轻质组分挥发对蒸汽热采稠油影响的数值模拟

针对蒸汽驱和蒸汽辅助重力泄油(SAGD),利用油藏数值模拟研究了轻质组分挥发对注蒸汽热采稠油效率的影响及其作用机制。计算结果表明,在蒸汽注采过程中,蒸汽腔内挥发出来的轻质组分向锋面聚集,从而提高了锋面附近的油相流动性,重力作用使得轻质组分更易聚集在蒸汽腔上半部的锋面附近;轻质组分挥发作用对蒸汽驱影响较大,而对SAGD影响较小;同时对比分析了不同化学成分及其含量的轻质组分挥发对采油效率的影响程度。结果表明,当对轻质组分分子量较大且含量较低的稠油油藏进行数值模拟时,可以简化为三相二组分模型而不考虑轻质组分的挥发。

催化加氢改性生物质油轻质组分

以稻壳为原料热解得到的生物质原油是一种成分复杂、物理化学性能不稳定的混合物,只有经过物理或化学改性的生物质燃料才可以在现代柴油机中应用。采用减压蒸馏的方式分离出生物质油轻质组分,在4个温度(150、250、350和150/350℃)和压力2MPa条件下,以MoS2为催化剂,在间歇反应釜中进行催化加氢改性。从改性油产率、加氢前后油品性能及nH/nC的变化来判断不同温度条件下MoS2对生物质油轻质油的催化加氢效果。结果表明,随着反应温度的升高,改性油产率逐渐降低,150℃下所得改性油产率为80.3%,而350℃下产率仅为65.4%,但此时的改性油具有较高的nH/nC(3.80),150/350℃两段式反应条件在脱氧方面更具优势。催化加氢机理归结为化合物中含有的不饱和化学键(CC和CO)容易在MoS2催化剂条件下发生加氢或加氢脱氧反应。

煤基粗油轻质组分定性定量分析现状与展望

煤基粗油是指原煤经各种热化学反应、化工过程加工处理后得到的初级液体产物,包括煤焦油、煤直接液化油和煤间接液化油等。以生产过程全流程物料衡算为约束条件,对煤基粗油全组分组成的准确定性定量分析,不仅可以全面掌握煤基粗油的组成组分性质,而且可实现对煤基粗油的进一步精准加工、提质生产。但由于煤基粗油组分组成的复杂性,不仅难以实现进样组分及分析结果之间的物料衡算,而且也不能最大程度地实现对所有组分的组成及含量的准确分析,至今尚未见到对此内容相关文献资料报道,也没有相应分析方法的国家或行业标准。因此,以物料衡算为约束,建立全面、系统的分析方法,对煤基粗油进行精准定性定量分析是目前亟需解决的问题。本文指出利用气相色谱与红外光谱联用、液相色谱分离后与紫外光谱、同步荧光光谱联用等光谱分析法可快速获得煤基粗油族组分含量的测定,或是对煤基粗油性质做定性的描述;核磁共振波谱法可实现酚类化合物准确的定性、定量;化学分析法仅适合于煤基粗油具体成分的定性定量分析;红外光谱、核磁共振波谱、凝胶渗透色谱和元素分析结合可系统分析与表征煤基粗油及其组分,得到一些重要的物质结构参数信息;色谱分析法可通过色谱的分离功能使复杂混合物分离,并利用各种检测器工作原理的不同来实现定性和定量。其中定性主要采用质谱仪、光谱仪、核磁共振波谱仪等;定量的方法有归一化法、内标法、外标法、响应因子预测法。针对煤基粗油轻质组分(沸点<350℃)组成的定性定量,气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术为此分析过程提供了可能,本文提出并推导了火焰离子化检测仪(FID)响应因子预测公式,将该公式与面积归一化法联用建立FID定量方法体系,加标回收实验(回收率为99.07%,质量分数)表明该方法体系准确、有效,可以被广泛应用于复杂有机混合物的定量分析中,并指出煤基粗油轻质组分定性定量分析过程中的关键在于对复杂混合物中各组分响应因子的准确获得。

加氢催化剂对模拟生物油轻质组分与甲醇加氢共裂化制备芳香烃的影响

文章研究了不同加氢催化剂对富酚的模拟生物油轻质组分与甲醇加氢共裂化制备芳香烃过程的影响。研究结果表明,酚类在加氢阶段的加氢效率与整体的加氢共裂化表现呈现出一致性;以Ni/ZrO2为催化剂时,酚类在加氢阶段的转化率最高,加氢共裂化的油相产率也最高,为24.8%,且油相中芳香烃的相对含量在99%以上;其他加氢催化剂对酚类的转化效率相对较低,较多酚类的存在导致裂化阶段的催化剂快速失活,加氢共裂化的油相产率明显降低。

