专利视角下天然气预处理技术发展路径分析

应用专利信息分析方法,着重从天然气脱酸、脱水、脱重烃3个重点技术分支介绍了该领域的技术发展态势和技术研发路径。研究结果表明,天然气预处理技术的发展经历了萌芽期、缓慢增长期和快速增长期3个阶段,在当前乃至今后一段时期内专利申请趋势将继续保持增长;溶液吸收技术和脱酸装置集成化发展是天然气脱酸预处理方向的热点技术;干燥剂配方的改良和脱水系统的优化是天然气脱水预处理方向的发展重点;涡流分离装置是天然气脱重烃预处理专利技术的热门方向。

典型添加剂对3号喷气燃料热氧化安定性的影响原因分析及对策

热氧化安定性是喷气燃料的一项重要性能指标。抗静电剂和抗磨剂是工业喷气燃料调和过程中必须要加入的两种添加剂,而在市场中常用的添加剂分别是抗静电剂Stadis和抗磨剂T-1602。通过研究抗静电剂Stadis和抗磨剂T-1602对喷气燃料热氧化安定性的影响因素,包括空气、光照、存储温度等条件,对喷气燃料在实际生产过程中的调和、存储和使用安全都有非常重要的意义。研究结果表明:抗静电剂Stadis对喷气燃料热氧化安定性基本没有影响。抗磨剂T-1602影响喷气燃料热氧化安定性的因素有含氧的环境、光照、储存温度、添加剂浓度和储存材质等。随着储存温度的升高,含抗磨剂喷气燃料母液的热氧化安定性变差。随着抗磨剂添加浓度逐渐提高,含抗磨剂母液的喷气燃料热氧化安定性逐渐下降。通过采取对喷气燃料配置过程中增加氮封隔绝空气、避免光照、罐存储温度按照不大于40℃等措施,可最大程度降低喷气燃料热氧化安定性超标的质量风险,为喷气燃料的安全使用提供合理保障。

填料性质对催化裂化油浆静电分离效率影响冷模试验研究

为分析静电分离法脱除催化裂化油浆中固含量影响因素,采用自制静电分离器试验装置,研究填料直径和材质对催化油浆中催化剂固体颗粒脱除效率影响规律。结合数值模拟,分析填料直径和材质对其接触点处电场强度变化的影响。结果表明,油浆中固体颗粒分离效率随填料直径增大而降低,氧化锆填料的分离效率最高,玻璃填料的分离效果最差。随填料直径和填料相对介电常数增大,填料接触点处的电场强度增大。在不同材质填料物化参数中,填料相对介电常数对油浆中固体颗粒静电分离影响过程起主要作用。

满足京VIB标准的高标号车用汽油调和配方研究与应用

介绍了某生产企业在实现满足京VIB汽车排放标准的高标号95号和98号车用汽油调和技术攻关及应用情况。总体来看,京VIB标准主要对汽油中的烯烃、芳烃和50%蒸发温度等指标进一步加严。从现有汽油调合组分主要性质出发,分别对现用京VIA 95/98号车用汽油生产调合配方和满足京VIB 95/98号车用汽油配方进行调和试验并分析研究。通过实验室小调配方的试验,尤其是创新使用戊烷油等汽油调和组分,最终确定了合理的调合配方,为满足高标号京VIB车用汽油工业化生产奠定了坚实的基础。同时也极大地提高了高标号汽油的调和成功率,降低了京VIB汽车的调和成本,满足了相关生产要求。

加氢裂化反应器堆焊层裂纹合于使用评价

加氢裂化反应器是加氢裂化装置的关键设备。某厂加氢裂化反应器于2014年2月投入运行,2017年6月首次检验时在内表面堆焊层发现腐蚀坑和5处裂纹,裂纹最长8mm。2022年第二次检验时发现裂纹尺寸没有变化。压力容器中存在的焊缝缺陷或裂纹尖端存在局部结构应力集中、削弱承载能力,甚至产生脆性断裂。为此,我们采用断裂力学方法对加氢反应器焊缝缺陷开展合于使用性评价[1],确定缺陷是否满足合于使用要求。

