垢对蜡沉积物强度及聚乙烯管道清管特性的影响

油井采出原油中含有泥沙、垢等颗粒物,在管输过程中颗粒物与原油中的蜡分子协同沉积,导致管道输量降低,严重时可能造成管道堵塞,影响原油管道安全输送。对掺垢蜡沉积物进行了屈服应力测试实验和显微特性实验;对室内聚乙烯管道进行了清管实验;基于清管实验结果,利用π定理建立了清管效率预测模型。结果表明,碳酸钙垢对蜡沉积物强度的影响存在临界垢质量分数;沉积物中含垢,会提高清管器的蜡层破坏力和清管效率;通过室内实验和第三方文献实验数据,验证了所建立的模型。

人工神经网络在石油分析中的应用研究(Ⅰ)——BP神经网络预测石油馏分临界性质

基于面向对象程序设计的设计思想，定义３种新的神经元结构体类型变量，研究了４种变形ＢＰ神经网络模型，引入神经元非线性敏感度因子、动量因子和阈值的动态修正，在一定程度上克服了传统ＢＰ网络收敛速度慢、易陷于局部极小的缺陷，将４种模型应用于石油馏分临界性质的预测，取得较一般常规非线性处理方法更高的预测精度。

采用人工神经网络方法建立加氢裂化反应体系模型

用BP神经网络技术建立了某2.80 Mt?a蜡油高压加氢裂化装置反应系统模型,该模型可较好地预测原料量、各段反应器进口温度和冷氢导入量对系统产品分布和各段反应器出口温度的影响,模型精度较高,温度预测误差小于0.1℃,并具有较好的再现性及泛化能力,可以用于指导生产操作。

用ndM-GP模型和基团贡献法预测石油馏分临界性质的探索

自制半封闭管法临界性质测定装置，采用镓代替传统方法中的汞作为传递压力介质，实测了三种国产原油４３个宽、窄直馏馏分油的临界温度和临界压力。同时测定了相应各馏分的馏程、密度、运动粘度和折射率等性质。在此基础上，探索用基团贡献法预测石油馏分的临界性质。研究结果表明，对实测数据，按六基团处理，用ｎｄＭ－ＧＰ分层多目标规划模型确定基团数目，用Ｌｙｄｅｒｓｏｎ基团贡献法计算临界温度和临界压力的平均相对偏差分别为１．４０％和６．５５％，效果良好。

塔里木原油馏分油临界性质常用计算公式考察

Critical temperature and pressure of 24 wide and narrow fractions from Talimu crude were determined with the semi-sealed tube apparatus. Based on these experimental data, the applicability of six empirical correlations for calculating critical properties of Talimu oil fractions were investigated. The average relative error is 1.35%～2.09% for critical temperature and 7.06%～9.96% for critical pressure. Among these correlations, Sim-Daubert and Lee-Kesler correlations are better for critical temperature calculation and better result for critical pressure calculation was obtained by Sim-Daubert correlation, while others are not satisfactory.

UNIFAC基团贡献法预测石油馏分常压气液平衡

提出用正构烷烃模型分子法进行石油馏分的基团划分，只需平均沸点一个物性参数，即可简捷方便地确定假组分的基因组成。将此法与ＵＮＩＦＡＣ基团贡献法相结合，预测了大庆、辽河＜３５０℃馏分油的常压气液平衡，并与试验值和ＳＲＫ模型预测值进行了对比。

石油重馏分油临界性质预测方法的研究

重馏分油在达到其临界点前已发生热分解，因而不能测得其临界性质（临界温度和临界压力），经研究提出预测重馏分油临界性质的一种方法。选用临界温度高于６９１．８５Ｋ的已知临界性质的８个纯烃，分别与苯配成不同组成的二元混合物，用半封闭管法测定混合物的临界性质，将此混合物与苯的临界性质和苯在混合物中的含量等数据，经数学处理得到纯烃临界性质计算值的方法。将重馏分油视为虚拟组分掺入苯，测定该混合物临界性质，用上述计算纯烃临界性质的方法计算重馏分油的临界性质。对于容易热分解的试样，测定加热时间对临界性质的影响关系后，再推得没有发生热分解时混合物的临界性质。同时，测定了辽河原油直馏宽、窄馏分油的馏程、标准密度、运动粘度、折射率和苯胺点等，提出了预测辽河原油直馏馏分油临界温度、临界压力的关联式。临界性质预测的平均相对偏差：临界温度为０．６１％～０．８４％，临界压力为１．４７％～２．４２％。

用基团贡献法预测石油馏分临界性质的探讨

为深入研究石油馏分化学组成与临界性质的关系,在实测国产石油直馏分油临界性质的基础上,探索用基团贡献法预测石油馏分的临界性质。研究结果表明,只要结构基因和特性函数选择恰当,用线性规划法求解基因数是可行的。对比了Joback法和Lyderson法计算出的基团贡献值,在预测石油馏分的临界温度和临界压力时,后者优于前者,预测的平均相对误差分别为1.82％和5.79％,计算结果较好,为研究石油馏分化学组成与物性关系提供了依据。