萃余煤组分与轻质组分性状研究

以徐州夹河气煤、河南平顶山肥煤为研究对象,利用CS2 /NMP混合溶剂和反萃取剂在温和条件下将煤全组分分离成萃余煤组分、沥青质组分、精煤组分和轻质组分四大族组分.采用热重分析法对萃余煤组分热解过程作分析研究,并针对其可能的加工利用方向,分别测定萃余煤组分的煤灰熔融性、着火点等性状;通过GC/MS法定量解析轻质组分的组成.结果表明,萃余煤组分热解主要是以解聚和分解反应为主的第二阶段以及缩聚反应为主的第三阶段,失重率分别为6.05%和6.75%.水分含量小于2%、灰分约30%,灰熔点1400 ℃左右,S质量分数小于1%,着火点均低于原煤,反应活性较高,均能满足气化要求.轻质组分是分子量较小且富含N和O的杂原子化合物,可接分离精制工艺生产化工及药品类原料.

Pt/Al_2O_3在生物油轻质组分水相重整制氢反应中的稳定性分析

生物油轻质组分中水的质量分数高达85%,除水困难,弃之浪费又造成污染.采用水相重整的方法可充分利用这部分物质,得到宝贵的氢气资源.实验室以Pt/Al2O3为催化剂,可得到757mL的气体,并且氢气的体积分数高达65.86%.由于Pt为贵金属催化剂,研究其在反应过程中的稳定性非常必要.为此,对反应后的催化剂进行了XRD、TEM、SEM和TPO表征,发现其性质发生了较大的改变.将催化剂煅烧处理后进行重复试验,发现其催化活性和对氢气的选择性均明显下降,即Pt/Al2O3在生物油轻质组分水相重整制氢反应体系中的稳定性较差,难以重复利用.

高温煤焦油轻质组分的高压制备色谱分离研究

以硅胶为填料、乙腈和水(7∶3)作为洗脱剂,对高温煤焦油的轻质组分进行高压制备色谱分离研究。研究结果表明:高温煤焦油的丙酮萃取率为42%,得到的轻质组分主要包括1-5环芳香族化合物以及含杂原子化合物,且以2-5环的稠环类芳烃为主;将高温煤焦油轻质组分进行色谱分离,得到了含有高含量萘、菲、芘、萤蒽的4个馏分,其相对含量分别为90.02%、70.89%、68.72%和74.10%,并通过外标法进一步确定了4种主要化合物的绝对含量。此研究以期为高温煤焦油的高附加值利用提供新的思路。

轻质组分LNG对LNG接收站卸船操作的影响分析

随着澳大利亚柯蒂斯项目建成投产,预计气电集团未来半数以上LNG供应将采用柯蒂斯项目气源(简称柯气)。由于柯气组成较轻,被称为轻质组分LNG,其气化热小,在接卸、储存、运输过程中将会出现较LNG平均组份或重组份BOG产生量增多的情况[1]。结合珠海LNG、浙江LNG和大鹏LNG接卸轻组分LNG的实际情况,分析轻质组分LNG对接收站卸船操作的影响,并提出相应的建议方案。

新疆雪莲的超临界萃取及气相色谱-质谱分析

目的探讨超临界选择性萃取雪莲活性成分的可行性,报道超临界萃取挥发油的产率以及成分,预测提取物生理作用。方法以萃取率为指标对萃取压力,萃取时间,萃取温度做单因素考察,并对10 MPa和20 MPa萃取压力下提取物做GC-MS分析。结果适宜的萃取条件为:20 MPa,45℃,动态萃取2.5 h,新疆雪莲挥发油的超临萃取率(2.49%)比水蒸气法(0.08%)高,并且选择性好。结论此研究为雪莲的综合开发奠定了基础。