石化智能工厂建设关键场景与技术

智能工厂是石化工业发展智能制造、实现绿色可持续转型的重要途径。本文从业务和技术两个方面出发,重点探讨了未来石化智能工厂建设中边缘云平台规划和需要构建的关键业务场景,并结合数据解析与人工智能提出了各场景的关键技术方法,主要包括基于数据与机理融合建模的石化生产计划与调度优化、石化生产过程多目标进化学习建模与操作优化和石化生产设备智能运行监测与故障诊断。本文的研究成果对于推动石化智能工厂建设,实现石化生产管控智能化、质量管控智能化、设备管控智能化的核心能力提升具有重要意义。

基于装置运行平稳性的石油化工安全管理策略研究

为了找出并评价石化装置支配性风险因素,实现安全生产风险源头控制和管理,满足石化装置安全生产风险控制的高效性要求,通过建立石化装置事故风险影响模型,运用决策试验与评估实验室方法(DEMATEL)从“现代事故因果连锁理论”视角分析发现人、机(物)等风险因素都受管理因素支配。进而,基于工艺稳定性、工艺稳定性修正、非计划停工3个指标建立石化装置平稳性模型,对装置运行平稳率进行追踪统计,并通过实例对该模型进行了分析和验证。结果表明:该石化装置运行平稳性模型可以量化追踪事故风险支配性因素的控制效果,可展示石化装置不同阶段下的风险特点,可作为装置事故风险预警指标和安全管理绩效指标,可提高装置的安全管理水平。

基于分子动力学模拟的矿物基础油泡沫破裂性能研究

润滑油中的泡沫会增加设备间的磨损,减少油品中的泡沫可以有效降低能源消耗。选用四种矿物型基础油的代表性烃类组分构建了泡沫液膜的分子模拟体系,通过分子动力学模拟分析了液膜破裂过程的微观机理,并计算了单组分及混合组分液膜的破裂时间作为液膜稳定性的评价指标。在此基础上,研究了基础油结构与添加剂、抗泡剂的加入对油基泡沫液膜破裂时间的影响。结果显示,在液膜破裂的过程中,初始孔洞的出现,会显著加快液膜破裂进程,在各基础油体系中加入添加剂、抗泡剂后,液膜破裂时间变化与扩散系数的变化一致,符合泡沫破裂的排液机理。提出的研究方法可从分子层面深入分析油基泡沫的稳定性及破裂机理,探索减少润滑油品泡沫的方法。

中国中西部含油气盆地超深层油气成藏条件与勘探潜力分析

随着油气工业发展,向深层超深层领域进军已成为常规油气勘探开发的主要趋势。通过对中国中西部含油气盆地超深层油气勘探与研究进展的深入分析,明确深层超深层油气成藏的有利条件,指出中西部叠合盆地的海相碳酸盐岩、碎屑岩、基岩及火山岩3大领域是未来超深层油气勘探重点领域,超深层元古界是值得勘探重视的潜在领域,并指出超深层油气地质理论与关键技术的攻关方向。研究表明:(1)克拉通盆地海相碳酸盐岩发育以多套海相烃源岩、白云岩和断控型缝洞体等规模储集层、3类有利成藏组合,是寻找碳酸盐岩大油气田的重点领域;(2)前陆盆地下组合发育以煤系为主的湖相优质烃源岩、(扇)三角洲砂体为主的规模储集层、大型构造圈闭,是寻找碎屑岩大油气田的重点领域;(3)以花岗岩和变质岩为主的基岩储集层不受埋深限制,源岩-基岩接触型成藏组合最有利,紧邻生烃凹陷及大型走滑断裂带的基岩潜山是深层-超深层基岩油气藏勘探的重点领域;(4)中新元古界受超大陆裂解及全球冰期影响,发育受陆内裂陷控制的优质烃源岩,资源潜力较大,未来勘探地位值得重视。

