、高效率、操作简单的自动化控制系统。其次,利用PLC自动控制程序实现了设备自动清洗和替换过滤填料。通过数据模拟和现场实际应用验证,结果显示,油田污水过滤填料清洗装置自动化控制系统不仅改善了清洗效果,而且提高了工作效率,降低了填料清洗频率,从而有效延长填料使用周期,减少固体废弃物处理量,同时降低了运行成本。此外,新设计的自动控制系统还具有良好的稳定性和可靠性,能抗干扰,保证连续高效运行。研究结果对于提高油田污水处理效率和节约运行成本有重要意义。

含油污泥基生物炭处理含油废水

为使含油污泥达到无害化处理、资源化利用的目的,本实验通过热解炭化的方法,以含油污泥为实验原料,氧化钙、粉煤灰和十六烷基三甲基溴化铵的混合物为调质剂,玉米秸秆为增碳剂,制备含油污泥基生物炭,并研究其对含油废水中石油类污染物的吸附性能。以石油类污染物去除率为指标,对比了ZnCl_(2)、KOH和H_(2)SO_(4)三种活化剂对生物炭吸附性能的影响;通过扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、BET测试法等手段分析了生物炭的比表面积、孔隙结构和表面官能团等性能;采用批量吸附实验和再生实验,研究生物炭对石油类污染物吸附性能及其再生性。研究结果表明,最佳活化剂为H_(2)SO_(4),H_(2)SO_(4)活化制备的生物炭含有大量孔隙结构且多为介孔,生物炭表面存在—CH、C==O、—OH和C==C等官能团,比表面积为71.8069m2/g。在生物炭投加量为1.8g/L、吸附时间为180min时,对200mg/L含油废水中石油类污染物去除率可达98.21%,对石油类污染物最大吸附量为99.32mg/g。生物炭吸附石油类污染物的过程符合准二级动力学方程和Freundlich模型,主要受化学吸附控制的多分子层吸附。此外,三次再生后的生物炭孔隙结构、表面官能团、比表面积与新炭相比差别不大,吸附不同浓度的含油废水中石油类污染物,生物炭的三次再生效率均达到了90%以上,仍具有良好的吸附性能,能满足循环使用的要求。

负载活性炭接地极雾化电晕放电处理采油废水的研究

采油废水是油田污水中最难处理的污水之一,其由较多种难以被生物降解的有机物组成,成分较为复杂。本文采用接地极雾化电晕放电技术处理采油废水,即利用高压放电产生低温等离子体和活性氧物种·OH分解有机物,降解效果良好。并设置多组实验对比有无活性炭层对放电电流、处理效果的影响,以及不同活性炭层厚度、流量对净化效率的影响。

炼化企业挥发性有机化合物减排的探索与实践

炼化企业加工过程有组织、无组织排放的挥发性有机化合物(VOCs)量较大,对大气环境中的颗粒物、臭氧浓度等产生重大影响。A公司自“十三五”以来对VOCs减排进行了探索与实践,通过采取油气回收、储罐浮盘高效密封改造、呼吸阀改型升级、无组织排放改为有组织回收、VOCs焚烧、常态化泄漏检测与修复工作等多种减排措施,VOCs排放量已从2015年的4230 t下降到2022年的2157 t,降低比例达到49%,取得了显著的成效。

磁性煤气化渣的制备及吸附特性研究

以固体废弃物煤气化渣为原料,采用酸浸与化学共沉淀法制备磁性煤气化渣(MCGS),并利用扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)对制备的MCGS进行了表征。研究结果表明:MCGS呈现出粗糙、多孔的结构,而且其表面与孔道中负载了分布较为均匀的、具有反尖晶石结构的Fe3O4粒子。进而以罗丹明B(RhB)为目标污染物,对其吸附性能进行了研究,当溶液pH为3.0,吸附时间为200 min, RhB初始质量浓度为200 mg/L,MCGS用量为2.0 g/L时,RhB的去除率为90.66%,吸附容量为90.66 mg/g。吸附等温线与吸附动力学研究结果表明:MCGS对RhB的吸附动力学与准二级动力学模型相吻合,吸附等温线与Langmuir相一致,说明该过程是一个单分子层吸附、以化学吸附为主的过程。该研究为煤气化渣的资源化利用提供了新的技术与方法。

微纳米气泡强化臭氧氧化降解含酚废水

为了降解毒性强的含酚工业废水,本文将微纳米气泡与臭氧氧化法相结合,探究了处理温度、溶液pH、苯酚初始浓度和臭氧浓度对苯酚降解的影响。结果表明,相较于传统气泡,微纳米气泡破裂可诱导产生更多的·OH,弥补了臭氧传质效率低和氧化性不足等缺点,使反应体系的氧化还原电位明显提高,并在苯酚降解过程中起到主要作用;相比于臭氧氧化法,苯酚降解效果得到显著提升;提升臭氧浓度、溶液pH及降低苯酚初始浓度均可促进反应体系中生成更多的·OH,进而提升除酚率。通过气相色谱-质谱法(GC-MS)检测苯酚降解的中间产物,分析了苯酚降解的可能路径。总体而言,微纳米气泡结合臭氧氧化法是一种有潜力的除酚技术,研究结果对此技术在工业废水降解中的应用和推广具有指导意义。

