湿气环境中CO_(2)-H_(2)S在α-Fe(110)密排面上吸附与点蚀机理研究

目的从微观尺度探究CO_(2)-H_(2)S(CO_(2)和H_(2)S共存)在湿气管道顶部的吸附特性,进而揭示点蚀机理。方法基于密度泛函理论的第一性原理,利用Materials Studio构建CO_(2)、H_(2)S和CO_(2)-H_(2)S在α-Fe(110)密排面的吸附模型,对CO_(2)、H_(2)S和CO_(2)-H_(2)S在α-Fe(110)面的吸附能、局域态密度、分波态密度和差分电荷密度进行仿真;利用高温高压釜模拟CO_(2)-H_(2)S-Cl^(-)腐蚀环境,分析L360钢在湿气环境中的腐蚀行为;最后,揭示含Cl^(-)湿气管道顶部CO_(2)-H_(2)S吸附机制与点蚀机理。结果CO_(2)、H_(2)S、CO_(2)-H_(2)S及CO_(2)-H_(2)S-Cl^(-)在最稳定位置时的吸附能分别为-4.065、-3.961、-8.538、-12.775e V,表明相较于CO_(2)与H_(2)S单独吸附,CO_(2)-H_(2)S在α-Fe(110)面的吸附能更负,Cl^(-)会进一步降低CO_(2)-H_(2)S的吸附能;且CO_(2)在与H_(2)S竞争环境电子中占优势;Cl^(-)会使CO_(2)-H_(2)S的局域态密度峰值降低,转移趋势为失去电子,基体和腐蚀介质的电子向着低能级跃迁释放出更多能量,进而加强了Fe与CO_(2)-H_(2)S间的化学键强度;Cl^(-)的2p轨道与Fe的3d轨道在-6.8 eV和-5.7 eV发生重叠,Cl^(-)被吸附到Fe表面并与Fe形成化学键生成氯化物,进而改变腐蚀产物膜的组分与结构,削弱产物膜的致密性和稳定性,减弱腐蚀阻抗力。在含Cl^(-)湿气的CO_(2)-H_(2)S环境中,液相中的Cl^(-)浓度升高,使L360钢的气相平均腐蚀速率逐渐增大,最高达2.935mm/a,点蚀越发严重。结论CO_(2)与H_(2)S在α-Fe(110)面吸附存在一定的协同和竞争作用,协同促进金属的腐蚀,FeCO3会优先沉积成膜,但H_(2)S会抑制FeCO3的生长,腐蚀产物以FeS为主;Cl^(-)会增强CO_(2)-H_(2)S与α-Fe(110)面间的作用力,弱化腐蚀产物膜层的保护性,进一步加速金属腐蚀、尤其是点蚀。

新形势下石油类高校普通化学课程教学改革探索

普通化学作为培养高水平、高素质人才所必需的素质教育课程,其课程教学惠及大多数理工科专业学生,具有跨学科、专业背景复杂、影响范围广等特点。为适应行业和社会发展需求,课程教学改革势在必行。文章简述了石油类高校普通化学课程教学现状,并探讨该课程教学存在的问题,最后提出新形势下石油类高校普通化学课程教学改革策略,即在人才培养过程中,应充分挖掘课程思政元素,提升学生政治素养,实现专业教育与思政教育的统一;关注授课专业领域的国家政策、行业动态及学科前沿,适当调整教学内容;开展多元化教学模式,以满足行业和社会发展需求。