国产石油馏分闪蒸预测中基团贡献法的应用

通过对大庆、克拉玛依原油，胜利、大庆、辽河和新疆原油小于３５０℃馏分，以及胜利、辽河和新疆原油大于３５０℃重馏分汽液平衡（平衡闪蒸温度与汽化率）预测的考察，表明采用正构烷烃模型分子－ＵＮＩＦＡＣ基因贡献法预测国产石油馏分平衡闪蒸是可行的，其计算方法较ＳＲＫ模型简单，所需物性数据少，占机时少，预测准确性优于或与ＳＲＫ模型相当，能够满足工程计算要求。

预测石油馏分临界温度和临界压力的基团贡献型新方法

用ｎ－ｄ－Ｍ－ＬＰ法和正构烷烃模型分子法确定石油馏分的基团组成，考察了两种常用预测纯化合物临界性质的基团贡献型模型对石油馏分的适用性。在９５组宽、窄石油馏分实测数据的基础上，开发出预测轻重馏分油临界温度和临界压力〔Ｐ〕－Ｒｄ型与加和型两类共４个模型，预测临界温度的平均相对偏差分别为１．５８％和１．８０％，预测临界压力的平均相对偏差分别为６．８３％和８．４５％。

石油馏分临界性质ERD预测方法的考察与修正

用实测出的59组国产石油馏分临界温度和临界压力数据考察了用化学组成与临界性质相关联预测石油馏分临界性质的ERD(Erbar Riazi Daubert)方法,发现其平均相对偏差较小,临界温度的相对偏差为1.27％,临界压力为5.90％.但这种方法的使用范围很窄,可计算数据组数只占44.1％.为保持ERD方法的优点,解决使用范围窄的问题,本文提出了ESC(Erbar Structural Com-position)方法,此方法先用n-d-m法求出石油馏分结构族组成,再求出结构原子团量百分率,可计算出石油馏分的临界温度和临界压力,其计算准确性与ERD法相近。计算出的国产石油馏分临界温度的平均相对偏差为1.19％,临界压力的相对偏差为7.62 ％,使用范围大大扩展,计算数据组数提高到94.9％,在实际应用中ESC法可代替ERD法。

常用临界性质计算公式对伊朗原油馏分油的适用性考察

用实测的伊朗原油24组馏分油的部分物性数据,考察了常用的估算临界性质的七个估算式应用于伊朗原油的适用性,结果表明：估算临界温度的四个计算式的平均相对偏差在1.25%~2.21%之间,其中Sim-Daubert式、Lee-Kesler式和Cavett式的偏差分别是1.25%、1.43%和1.46%,优于Roess式的2.21%。Roess式、Sim-Daubert式和Lee-Kesler式以及Cavett式均可满足工艺计算临界温度的要求。估算临界压力的三个计算式中,Sim-Daubert估算式、Lee-Kesler估算式和Cavett式的平均相对偏差分别为2.31%、6.67%和7.12%,标准偏差分别为为0.109MPa、0.149 MPa和0.142 MPa,Sim-Daubert估算式可以满足工程计算的要求。

胜利原油<350℃ 馏分常压气液平衡预测

通过对常压气液平衡（包括泡、露点温度，平衡闪蒸温度与气化率计算）的考察，结果表明正构烷烃模型分子－ＵＮＩＦＡＣ基团贡献法对胜利＜３５０℃馏分油是可行的，其预测准确性以Ｒａｕ－Ｋ模型最好，且优于或与ＳＲＫ模型相当。

我国典型土壤中铜对白符跳（Folsomia candida）的毒性阈值及其预测模型

为确定我国土壤中Cu对白符跳的毒性阈值并建立其预测模型,以外源添加的方式研究了我国9种典型土壤(江西红壤、安徽黄棕壤、重庆紫色土、云南黄红壤、湖南水稻土、山东潮土、黑龙江黑土、新疆灰漠土、陕西垆土)中Cu对模式生物——白符跳(Folsomia candida)存活率与繁殖率的影响.结果表明:白符跳存活率对Cu毒害的敏感性远低于繁殖率.9种土壤中基于w(TCu)实测值推导的土壤Cu对白符跳繁殖率的EC50(半数效应浓度)变化范围为65~668 mg/kg,表明不同土壤中Cu的毒性阈值差异显著,但基于w(CuCa)(CuCa为CaCl2溶液提取的Cu)推导的不同土壤中EC50的差异有所减小.相关性分析表明,基于w(TCu)实测值推导的EC50值与土壤pH、w(CaCO3)均呈显著正相关,相关系数分别为0.801和0.670.进一步利用回归分析建立了基于pH和w(OM)的土壤Cu对白符跳繁殖的EC50预测模型——lg(EC50)=0.213+0.288pH+0.016 w(OM),基于该模型预测与推导的EC50值之间相关性较好.研究显示,氯化钙提取态Cu的存在能在一定程度上解释不同土壤中Cu对白符跳繁殖的EC50值的差异,pH和w(OM)可较好地预测不同土壤中Cu对白符跳繁殖的EC50值.