超临界乙醇系统提质木焦油的温度影响

木焦油是生物质热解气化过程中产生的副产物。超临界乙醇提质木焦油能够有效降低木焦油的分子量,有利于木焦油的进一步利用。以湖北鄂州生物质热解多联产示范基地的木焦油为原料,在高温高压反应釜上深入研究反应温度对超临界乙醇系统在氢气氛围下提质木焦油的影响,其中反应温度分别为280,300,320,340℃。采用气相色谱法以及气相色谱-质谱联用、液相色谱法对原料和热解产物进行分析。采用固定床模拟GC-MS气化室的实验,定义吹扫出去的成分为轻质油组分,残留的成分为重质油组分。结果表明,在超临界乙醇系统下,木焦油的绝大部分转化为液体产物,只有少量的固体与气体产物,其中反应温度为320℃时液体产率最高。从280℃到320℃,CO与CO_2的总含量所占比例逐渐降低;从320℃到340℃,其比例略有上升。固定床模拟GC-MS气化室实验数据表明,超临界乙醇系统对木焦油有明显的提质效果,提质后轻质组分明显增多。且反应温度对提质效果有明显的影响:从280℃到320℃,轻质油组分不断上升,重质油组分不断下降;而从320℃到340℃,轻质油组分下降,重质油组分上升。液相色谱分析结果表明提质后平均分子量和分散度均有下降:从280℃到320℃,分子量分布曲线不断变窄,大分子物质减少;从320℃到340℃,分子量分布曲线变宽,大分子物质增多。提质后的有机成分也发生了明显变化,结合GC-MS数据,反应温度为320℃时酚类物质含量最多,利于木焦油的进一步利用。

激光扫描共聚焦显微分析技术表征页岩亚微米级孔隙中的含油性——以准噶尔盆地芦草沟组页岩为例

亚微米级孔隙及其含油性是页岩油勘探开发所需的重要信息。为应用激光扫描共聚焦显微镜有效观测亚微米级孔隙的含油性,修改了激光扫描共聚焦显微镜主分光器和检测器的前置滤光片配置,使之能较好地进行反射光和荧光联合扫描,消除矿物所发荧光的干扰,实现了亚微米级孔隙及其含油性的精确观测。该方法在准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油研究中进行了应用,发现了大量的亚微米级含油孔隙;页岩油多呈不规则形状、斑块状和星点状。这套页岩的有机质成熟度Ro为0.6%~1.1%,平均约为0.9%,但轻、重质组分的分布具有显著的非均一性,不完全受成熟度控制。在有些部位,轻质组分含量及其与重质组分的比值均较高,但在成熟度相近甚至稍高的邻近部位,却存在以重质组分为主的情况。页岩层系内部的油气运移也是一个重要的控制因素。页岩中的轻质和重质组分的观测与分布规律研究,对于页岩油勘探开发十分重要,激光扫描共聚焦显微新技术可成为重要的观测手段。

废弃植物油对斜交胎胶粉改性沥青性能影响研究

将40目斜交胎胎粉用于沥青改性,通过搅拌30 min后用胶体磨高速剪切60 min达到胶粉在沥青中均匀分散效果,实验室测评了胶粉掺量在15%~27%范围内胶粉改性沥青的常规性能指标,结果显示,斜交胎胶粉可以显著提升基质沥青的低温延展性,但是所有改性沥青试样的针入度指标均低于技术要求,同时,当胶粉掺量高于23%,胶粉改性沥青的180℃黏度高于技术要求中1.5~4.0 Pa·s的范围。为缓解体系针入度偏低与综合性能有待提升的问题,参考现阶段胶粉改性沥青工程技术,将2%SBS与23%胶粉混合制备改性沥青,对比测评了掺量0%~6%的废弃植物油对复配改性沥青的性能影响效果,结果显示掺量4%~6%的废弃植物油可以实现复合改性沥青黏度适宜且各项性能指标满足技术要求。

污水污泥热解试验研究

研究了热解终温对污水污泥热解产物产率的影响,对污泥热解油中的轻质组分进行了分析,并初步探讨了污泥热解残渣的基本性质。研究表明,热解终温为450～500℃时,液相产物产率较高,随着热解终温的升高,热解残渣减少的趋势与液相产物增加的趋势相似;450℃时得到的污泥热解油的轻质组分中主要含有烷烃类、烯烃类、腈类、含氮杂环化合物和单环芳香烃等;随着热解终温的升高,残渣表面越来越松散和粗糙;450℃时得到的热解残渣孔容积最大,而500℃时得到的残渣微孔最为发达,比表面积值最高。

生物油TG-FTIR分析与热解气化特性研究

以稻壳快速热解产物生物油为对象,在对其进行热重红外检测的基础上,结合生物油及其轻质、重质组分的热解气化实验,研究了生物油热解气化过程及气体产出特性。结果表明,生物油的热解气化分为两个阶段,一是轻质组分的快速挥发热解;二是重质组分的裂解气化与缩合缩聚,活化能分别为35～38 kJ/mol和15～22 kJ/mol。温度升高,热解气化效率增加,以H2和CO为主的合成气产量增多,但气体产物热值降低。气体中H2主要来自轻质组分的热解气化,而重质组分则裂解产生较多的CO、CH4等物质。

盛隆高温煤焦油低温萃取分离研究

采用自主开发的低温萃取系统对盛隆煤焦油中的轻质组分和重质组分进行了萃取分离.对投料方式进行了比较优化,分析讨论了溶剂配比对轻质组分和重质组分萃取率的影响,探讨了萃取次数对组分溶解析出规律和工艺可操作性的影响.采用GC/MS对轻质组分进行了定性和定量分析,发现其中多为纯多环缩合芳烃,轻质组分当中含有较高量的萘,其相对含量为23.10%.