含油污泥热解残渣特性及其资源化利用研究概述

基于减量化、无害化、资源化处理含油污泥的要求,在高温焦化法处理含油污泥基础上发展起来的热解技术因处理彻底、减量减容效果好、资源回收率高、回收方式灵活且能固化污泥中的重金属等优点受到人们的广泛关注,被认为是最有发展空间和应用前景的污泥处理技术。在含油污泥热解三相产物中,液相产物主要为水和较低凝点的原油,气相产物一般为甲烷、二氧化碳、一氧化碳、氢气等小分子气体,固相为残留在反应器内的固体剩余物,俗称残渣或残碳。目前,对含油污泥热解技术的研究主要集中于热解过程以及热解油及热解气的产率、性质分析与利用上,对热解残渣的研究较少。然而在含油污泥热解产物中残渣占有很大比例,且其含有未完全回收的油资源以及残留的重金属元素等,若得不到有效处理或利用,会造成二次污染。目前,含油污泥热解残渣已被列入《国家危险废物名录》。因此,热解残渣的处置及再利用已成为制约热解技术发展的瓶颈。含油污泥热解残渣的基础特征是其再利用和处置中需要考虑的关键因素,研究者们通过对不同含油污泥热解后残渣的元素组成、结构特征研究后认为残渣主要由灰分和碳组成。其中,灰分为污泥高温热解后形成的氧化物及硫酸盐、碳酸盐等,并含有少量的重金属,而碳在残渣中的质量分数可达35%～50%。高的含碳量使残渣形成了具有中大孔、微孔结构特征的疏松多孔结构,这为其资源化利用奠定了基础。另外,含油污泥的来源、特性,热解工艺参数的改变,是否进行活化及活化方式(包括含油污泥的活化及热解残渣的活化)等都会影响到残渣的元素种类、含量及结构特征,是后续选择处置或利用方式的依据。本文介绍了含油污泥热解后气、液、固三相产物,综述了含油污泥的特性、污泥的含水率、颗粒粒径、活化条件和热解终温、停留时间、升温速率等因素对热解残渣产率、元素组成、表面化学性质、孔隙结构、表面形貌等的影响规律,分析了残渣在吸附剂、催化剂、絮凝剂及富氢燃气制备等领域中的应用。

环氧纳米粉末涂层现场应用评价与缓蚀剂技术研究

目的研究一种环氧纳米粉末涂层在新疆某油田的适用性与缓蚀剂技术。方法利用高温高压釜模拟涂层在新疆某油田三种典型工况条件,结合腐蚀失重法以及结合力测试、阴极剥离、扫描电子显微电镜、交流阻抗等手段,分析环氧纳米粉末涂层腐蚀后的形态及其与基体的结合度,对其服役寿命进行预测,并研究缓蚀剂添加对未涂覆、破损和完整三种涂层状态下试样腐蚀行为的影响。结果环氧纳米粉末涂层在三种典型环境中未出现鼓泡和开裂现象,且与基体结合较好。环氧纳米粉末涂层的阴极剥离半径小于5 mm,由阴极剥离半径和阻抗值所预测的寿命分别为883d和740d。破损涂层的均匀腐蚀和点蚀速率分别为0.6172 mm/a和1.5720 mm/a,而完整涂层的腐蚀速率仅为0.0029 mm/a,破损涂层阻抗值与完整涂层的阻抗值相差103倍。微量的缓蚀剂添加可降低无涂层和破损涂层试样的腐蚀速率1个数量级,其缓蚀效率分别高达91.05%和92.75%。结论环氧纳米粉末涂层在三种典型腐蚀环境中具有好的耐蚀性能,抗剥离能力也较好,阴极剥离半径与阻抗值两种方法所预测的寿命基本一致。然而涂层一旦破损,腐蚀较为严重,尤其是点蚀,微量缓蚀剂的添加可实现不同防护技术间的优势互补。

元素硫腐蚀研究进展

简述了油气田元素硫沉积的危害及元素硫腐蚀评价方法,综述了元素硫腐蚀行为的研究进展和元素硫腐蚀机理。研究发现,元素硫的沉积将会对采、输管道造成严重腐蚀,尤其是点蚀;在现有的4种元素硫腐蚀评价方法中,硫涂敷法能较好模拟现场元素硫的腐蚀状况,悬浮溶液中的腐蚀速率尽管最小,但点蚀严重;元素硫不仅促进了油套管钢的腐蚀,而且增大了镍基合金发生应力腐蚀开裂(SCC)的敏感性;元素硫因所接触的介质以及环境条件的不同导致反应后的溶液组分各异,腐蚀机理也不同。最后,对今后的研究工作进行了展望。