原油直接催化裂解UPC工艺过程模拟与反应参数多目标优化

原油直接催化裂解技术可以实现从原油到三烯(乙烯、丙烯、丁烯)、三苯(苯、甲苯、二甲苯)的一步跨越,对我国炼化行业的转型升级具有重要意义。以全馏分石蜡基中原原油(159~780℃)为原料,采用混合馏分结构与分子组成集总建模策略,对原油直接催化裂解制烯烃(UPC)反应过程进行建模与工艺参数校准,并基于工业试验数据验证了其准确性。以多产烯烃、控制焦炭生成为目的,利用NSGA-Ⅲ多目标优化算法对模型进行了优化,得到优化后的操作参数。采用优化后的操作参数,即在第一段预热闪蒸温度为194.32℃、第二段预热闪蒸温度为228.16℃、第一段提升管反应器出口温度为615.73℃、第二段提升管反应器出口温度为622.59℃的条件下,UPC工艺得到的乙烯和丙烯收率之和为53.367%,焦炭收率为8.311%。此外,由于现行税费体系燃料型工艺路线税收贡献明显高于化工型工艺路线,UPC工艺参数优化后,烯烃收率大幅度提升,燃料油收率大幅度下降,原油生产总值降低44.30元t。

甲烷中四氢噻吩气体标准物质制备及应用

目的为天然气加臭剂的测量活动提供可追溯性,以保证检测结果的准确可靠。方法采用称量法研制了摩尔分数为1.00~20.00μmol/mol的甲烷中四氢噻吩气体标准物质,考查了该气体标准物质的均匀性和稳定性。依据该标准物质建立了硫化学发光检测器气相色谱仪(GC-SCD)测定甲烷中四氢噻吩的方法。结果制得的气体标准物质相对扩展不确定度为2%,k=2,国家标准物质证书编号为GBW(E)062460,采用GC-SCD测定甲烷中四氢噻吩的方法,在摩尔分数为0~5.00μmol/mol的范围内,线性良好,相关系数r=1.000,检出限低至0.03μmol/mol,并应用于天然气样品的测试,7次测量的相对标准偏差为2.1%~3.4%。结论基于有证标准物质进行量值溯源的GC-SCD测定甲烷中四氢噻吩的方法准确可靠,为天然气中加臭剂四氢噻吩的测量提供技术保障。

FPLNG预处理及液化一体化工艺研究现状及发展趋势

海上天然气处理系统的紧凑性对其适应海上环境尤为重要。为解决浮式液化天然气生产储卸装置(FLNG)面临的甲板空间和承重受限的问题,提出了新型FLNG天然气带压液化工艺(FPLNG)的概念。阐述了FLNG关键技术和应用现状,并对FPLNG关键技术和储存方案进行了分析。FPLNG关键技术提高了CO_(2)和重烃的溶解度,可以简化预处理和液化工艺,而低温脱碳技术与液化工艺的协同可以实现海上天然气预处理和液化的一体化过程。带压液化天然气(PLNG)可以储存在高强度低温钢构成的高压储舱和罐式集装箱中,在压力约为0.5 MPa,且运输距离小于400 km时,高压储舱方案成本低于常压输送。FPLNG在我国深远天然气资源的高效开发中具有较大潜力,有望在未来得到广泛应用,但对于流体相平衡等问题仍需深入研究。

负载型MoS_(2)基加氢催化剂活性相的限域构建及其加氢脱硫活性

基于对负载型NiMo加氢脱硫催化剂活性相的结构设计,以具有内径10~30 nm直通孔道的天然埃洛石纳米管(HNT)为载体,利用其“孔道空间限域效应”作为MoS_(2)活性相结构的控制基础,以硫代钼酸铵和硝酸镍为金属前驱物,采用等体积浸渍法一次浸渍工艺,通过改变金属负载量、Ni/Mo(原子比)等工艺条件制备系列双金属NiMo/HNT催化剂。通过X射线衍射(XRD)、比表面积(BET)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM-EDS mapping)、X射线光电子能谱仪(XPS)等手段对所得催化剂的结构进行表征,以二苯并噻吩(DBT)为模型化合物对催化剂的脱硫活性进行评价。结果表明:HNT载体的使用可有效控制MoS_(2)活性相尺寸,催化剂中的Mo、Ni金属组分几乎全部集中于载体的孔道内部并呈原生的亲密接触状态,同时Ni、Mo组分具有更高的硫化程度,协同效果更好;NiMo/HNT催化剂的加氢脱硫活性和加氢选择性均显著优于使用氧化铝载体的参比催化剂,其中DBT转化率最高增幅41.6%,反应速率R最大可以提升92%,加氢选择性最大可提升60%。