某油田联合站污水余热利用研究

原油集输系统中的热化学沉降脱水,需要将原油温度升高,这一过程将消耗大量能源,其燃料主要为天然气,加热产生大量的CO_(2)。文中通过对某油田联合站生产流程研究分析,同时结合站内用热情况,确定采用压缩式热泵替代现有燃气加热炉技术路线,用于冬季采暖和一段原油加热。项目实施后,每年可节能源8932×10^(4) MJ,折合标煤减少3481.8 t,减少CO_(2)排放2024.5 t,每年可节省能源消耗费用651.8万元,节能减排效果显著,该研究对油田联合站清洁能源替代,减少CO_(2)排放具有重要意义。

大型炼化一体化过程全流程低碳运行分析与决策优化综述

石化工业是国民经济支柱产业,也是高能耗高排放行业。面向双碳背景下传统石化行业低碳化、智能化转型需求,针对碳排与工艺耦合机理复杂的炼化一体化全流程碳足迹表征精度低问题、耦合互联多装置生产流程碳排异常环节难追溯问题以及实际工业环境下全流程优化方案不收敛问题,本文以大型炼化一体化全流程为研究对象,描述了利用过程机理、工业大数据和人工智能技术,研究炼化一体化全流程碳足迹建模理论、全流程碳排异常环节溯源理论以及全流程装置分布式协同决策优化理论,实现炼化一体化全流程低碳优化。在为流程工业碳足迹建模、溯源和优化提供方法的同时,也为实际炼化一体化企业高效、低碳、智能生产提供指导建议。

油田挥发性有机物治理的对象分析及措施

为了适应“十四五”期间大气污染防治形势,有效控制油田挥发性有机物的排放,针对某油田地面生产系统现状、原油生产工艺以及油田挥发性有机物排放点多、排放无规律且组分复杂的特点,按照GB 39728—2020《陆上石油天然气开采工业大气污染物排放标准》要求,通过对油气生产、集输、储存各环节进行分析梳理,确定挥发性有机物治理对象,并研究相应的治理措施,其中挥发性有机液体储存排放控制对象为某采油A厂4座净化油储罐和7座沉降罐(含水油),装卸控制对象为某卸油点的装载系统,甲烷排放治理对象为某站1处拉油点。对于挥发性有机液体的储存排放采用恢复站内密闭生产流程的治理措施;装卸采用法兰快速接头的半密闭装载方式;拉油点甲烷的排放治理,采用集输工艺。通过对以上油田挥发性有机物的治理,确保某油田挥发性有机液体储存和拉油点甲烷的达标排放。

尾气处理装置烟气加热器腐蚀失效原因分析

目的分析某天然气净化厂康索夫(Cansolv)尾气处理装置烟气加热器出现严重腐蚀失效的原因。方法分析了烟气加热器管束的腐蚀环境,开展了材料理化性能、腐蚀产物成分及微观形貌等失效原因分析。结果失效管束的理化性能符合要求,管束泄漏处呈坑状和蜂窝状,部分沟槽尖端有裂纹,且深入基体,呈现应力腐蚀的特征。结论烟气加热器在高温、高酸液含量的环境下发生了电化学腐蚀和应力腐蚀,导致管束出现腐蚀泄漏。

“双碳”目标下美国海洋油气行业甲烷排放监管及对中国的启示

本文基于对美国海洋油气行业甲烷排放监管手段的总结与分析,对比中国陆上、海洋两种环境下油气行业甲烷排放事前、事中、事后的监管现状,提出“双碳”目标下中国海洋油气行业甲烷排放的监管对策:强化支撑甲烷排放监管的法律体系及相关技术标准;聚焦事前环境影响评价、排污许可,以及事中、事后温室气体核算报告的全链条监管环节,构建海洋油气行业甲烷排放全过程管理制度;加大海洋油气行业甲烷减排管控技术研究力度,以支撑新形势下的管理需求。

稠油污水回用热采锅炉二氧化硅指标与结垢过程分析

为了研究稠油污水回用热采锅炉过程中二氧化硅指标与结垢过程之间的关系,认清结垢物的微观形貌与化学组成特征,通过室内模拟蒸汽发生器开展了水质中不同二氧化硅质量浓度的结垢实验,并结合现场热注锅炉试验确定回用污水二氧化硅的优化指标,提出二氧化硅质量浓度由原来的50 mg/L放宽到75 mg/L是可行的。对生成的结垢物采用扫描电镜、能谱、X衍射、电子探针等分析技术开展了结垢物微观形貌与化学组成的分析。结果表明,结垢物随水的向前流动其厚度逐渐变厚,越靠近蒸汽出口处结垢越严重,结垢物矿物成分相似,结垢物微观形貌上呈不规则的团状和网状分布,伴有不同孔径大小的孔隙空间,孔隙中发育有少量的针状和柱状晶体。

