储运防腐技术教学实验平台建设与开发

针对储运防腐技术实验教学与科研的需要,设计建设了一套大型综合性储运防腐技术教学实验平台,并开发出多种类型的实验项目。该平台综合运用各种先进技术,可模拟埋地油气管线阴极保护工艺系统及其运行工况、管线阴极保护参数检测、管线防腐层检测及杂散电流干扰检测等任务。该平台综合性强,贴近工程实际,更有利于锻炼和提高学生的专业技能和动手能力,有利于培养学生的综合能力和创新意识。

“双一流”背景下油气储运工程专业实验“金课”建设的思考与探索

文章以油气储运工程专业实验课程建设及实验教学为例,梳理本科生基础实验及专业实验课程中的教学现状,阐述“双一流”专业建设背景下的实验课程改革目标,分别从实验指导委员会、实验方案优化、实验课程系统构建以及实验课程教师队伍建设等方面探讨“双一流”专业建设中实验课程“金课”建设的途径和方法,为石油类专业实验课程创新化建设提供思路和参考。

突发事件背景下油气储运专业实验课程教学改革初探

在发生突发事件时(包括自然灾害、事故灾难、公共卫生事件和社会安全事件等),全世界经济社会发展会受到严重影响。同样也对高校的正常运转尤其是高校教学造成很大阻碍。为解决发生突发事件期间油气储运专业学生无法走进实验室的实验教学难题,油气储运实验教学示范中心提出并开展多种渠道的混合教学模式,从视频导学、基础理论预习、实验室操作、课后巩固及教学评价等措施保障实验教学任务的顺利实施,进行了在复杂条件下实验教学改革新的尝试。

埋地燃气管道失效风险时间序列预测在常州市的应用

为研究常州市埋地燃气管道失效风险的时间效应,选取了影响其失效概率的4个主要因素,根据灰色模型GM(1,1)分析了各影响因素的时间效应,在此基础上将灰色模型与神经网络有机结合构建了灰色神经网络模型(GNNM),进而利用灰色神经网络模型分析了各因素影响下常州市埋地燃气管道综合失效概率的时间效应,然后借助失效概率转换函数将失效概率转换为预警失效概率,最后实现了对常州市埋地燃气管道2027年的失效风险预警。预警结果表明,2027年研究地区大部分区域的埋地燃气管道风险等级将进入较高风险,东南及东北的小部分区域风险将变为高风险,需要尽快采取相关措施抑制其失效风险的持续上升以及预防失效致灾事故的发生。

基于数值模拟技术的油气扩散风洞实验相似准则数研究

为揭示油气扩散规律,建立风洞平台,并以敞口式油罐为例,结合数值模拟技术,讨论储罐内油气扩散风洞实验准则数的适用性问题。发现不同液位下满足原型与模型的相似与雷诺数(Re)无关的临界雷诺数(Re crit)均为22436。在满足Re无关的基础上,分别根据密度弗劳德数(Frρ)相等原则和Nemoto准则得到最大限度满足原型与模型相似的原型和模型(即风洞实验)风速及相关参数,构建原型模拟和风洞实验。利用风洞实验得到的油气浓度分布验证原型模拟结果,发现基于Frρ相等原则设计的风洞实验和原型模拟的浓度分布具有较高的一致性,而基于Nemoto准则设计的风洞实验和原型模拟的浓度分布相差较大。因此,不建议使用Nemoto准则设计储罐的油气扩散风洞实验。研究成果可为研究油气扩散规律的风洞实验设计做参考。

内浮顶罐组油气泄漏扩散叠加效应的数值模拟与风洞实验研究

内浮顶罐的油气泄漏会给油罐区的安全和环境带来潜在的危害。基于CFD及其Realizable k-ε湍流模型,建立了内浮顶罐的风场和油气浓度场数值模拟方法,并通过风洞实验验证其可行性。之后,重点讨论单罐、双罐、四罐情况下的流场与浓度场分布。结果显示:紧贴浮盘边圈缝隙泄漏上方的油气浓度最高,容易产生火灾等危险;罐组之间存在相互影响作用,由于前方罐的阻挡作用,后方的罐内风速较小,容易产生油气叠加,导致油气浓度高于前方罐,更容易达到爆炸极限。无论从安全、环保还是人员健康方面,都应采取相应措施及时监控。