稠油油藏蒸汽蒸馏物理模拟实验

蒸汽蒸馏可以有效提高在稠油热采过程中的原油采收率,然而蒸汽蒸馏机理及其对原油性质的影响尚不明确。为此,设计三维物理实验模型,分别进行饱和蒸汽、过热10℃蒸汽和过热40℃蒸汽3组蒸汽蒸馏实验。结果表明:原油蒸汽蒸馏率受注入蒸汽的过热度影响很大,注入蒸汽的过热度越高,蒸汽蒸馏率就越高;过热40℃蒸汽、过热10℃蒸汽和饱和蒸汽的蒸汽蒸馏率分别为11.158%,10.903%和10.423%;蒸汽蒸馏率随蒸汽注入量的增大而增大,当蒸汽注入量达到一定值后,蒸汽蒸馏减弱,蒸汽蒸馏率不再上升。对比蒸馏前后原油的密度、粘度、组分、碳数分布和馏分组分的测试结果可知,蒸汽蒸馏先蒸馏碳数小的轻质组分,而后蒸馏较重的组分。蒸汽蒸馏使残余油密度和粘度增加,使饱和烃和胶质质量分数减小。残余油组分的碳数主要分布区域向右移动,改变了原油的组成。

CO_2混相调节剂驱油机理室内研究

为了深入了解混相调节剂降低CO_2/原油最小混相压力的作用,测试CO_2混相调节剂降低最小混相压力的机理,开展了室内实验,并深入研究调节剂的效果。实验结果表明,混相调节剂可以降低CO_2/原油表面张力、促进CO_2抽提原油轻质组分效果、增加CO_2在原油中溶解度、降低原油黏度的作用;其中,主要的机理为降低表面张力和提高抽提轻质组分效果;当原油中调节剂质量浓度达0.3%以上,气液表面张力消失,达到混相;加入调节剂后,采出端气体突破时,CO_2萃取、抽提轻质烃体积百分数增加14倍以上。调节剂作用机理研究,深入了对调节剂改善CO_2驱油效果的认识,并对进一步筛选和研发新型调节剂具有指导意义。

风选通道分析及优化设计

为了提高城市生活垃圾中废塑料在风选通道内的分选率,分析了轻质垃圾在分选通道内理想化运动形式,运用流体力学知识以及fluent软件对通道内的气流速度,气流分布形式进行了仿真分析。根据仿真分析以及物料在气流场中的运动规律,对通道形状进行改进,并对改进后的通道内的气流场进行仿真分析。对筛面上方通道出口端的风速及方向进行了分析,这对筛面上物料的运动分析有很大意义。经过通道气流场的分析,以及通道形状的改进,对提高废塑料分选率以及研究筛面上物料的运动状态有重大社会意义、经济意义。

紫外老化对SBS改性沥青性能影响研究

通过室内加速紫外老化试验模拟室外大气紫外辐射对沥青路面中沥青的老化作用,对SBS改性沥青和基质沥青试样在短期老化与紫外辐射老化前后4组分及其主要技术指标变化进行比较。结果表明:紫外老化对沥青的4组分变化影响显著,沥青中的轻质组分逐渐向重质组分转化;经TFOT老化后性能发生衰减,衰减后性能约等于经紫外老化后性能的五分之一;紫外老化应为SBS改性沥青整个老化过程的主要形式。

煤焦油中含氧化合物类型及赋存形态研究

对4种煤焦油的基本性质进行分析,尤其对脱水后的煤焦油、各馏分油中氧含量及其主要含氧化合物的种类与分布特点进行分析与研究。研究结果表明,高温煤焦油的氧含量约为1%,而中低温煤焦油中的氧含量约在7%;高温煤焦油中的含氧化合物种类较少且以苯酚、甲酚和二甲酚等低级酚类化合物为主,中低温煤焦油在各个馏分油中的氧含量均较高且其中含氧化合物的种类非常多。在中低温煤焦油的轻质组分中,含氧化合物主要以酚类化合物、酮类化合物、少量的羧酸类化合物、呋喃及其衍生物的单体形式存在,但在中低温煤焦油的重质组分中,含氧化合物则更多以多个酚羟基(—OH)、醇羟基(—OH)、醚键(—O—)及羰基(CO)等形式存在于复杂的分子结构中,且多与N、S等杂原子共存于大分子结构中。