超级13Cr马氏体不锈钢在单质硫环境中的腐蚀行为

采用单质硫悬浮实验法,利用失重法、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)和pH计等分析手段,研究了单质硫沉积对国产超级13Cr马氏体不锈钢在模拟高温高压环境中腐蚀行为的影响,分析了腐蚀产物的表面形貌、元素组成及其含量、组分以及单质硫对高浓度NaCl溶液酸化程度的影响。结果表明:国产超级13Cr马氏体不锈钢的耐蚀性能因单质硫的添加而降低,其均匀腐蚀速率随着单质硫含量的增大而增大,并且在90℃取得最大值,但均小于0.0125mm/a;单质硫的添加改变了腐蚀产物膜的组分,硫化物的含量随单质硫含量的增大而增大;单质硫/金属界面处的pH值因单质硫与水发生歧化反应而降低,进而降低了超级13Cr马氏体不锈钢的耐蚀性能,Cl-与单质硫协同作用进一步加剧其腐蚀。

API J55油套管失效分析与预防

总结了油套管失效分析的程序步骤,结合延长油田CO2驱油工况条件以及J55油管失效现状,综述了J55油套管失效分析的研究进展,并指出了导致J55油套管管体失效和螺纹失效的关键因素。研究表明,材质、不规范操作和工况条件(如腐蚀)是管体失效的最关键因素,而应力和温度的不均匀分布是螺纹失效的最关键因素。同时阐述了管体判废依据,并提出相应的预防建议。

含油污泥热解残渣的制备及吸附性能综合性教学实验设计

该文针对当前含油污泥热解处理后残渣的资源化利用问题,进行了含油污泥热解残渣的制备及吸附亚甲基蓝的综合性教学实验设计。该实验采用热解法制备了含油污泥热解残渣,对其进行了FT-IR、XRD、SEM结构表征,利用紫外-可见分光光度计分析了残渣对亚甲基蓝的吸附效果。该实验可操作性强,涵盖了含油污泥资源化处理、材料表征和吸附性能测试等多方面知识,可激发学生的学习兴趣,提高学生的综合实验能力。

污泥热解催化剂研究进展

污泥的处理处置问题已成为环境保护的重要工作内容之一,其能源化利用越来越得到科技工作者的重视。在污泥的处理方法中,热解技术由于具有处理彻底、能固化污泥中的重金属、污染气体排放少、资源回收率高等优点,被认为是最有发展空间和应用前景的污泥处理技术。简单介绍了污泥的来源和种类,综述了污泥热解过程中添加剂的种类,如钠化合物、钾化合物、金属氧化物、热解残渣等对热解过程、热解产物分布、热解油回收率等的影响。催化剂的添加可不同程度地提高污泥热解效率,从而更有效地提高污泥的减量化、无害化以及资源化利用程度。最后,对污泥热解催化剂今后的研究发展方向进行了展望。

高温高压海水中油气田用缓蚀剂的筛选与评价

在90℃常压海水条件下,从油田公司提供的10种缓蚀剂中筛选出HYC-4、IMC-871GH和IR-70三种缓蚀剂,对其进行高温高压评价。结果表明,IR-70缓蚀剂在150℃的高温海水中具有较好的缓蚀效果。而在170℃高温海水中,新推荐的TG520缓蚀剂在气液两相中对L80碳钢的缓蚀效果均优于IR-70缓蚀剂。同时,用SEM及EDS表征了产物膜的形貌特征和元素含量。