聚(桐油-甲基丙烯酸甲酯)多功能润滑油添加剂的合成

以桐油(TO)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为原料,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,采用Schlenk装置合成了聚(桐油-甲基丙烯酸甲酯)(PTOM)共聚物。采用红外光谱(FT-IR)和核磁共振氢谱(1H NMR)表征了共聚物的结构,利用凝胶渗透色谱仪(GPC)测定了共聚物的相对分子质量及其多分散性指数,利用热重分析仪(TGA)测定了共聚物的热稳定性,并对共聚物的降凝、增黏和抗磨性能进行了评价。结果表明:当桐油与甲基丙烯酸甲酯质量比为1.5∶8.5、引发剂用量为1.0%(在单体中的质量分数)、反应温度为80℃、反应时间为6 h时,共聚物的收率较高(44.99%),其重均相对分子质量为28289。润滑油馏分(350~395℃)中添加质量分数0.8%的共聚物时,可将其凝点(T_(SP))降低6℃,将磨斑直径降低0.314 mm;添加质量分数0.5%的共聚物时,可将其黏度指数(VI)提高69。所合成的聚(桐油-甲基丙烯酸甲酯)可作为一种具有良好降凝、增黏和抗磨性能的多功能润滑油添加剂。

炼化企业低温热系统优化技术及应用

石油炼化企业低温热系统有着巨大的节能潜力,但并没有得到企业足够的重视。针对企业低温热系统存在建设、管理分散,运行经济性低等实际问题,为了满足企业降低成本、节能减耗的目的,深入剖析了现今炼化企业低温热系统优化的关键问题,提出了炼化企业低温热系统的优化技术,建立了低温热系统的全流程优化模型,开展了低温热系统的操作优化与改造优化。应用结果表明,该技术节能降碳效果显著,而且大大提升了企业低温热系统的数字化水平。

电力用油红外光谱检测技术

红外光谱检测技术因其检测速度快、对样品无损伤、无污染、易操作等特点,已广泛应用于石油化工、制药等行业的检测中。红外光谱检测方式主要包括定性检测和定量检测,定性检测通常采用比较法,即通过与标准物质对照或查阅标准谱图;定量检测是通过测量特征吸收谱带强度,结合化学计量学方法计算出对应组份含量。阐述了人工神经网络、偏最小二乘法等化学计量学方法在电力用油酸值、水分、抗氧化剂、糠醛等检测中的应用,并对其在油品检测中的应用给出了建议。

基于双级节流制冷循环的天然气液化工艺模拟与优化

液化天然气以其安全可靠、汽化潜热高、环境污染小等特点,在天然气贸易中占据重要位置,但天然气液化工艺系统功耗大以及液化成本较高等问题仍然存在。为此,基于2个双级节流制冷循环的天然气液化工艺系统,采用Aspen HYSYS软件,以比功耗、㶲效率、液化率和总成本作为评价指标,分析了关键参数对系统性能的影响;然后对2个系统进行了单目标和多目标优化,确定了系统的最优运行工况;最后对2个系统的最优性能进行对比,并采用LINMAP与TOPSIS方法对Pareto前沿进行决策,在最优工况下对系统设备进行了㶲分析。研究结果表明:①节流阀V1、V3、V4的节流压力增大,或乙烯质量流量增大,均会使系统比功耗先减后增;单目标优化结果显示系统B性能优于系统A;②采用LINMAP与TOPSIS方法对Pareto前沿的决策结果有所差别,基于LINMAP方法的决策结果表明,系统B的总成本优于系统A,系统A的比功耗和㶲效率更优,综合性能更好;③基于TOPSIS方法的决策结果表明,系统A的比功耗优于系统B,系统B的㶲效率和总成本更优,综合性能更好;④㶲分析结果显示,节流阀及换热器的㶲损较大。结论认为,开展双级节流制冷循环天然气液化工艺研究,对其进行参数分析和优化,能够为天然气液化工艺设计创新提供借鉴,将有助于天然气液化行业的高质量发展。