膜蒸馏MDEA脱硫剂再生技术实验研究

利用MDEA溶液脱除烟气中的酸性气体在工业中得到广泛的应用,但富液再生过程中,温度过高会加速MDEA的氧化降解,增强解析出来的酸性气体对设备的腐蚀。而且回收再利用技术不足始终是束缚该技术发展的最大问题。本文分别采用汽提法和膜蒸馏技术再生MDEA富液。从两种再生实验的结果可以得出:MDEA再生率都会随着温度的升高不断增大,当升高到一定温度时,其再生率各趋于一定值;两种方法的最大再生率相近,且此时膜蒸馏再生的最佳温度比汽提法再生的温度低47.8%。从对比试验中可以看出,膜蒸馏再生MDEA富液可以降低能耗,产生很高的经济效益,在今后工业中的大规模应用具有指导意义。

基于校企合作的燃气输配智慧化实验平台设计与开发

针对燃气企业人才职业能力培养与新工科背景下燃气输配课程教学改革的需要,实施行业指导、校企共建,设计建设了燃气输配智慧化实验平台,开发出多种类型的实验项目,构建了多层次实验教学项目体系并进行了实验教学方法的探索。该平台运用各种信息化先进技术,可模拟燃气输配管网工艺系统及运行工况、燃气管网智能化控制系统运行、燃气管网事故应急处理等任务,具有丰富多样的实验与工程实训功能,有利于实施理实一体化教学,锻炼和提高学生的工程实践能力、智能化能力和创新意识,加强培养学生解决城市燃气输配复杂工程问题的能力和素质。

油气排放及回收的研究进展

在分析油气排放及回收领域面临的新形势和新挑战后,提出了油气排放及回收领域研发的新理念及应对策略。分别从油品蒸发及油气扩散的基础物性参数、油罐蒸发排放内在的油气传质规律、基于模块设计与积木式组合的油气回收成套技术等方面,总结了油气排放及回收领域的研究进展;尤其创新性地构建出油气传质因子和油气-空气间集中归一化的拟对流扩散系数的测算方法,揭示了油气排放及回收的内在规律,指出今后的研究方向和研究重点。建议多方面协同合作来研究油气污染全过程的控制,分离净化及资源化利用的基础理论、关键技术、成套装备,从而及时地满足社会科技和经济发展的重大需求。

水力旋流器内部流体流动特性PIV实验

为了研究水力旋流器内部流体流动特性,利用激光粒子测速技术(PIV)对双切向入口双锥水力旋流器内部流体流动的全流场进行了测量,利用Tecplot进行了流场显示,切向速度、轴向速度和径向速度提取及涡量计算,并绘制了零轴向速度包络面(LZ-VV)。研究了不同流量条件下,水力旋流器旋流腔中流体的切向速度和径向速度分布特点、上锥段中流体轴向速度分布特点、上锥段中流体局部涡量特征、上锥段中流体零轴向速度包络面(LZVV)的分布特性。结果显示,水力旋流器旋流腔中的流体切向速度呈中心对称的凹抛物线形分布,旋转动量主要集中在器壁和气柱处,径向速度呈不对称的双M形分布,且靠近气柱处的径向速度比器壁处的要大。上锥段中流体的轴向速度呈不规则的M型分布,轴向速度与流量不呈十分一致的关系,而是随着流量的增加,轴向速度有波动。上锥段中径向上的局部涡量呈不规则的双M形分布,靠近旋流腔壁处,负涡量的绝对值较大;零轴向速度包络面(LZVV)为一近似不规则的圆锥面,双切向入口中流体流量和介质黏度影响LZVV面的形状和分布位置。