基于表面金属有机化学方法的硅胶表面氧化钛的制备及表征

以普通硅胶为载体,采用表面金属有机化学合成技术,通过'一锅'反应制备了硅胶表面金属有机钛化合物,然后经高温煅烧获得了硅胶表面氧化钛.采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、热重分析(TG-DTA)及原子力显微镜(AFM)对硅胶表面金属有机钛化合物和表面氧化钛进行了结构表征.结果表明,高温煅烧过程中,硅胶表面金属有机钛化合物不仅脱除了有机配体,并且通氧使其表面'再生'羟基,确保了钛的四配位形式不变;氧化钛通过Si—O—Ti键锚定在硅胶表面,呈分散、孤立状态分布.高温煅烧后,硅胶的骨架结构保持完好.

石油化工类高等院校普通化学教学内容的优化

为了更好地发挥普通化学在石油化工类普通高校各专业领域中的作用,激发非化学化工专业学生学习化学的积极主动性,提高普通化学教学质量。本文根据不同石油化工类高等学校不同专业特点,对教学内容测重点进行调整,加强化学学科与学生专业联系的紧密性。另外,从加强师资队伍建设方面亦进行了探讨。

基于自蒸馏框架的点云分类及其鲁棒性研究

与2D图像数据集相比,3D点云数据集的规模较小且表征性较差,容易导致神经网络出现过拟合和泛化能力差的问题。为此,提出一种点云自蒸馏(PointSD)框架,通过对表征形式不同的数据样本进行学习,使网络提取到原始点云数据中的更多特征信息,实现样本之间的知识交互,在不增加额外计算负荷的情况下提升网络的泛化能力,适用于不同规模的分类网络模型。基于该框架提出一种点云抗腐败训练方法TND-PointSD,解决了当前点云训练方法抗腐败能力不足的问题。实验结果表明:在ScanObjectNN数据集上,应用PointSD框架的PointNet++和RepSurf-U 2X基准网络的平均准确率(MA)相比于应用标准训练(ST)方法提高了8.22和4.86个百分点;在ModelNet40-C数据集上,在15种腐败类型上分类网络的平均整体准确率(MOA)均有所提升,证明了TND-PointSD方法能够有效地增强网络模型的腐败鲁棒性。

油田含油污泥的低温热解

在石油开采、集输和炼制过程中产生了大量的含油污泥，如果处置不当，将造成严重的环境污染。因此，研究含油污泥的无害化和资源化处理新技术是当务之急。含油污泥热解技术具有处置彻底、二次污染少等优点，是一种应用前景广阔的处理方法［1］。本文制备了掺杂钯的钛氧化物介孔分子筛催化剂MCM41，利用真空管式热解炉对延长油田含油污泥进行低温热解，重点研究了热解条件和催化剂MCM41对油回收率和回收油中组分分布的影响。

油气生产过程中套损腐蚀失效与防治技术研究进展

随着油气需求的不断增加,井况严酷的油气田相继投入开发,加之强化采油措施的不断应用以及油气井开采年限的不断延长,套管服役工况越来越苛刻,套管损坏(简称"套损")日趋严重,套损井次逐年加速上升,严重影响了油气正常生产,甚至导致油气井报废停产,引起安全和环保风险。腐蚀,尤其是点蚀,是造成套损问题的主要诱因(套损腐蚀井次有的高达19/36),也是影响套管工作可靠性及使用寿命的关键因素。基于此,简述了油气田套损的定义,概述了国内外油气田套损现状,阐述了套损腐蚀失效的形式、特点及其危害,重点从材质和环境(温度、CO_2、H_2S、Cl^-、矿化度等)两方面综述了套损腐蚀机理、主要影响因素及其作用机制、影响权重和因素类别,并针对不同的阶段归结了耐蚀材料、表面技术等相应预防与治理措施,同时对套损的研究关注点及其采用的研究手段进行了展望,以期为有效遏制套管因腐蚀而损坏的增长势头以及保持油气安全、绿色可持续开发提供借鉴和理论依据。