影响油泥超声波除油效果的因素与机理

油泥超声波除油技术绿色环保,但目前除油效率不高、机理不明,在工业中未得到广泛应用。针对南方某油田高含油钻屑油泥的特性,设计了一套油泥超声除油试验装置,考察了超声频率、超声功率、超声温度等7个主要因素对除油效果的影响。结果表明:超声频率、超声功率、超声作用时间、固液比(油基钻屑与水质量比)和pH对油泥除油效果影响较大,而超声温度和超声处理次数对除油效果影响较小。在最佳工艺条件下,除油率达到57.18%;当超声空化作用产生的剪切力大于油与固体颗粒之间的相互作用力时,附着在固体颗粒表面的油分脱附,且随温度升高和固液比降低,油泥的黏度降低,超声空化作用增强;弱碱环境下HSiO3-占据油泥颗粒吸附位点,可阻止油的再吸附,除油效率较高。

Y型管式油水分离结构分离特性仿真分析

管式油水分离技术具有占地面积小、分离效率高、成本低等优点,基于管式油水分离原理,设计一种Y型管式油水分离结构,利用Fluent数值模拟软件,采用标准k-ε湍流模型和Mixture多相流模型,对Y型管内部流场特性以及外部参数对分离效率的影响进行了研究。结果表明,Y型管对流体扰动小,内部流场特性稳定不易产生涡流,能够实现油水分离,支管与主管交汇处存在油水分离现象;油水分离效率随着油滴粒径的增大而逐渐提高,油滴粒径越大越利于油相上浮聚集在Y型管上层,能有效提高油水分离效率;入口速度对油水分离效果的影响很大,速度越大,油相上浮时间越短,Y型管的分离效率越低;分离效率随支管分流比的增大而增大,当入口速度为0.5 m/s时,分流比超过0.4后,分离效率不再增加。研究结果为油水分离提供了新思路,可为Y型管的设计提供理论参考。

基于LNG冷能的膜-深冷分离碳捕集耦合系统工艺模拟与分析

开发经济、高效和节能的碳捕集工艺,是碳捕集、利用与封存技术的重点研究方向之一。针对低浓度(体积分数小于12%)CO_(2)烟气,提出了一种基于液化天然气(LNG)冷能的膜-深冷分离碳捕集耦合系统工艺,弥补了采用单一碳捕集技术的缺陷,并利用了LNG蕴含的冷能,有望实现更低能耗的CO_(2)捕集。利用Aspen Plus软件对该工艺进行了模拟,对影响系统性能的关键参数(液化温度、压缩压力和渗透气CO_(2)浓度等)进行了灵敏度分析,并开展了相关实验研究。结果表明,模拟结果与实验结果具有较好的一致性,利用该工艺可以得到符合工程或商业应用要求的液态CO_(2)产品;工艺CO_(2)捕集率与产品纯度随液化温度和压缩压力呈趋势相反的变化,即随着液化温度的降低或者压缩压力的提高,CO_(2)捕集率增加,但产品纯度降低;在达到工艺指标要求(CO_(2)捕集率大于等于85%、产品纯度大于等于90%)的前提下,工艺最低CO_(2)捕集能耗为2.183 MJ/kg(即捕集1 kg CO_(2)的能耗为2.183 MJ)。本研究为从低浓度CO_(2)烟气中分离回收CO_(2)提供了新思路。

硫转移剂应用与改善催化裂化烟气蓝烟拖尾情况总结

中国石油天然气股份有限公司兰州石化分公司1.2 Mt/a重油催化裂化装置因原料性质变化导致再生烟气中SO_(x)含量上升,外排烟气蓝烟拖尾现象愈发严重。为改善烟羽外观、避免外排废水TDS(溶解性固体总量)超标并降低湿法脱硫塔操作负荷,开展了运用增强型RFS09硫转移剂并优化装置操作、消除外排烟气蓝烟拖尾的工业试验。结果表明:当原料硫质量分数为0.4%~0.7%、硫转移剂藏量占系统藏量的3.5%时,蓝烟拖尾现象得以控制,脱硫塔入口烟气SO_(2)的质量浓度稳定控制在500 mg/m^(3)以下、碱液消耗量降低48.5%、外排废水TDS由41400 mg/L降至6400 mg/L,废水COD(化学需氧量)减小,烟气中的硫大幅向气体产品中转移。增强型RFS09硫转移剂的应用对产物分布、产品性质和装置运行均无负面影响。该工业试验也进一步表明:增强型RFS09硫转移剂能很好地实现催化裂化再生烟气污染物源头减排,并减少二次污染。

油田采出水处理技术的研究进展

在油田开采中,采出水的直接排放会对环境造成影响,通常需要经过深度处理后再排放或者回用。而油田采出水含油量高且含有高浓度有机物和悬浮物,处理难度大。水质特性、处理技术以及处理设备等都会对处理效果产生直接影响,因此,有必要对上述问题进行深入研究。本文对现有研究中油田采出水的水质特性、新型的膜分离技术以及气浮工艺进行了总结,分析了各类处理技术研究现状,并对今后发展趋势进行了展望。