半再生重整装置催化剂硅中毒现象及分析

某炼油企业的半再生重整装置因重整催化剂活性下降而停工,更换了第一反应器和第二反应器的催化剂。对旧催化剂进行分析后发现,第一反应器催化剂二氧化硅质量分数高达20.40%,因此判断重整催化剂发生了硅中毒。在硅中毒期间:第一反应器的温降由初期的73.70℃下降到末期的20.12℃,重整反应后移到第二反应器;循环氢的氢气纯度上升到90%,纯氢产率下降到2.17%;稳定汽油RON(研究法辛烷值)下降到83.7。重整催化剂硅中毒较为罕见,其表现与氮中毒相似,容易误判为催化剂氮中毒。对硅进行溯源,确认是原油携带。分析认为:重整预加氢捕硅剂无法完全捕获所有硅,导致部分硅穿透预加氢系统;硅对预加氢催化剂的影响小于对重整催化剂的影响;硅中毒会导致催化剂的氯流失,需要加大注氯量。

Al_(2)O_(3)基材作载体制备MoP加氢脱硫催化剂的研究

采用低温燃烧法和溶剂热法分别合成了富含五配位Al^(3+)物种的氧化铈改性Al_(2)O_(3)(Ce-Al_(2)O_(3))和介孔-大孔Al_(2)O_(3)(M-Al_(2)O_(3));通过程序升温还原浸渍法负载的Mo的磷酸盐前驱体制备了MoP催化剂。以二苯并噻吩(DBT)为模型含硫化合物评价了其加氢脱硫(HDS)性能。结果表明,M-Al_(2)O_(3)上制备纯相MoP所需磷酸盐前驱体的P/Mo摩尔比在1~1.2之间。DBT在MoP催化剂上转化率大小为MoP(1)/SiO_(2)>MoP(1)/Ce-Al_(2)O_(3)>MoP(1.2)/M-Al_(2)O_(3)。动力学研究表明,DBT在MoP(1)/Ce-Al_(2)O_(3)和MoP(1.2)/M-Al_(2)O_(3)上的HDS反应活化能几乎相同,显著小于MoP(1)/SiO_(2)上的活化能。在MoP催化剂上,直接脱硫(DDS)路径选择性随温度的增加而增加。在较低的温度下(如280℃),DBT主要通过加氢(HYD)反应路径脱硫;在较高的温度下(如360℃),DDS和HYD两条反应路径并重。

果糖酸处理HZSM-5己烯芳构化催化剂的结构及性能

为提高HZSM-5己烯芳构化催化剂的BTX(苯、甲苯、二甲苯)选择性和寿命,利用果糖酸对HZSM-5进行处理(F-HZS),并与磷酸和硝酸处理的HZSM-5(P-HZS和N-HZS)进行对比,采用XRD、XRF、N_(2)吸附-脱附、NH_(3)-TPD、Py-FTIR等方法对催化剂结构进行表征,考察了催化剂己烯芳构化的催化性能。实验结果表明,酸处理后催化剂的MFI结构保留完整,且出现了介孔结构。催化剂的孔体积、硅铝比及B酸量和L酸量比值(B/L)增加,但酸量及酸强度下降,F-HZS的B/L最高,BTX选择性和寿命也明显高于P-HZS和N-HZS。在0.2 MPa、405℃,质量空速2 h-1条件下,F-HZS的BTX选择性为61.34%,寿命为60 h。