CO_2分压对J55油管腐蚀行为的影响

采用高温高压动态腐蚀模拟实验,研究普通J55油管在65℃不同CO2分压条件下的的腐蚀行为,测量其腐蚀速率,使用扫描电镜观测腐蚀产物的结构特性,利用X-射线衍射分析腐蚀产物的成分。结果表明,J55油管腐蚀速率随CO2分压的增大呈先减小后增大的趋势,在1 MPa CO2分压时取得最小值;CO2分压越高,J55油管的腐蚀越严重,但腐蚀速率增长变缓;在高CO2分压条件下,不仅介质的腐蚀性增强,而且腐蚀产物膜保护性能降低,膜层局部缺陷(如孔洞)是导致J55油管基体表面点蚀的主要诱因;CO2分压的升高促进了钙盐和镁盐的沉积,在高CO2分压条件下,腐蚀产物不仅含有FeCO3和少量的Fe3C,还含有复盐Fe(Ca,Mg)(CO3)2。

CO_2分压对J55油管腐蚀产物膜特征的影响

采用高温高压釜模拟井下动态腐蚀环境,使用扫描电镜(SEM)观测J55油管CO2腐蚀产物的结构特性,利用电化学技术研究腐蚀产物膜的电化学特征,使用X-射线衍射(XRD)分析腐蚀产物的成分。结果表明:随着CO2分压的升高,试样表面上的沉积物量和厚度逐渐增大,J55油管点蚀越发严重;膜层局部缺陷(如孔洞)是导致J55油管基体表面点蚀的主要诱因;在高CO2分压条件下,产物膜厚度增长变慢;随着CO2分压的升高,腐蚀产物膜保护性能降低,腐蚀产物膜的电位逐渐降低,电流密度逐渐增大,容抗弧半径逐渐减小,腐蚀受扩散控制减弱;高的CO2分压促进钙盐和镁盐的沉积,腐蚀产物不仅含有FeCO3和少量的Fe3C,还含有复盐Fe(Ca,Mg)(CO3)2。

污泥活性炭的制备及其在环境治理方面的应用

主要介绍了污泥活性炭的制备及在污染治理中的应用。着重讨论了油泥、市政污泥等不同污泥来源、微波热解、水热炭化等不同热解工艺、活化剂种类与添加剂对污泥活性炭性能的影响。简述了污泥活性炭在污染治理中的应用,分析了其在不同废水、废气的处理及土壤改良中的应用。同时,对污泥活性炭的制备及应用作出展望,即应解决化学活化带来的高成本和二次污染问题;在应用方面,应多开展不同污染物同时吸附的研究。

温度对J55油管CO2腐蚀行为的影响

采用高温高压釜于25-65℃模拟了J55油管在延长油田井下环境中的CO2腐蚀行为,并用扫描电镜和X射线衍射仪研究了温度对J55油管CO2腐蚀行为的影响。结果表明：J55油管的平均腐蚀速率随着温度的升高而急剧增大,拟合函数较好地预测了腐蚀速率随温度的变化关系;温度的升高加快了Ca^2＋和Mg^2＋在膜中的沉积,导致复盐Fe（Ca,Mg）（CO3）2在高温下出现,改变了腐蚀产物膜的结构,使垢下腐蚀加剧。

外源刺激促进微生物降解原油研究进展

根据近几年国内外微生物修复原油污染土壤的研究,综述了不同刺激物和刺激方式对微生物降解原油效果产生的影响。介绍了微生物的外源刺激作用机理。整理并分类出多种不同类型的微生物刺激物质,并集中介绍和分析了一些研究中常用的促进微生物高效降解原油的刺激物的作用效果。比较了不同的刺激物对微生物降解原油性能的效果差异。总结分析了微生物在不同刺激物和刺激方式相结合的促进下对不同的地区的石油污染修复效果,并对今后的研究方向进行了展望。