用改进的Riazi-Daubert法预测烃类临界性质

以新版的烃类临界数据为基础改进了Ｒｉａｚｉ－Ｄａｕｂｅｒｔ法。所得新的关联式经过了实验数据的检验，常压沸点的检验上限为４１８℃，密度的检验上限为１．１７５。与实验数据相比，临界温度、临界压力、临界体积和相对分子质量的平均绝对偏差分别为０．６５％、３．７４％、３．８０％和３．６５％。该结果优于已发表的各种普遍化关联式。

随机森林算法在石油馏分临界性质预测中的应用

在实测原油馏分临界性质及基础物性数据基础上,采用随机森林方法预测其临界性质。预测临界温度的随机森林模型训练的平均相对偏差在0.6%左右,测试的平均相对偏差在1.4%左右。预测结果精度较高,应用范围广。预测临界压力的随机森林模型训练的平均相对偏差一般在3%左右,测试的平均相对偏差一般在6%左右。考察了随机森林模型参数的影响,其中Ntree取500或800时预测结果能够满足要求;对于输入参数数目k≥4时,Mtry取k-1预测精度较高,当k较小时Mtry取k的预测精度较高。

Al_2O_3对钒钛高炉渣冶金性能的影响及黏度预测模型

为研究Al_2O_3对钒钛高炉渣主要冶金性能的影响,以国内某钢铁企业的钒钛磁铁矿现场高炉渣为基础,在其他组元不变的情况下采用化学试剂调控渣样成分,运用X线衍射(XRD)物相分析探索相关影响规律,从而以所得实验数据为基础,利用Weymann-Frenkel方程以及修正光学碱度Λcorr计算公式,建立相关黏度预测模型。研究结果表明,随着渣系中Al_2O_3质量分数的增加,炉渣高温黏度上升,熔化性温度TBr和黏流活化能Eη都呈上升趋势,渣系流动性和热稳定性均变差;所建立的黏度预测模型的平均偏差Δ为2.16%,模型预测值与实测值达成良好的吻合效果,可以真实有效地测量黏度,为实际生产节省成本。

利用原油宽馏分数据预测馏分油性质

提出一种利用原油宽馏分数据，预测任何温度范围的馏分油收率和物理性质的方法。首先推导了馏分油性质与馏程起、止温度的二元关系式，然后对馏分油各种性质确定了预测策略，即整体拟合还是局部插植。经过对数百种原油的广泛检验，证明提出的预测方法是适用的。

基于能量及原油物性定量分析的原油乳化含水率预测模型

原油-水两相体系的乳化特性与原油物性密切相关,以流动状态下的原油乳化含水率来表征原油-水两相体系的乳化特性,针对高含水原油-水两相体系,通过实验研究了乳化过程消耗的机械能对原油乳化含水率的影响。研究表明,不同剪切条件下的原油乳化含水率可以与消耗的机械能进行定量关联,并且可以采用幂律关系式进行描述,该关系式中的2个待定参数与原油物性密切相关。确定了用沥青质胶质含量、蜡含量、机械杂质含量、原油酸值、原油全烃平均碳数这5个典型参数来表征原油物性。通过回归分析,建立了待定参数与原油物性之间的定量关系,从而确定了原油乳化含水率的预测模型,即φE=c1E c2。

不同力学特性煤体突出临界瓦斯压力研究

为研究煤与瓦斯突出瓦斯压力临界值,构建了力学特性主导下突出临界瓦斯压力理论模型,揭示了突出发生实质是推动力和阻碍力之间的博弈。通过自主研发的煤与瓦斯突出模拟实验装置开展了不同力学特性条件下煤与瓦斯突出模拟实验,并通过煤与瓦斯突出事故数据分析验证了突出临界瓦斯压力理论模型的合理性。煤体的弹性模量、泊松比、内摩擦角及残余应力对煤与瓦斯突出起到主导作用,其中煤体自身的残余应力越大、弹性模量越大,泊松比越小,临界瓦斯压力越大,即煤体较硬时,越不容易发生突出;煤体自身的内摩擦角越大,临界瓦斯压力越大,即煤岩之间的摩擦阻力越大,越不容易发生突出。该研究可快速判断不同力学特性煤层发生突出瓦斯压力临界值,对于保证煤矿的安全生产具有重要的理论指导意义。