Experimental and numerical studies of Ca(OH)_(2)/CaO dehydration process in a fixed-bed reactor for thermochemical energy storage

The Ca(OH)_(2)/CaO thermochemical energy storage(TCES)system based on calcium looping has received extensive attention owing to its high energy storage density,prolonged energy storage time,and environmental friendliness.The heat storage process of the Ca(OH)_(2)/CaO TCES system in a mixed heating reactor was evaluated in this study,by employing a combination of direct and indirect heating modes.The dehydration process was studied experimentally,and a numerical model was established and verified based on the experimental results.The dehydration behavior of 500 g of Ca(OH)_(2) powder was investigated in a fixed-bed reactor with mixed heating.The experimental and simulation results indicated that mixed heating causes combined centripetal and horizontal propulsion.Heat input is the main limiting factor in the heat storage process,because the radial advance of the reaction is hindered by the low thermal conductivity of the solid reactant particles.Heat transmission partitions were added to enhance the performance of the reactor.The performance of the modified reactor was compared with that of a conventional reactor.The radial heat transmission partitions in the modified reactor effectively enhance the energy storage rate and reduce the reaction time by 59.5%compared with the reactor without partitions.

原油热化学两段脱水换热节能工艺研究

原油脱水是原油处理工艺中热能消耗的主要环节之一,也是节能降耗的重要研究方向。利用脱水温度与时间的关系,进行脱水工艺散热损失计算,建立了原油热化学两段脱水能耗数学模型,分析了利用换热器回收高温原油和高温采出水热量的节能效果。结果显示:原油热化学两段脱水工艺可以简化为油气水分离优化和脱水工艺优化相对独立的两个部分;油气水分离设备规格尺寸增加时,散热损失增加,但被加热采出水量和换热损失降低,存在总热量损失最小的规格尺寸;脱水设备存在散热量最大的容积量,高温快速脱水或降低脱水温度、延长脱水时间(增加脱水设备容积)均能够降低脱水散热能耗;换热工艺可以降低脱水加热负荷50%以上,节能效果显著。

新疆油田某井区致密油脱水技术

新疆油田某致密油在50℃时,黏度高(551.8 mPa·s)、含蜡量高(21.86%)、凝固点高(32℃)、固体悬浮物质量浓度高(1 275 mg/L),含有少量压裂返排液,羟丙基胍胶质量浓度在55~517 mg/L之间。室内实验常温(30~45℃)下,原油脱水处理不达标,之后选取6种破乳剂在60℃下分别测试加药质量浓度为50、75、100及200 mg/L和脱水时间15、30、45、60、90及120 min热化学脱水效果,加入质量浓度为100 mg/L的4^(#)药剂,实验台果表明脱水可达标。按含水率将原油分为低含水率(24.3%)、中含水率(30%~40%)及高含水率(>50%)三类,分别加入质量浓度为75~100 mg/L的4^(#)药剂进行实验,在55~60℃下热化学脱水1 h后,电脱15 min,原油含水未检出。依据实验结果,设计了集加热、热化学脱水、缓冲及电脱水为一体的多功能处理器,装置设计压力为0.6 MPa、工作压力为0.4 MPa,设计温度为100℃、工作温度为60℃;该装置中各段所需处理时间分别为加热2 h、热化学1 h、缓冲0.5 h和电化学1 h;现场投运行一个月后,出油含水率达到了≤0.5%规范要求。

苏丹Palouge FPF区块含水原油热化学脱水特性研究

通过室内实验对加入不同类型破乳剂的苏丹Palouge FPF含水原油热化学沉降特性进行研究。结果表明,高效破乳剂TS-101最适合现场原油脱水,经过不同乳化条件乳化之后的不同含水率的稳定原油乳状液,加入TS-101破乳剂的最优破乳温度为80℃,最佳质量浓度为170-180 mg/L,大部分试验油样在沉降13 h后慢慢趋于稳定,沉降19 h后全都符合预期脱后含水率低于5%的指标。

超稠油掺入焦化柴油辅助降黏脱水技术与应用

针对新疆某油田超稠油脱水时间长,破乳剂用量大,脱水效率低的问题,提出了掺入焦化柴油辅助处理超稠油热化学沉降脱水技术,室内考察了不同温度下、掺入不同种类稀释剂对超稠油黏度的降低幅度,在此基础上重点研究了超稠油提炼出来的焦化柴油回用于掺稀后对超稠油黏度、旋流除砂、破乳剂加药浓度以及脱水效果的影响,并进行了掺入焦化柴油现场试验。研究结果表明:在超稠油中掺入柴油可缩短超稠油热化学沉降脱水时间,降低破乳剂加药浓度。现场掺入9%的焦化柴油后二段沉降罐满罐后即可达到净化油含水合格指标,掺入5%的焦化柴油后二段平均沉降仅需13.4 h,较掺入柴油前二段平均需27.8 h的沉降时间有了较大幅度的缩短;掺入柴油后破乳剂SB-1加药量可降至100 mg/L,较掺入焦化柴油前的220 mg/L降幅达54.5%。此外掺入焦化柴油还可增强旋流除砂效果,降低原油黏度,结束了现场罐车拉运的历史,实现了超稠油长距离的管道集输,较之前罐车拉运成本降低40%以上。

热化学脱水器在玉北脱水站的应用

鲁克沁油田是一个掺稀油生产的稠油油田,玉北脱水站负责鲁克沁采油厂13个采油阀组来混合油的脱水集输工作,采用两段热化学脱水器加沉降罐的脱水工艺;脱水站共有4具热化学脱水器,高效地完成了混合油的脱水工作。对脱水器的使用效果进行了评价,并对运行过程中出现的问题进行了分析。

高黏油热化学脱水破乳实验研究

高黏原油脱水受温度、破乳剂类型和浓度的影响,合理选择破乳剂类型、乳状液的温度和破乳剂的浓度决定了破乳的效果。通过对高黏原油的黏度测定来确定转相点,以转相点(含水率)为分界点加入不同类型的破乳剂。在转相点之前加入油溶性破乳剂,转相点之后加入水溶性破乳剂。选择某油田常用的两种破乳剂(SP169、AR36)进行实验研究,实验结果表明:(1)水溶性破乳剂SP169加入的最佳质量分数为150μg·g^(-1),由于水溶性破乳剂的加入,原油的转相点随着浓度的增加逐渐前移,破乳效果先抑后扬,并且受温度影响较大;(2)油溶性破乳剂AR36加入的最佳质量分数为100μg·g^(-1),由于油溶性破乳剂的加入,原油的转相点随着浓度的增加逐渐后移,破乳效果先扬后抑,并且受温度影响较小。

新工艺提升超稠油脱水质量的实验研究及其应用

为提升超稠油脱水质量,提出并设计一套3段式热化学沉降脱水工艺,并在室内开展新工艺脱水模拟实验研究。实验介质来源为某超稠油脱水站进站原油,实验参数依据该站生产现状进行拟定。实验结果表明:原油在90℃下自然沉降40 h脱水率为39.3%,在90℃下按150 mg/L加药沉降30 h脱水率为62.81%,在95℃下按400 mg/L加药沉降70 h脱水率为89.82%。新工艺现场应用期间,处理后的原油含水率较旧工艺降低2%以上,日均药剂投加成本减少3.8万元。