复合添加剂对二氧化碳水合物生成条件影响的实验研究及动力学模型建立

基于水合物法储存分离二氧化碳具有较广阔的应用前景,通过实验研究了复合添加剂对二氧化碳水合物生成条件的影响,选用十二烷基硫酸钠(SDS)和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)以及两者的混合溶液作为实验用溶液,研究发现当采用浓度为265mg/L的SDS和SDBS质量比为1:1的复合添加剂溶液时,二氧化碳水合物的相平衡点最低,最易生成,此时的溶液体系能很好的促进水合物生成,而且比单一的SDS溶液或者SDBS溶液体系下水合物的生成条件都有所降低。建立了考虑复合添加剂促进作用的新型水合物生成动力学模型。

拱顶罐收油过程中油气扩散排放的数值模拟

拱顶罐收油过程中油品蒸发及油气扩散排放规律对环境污染控制及损耗评估具有重要意义。基于VOF模型、扩散传质模型和RNGk-ε湍流模型,对5000m^3拱顶油罐底部装汽油进行数值模拟研究,分析比较了不同装油速度、不同油罐初始油气质量分数下,罐内油气扩散及蒸发损耗规律。结果表明,增加装油速度,汽油蒸发率减小,损耗率变化不大,约为0.022%;增加油罐初始油气质量分数,汽油蒸发率减小,损耗率增大。建议API(美国石油学会)拱顶油罐收油蒸发损耗评估公式中考虑装油速度和初始油气质量分数的影响。

水平管内气液两相螺旋流压降规律实验研究

在气液两相流实验装置上进行了流型和压降的实验。以空气和水为实验介质,对水平管内气液两相螺旋流的流型进行了研究。依次得到螺旋波状分层流、螺旋泡状流、螺旋弥散流三种典型的流型图像。并分析了流型、体积含气率、气液折算流速以及叶轮起旋参数等因素对气液两相螺旋流压降的影响。最后实验表明,流型是影响压降规律的主要因素,其他因素对压降的影响亦有影响。螺旋弥散流是压降梯度最小的流型。以上结果对今后相关的研究以及工程实际应用具有重要的指导意义。

囊泡状二氧化硅的合成及油气吸附性能

以正硅酸四甲酯(TMOS)为硅源,P123(EO20PO70EO20)为表面活性剂,在p H=6的磷酸缓冲体系中制备了囊泡状二氧化硅材料.利用乙醇萃取脱除模板剂P123,电镜观测结果表明所得二氧化硅具有大孔囊泡结构,N2吸附结果表明其具有高比表面积和大孔容.通过Boehm滴定法确定了硅羟基数量与吸水率呈正相关.用囊泡状二氧化硅材料与商业化活性炭(AC)和硅胶(SG)对水蒸气、正己烷和油气进行静态吸附.在自建的动态正己烷吸附装置上用对囊泡状二氧化硅材料和商业化AC和SG对正己烷进行动态吸附.吸附结果表明,囊泡状二氧化硅材料的静/动态吸附容量和稳定性都远高于商业化活性炭和硅胶.

稻壳基脱硅活性炭的制备及其对油气吸附性能研究

利用碳酸钠对稻壳进行水热脱硅,得到脱硅稻壳炭(RHC),并以RHC为原料,分别使用一定浓度的NaOH、H3PO4和ZnCl2在一定温度下对RHC进行活化改性制得稻壳基脱硅活性炭(RHAC)吸附剂,并依据RHAC对正己烷的静态吸附率进行实验条件优选,并对优选条件下制得的RHAC进行油气动态吸附实验及其物性参数表征。结果表明:H3PO4溶液活化RHC制备RHAC为最佳活化剂,最优实验条件为H3PO4溶液浓度34%,浸渍时间6h,活化时间60min,活化温度500℃;RHAC对油气的饱和吸附率为26.39%,比表面积为823.68m2/g,总孔容为0.645cm3/g,平均孔径为2.163nm。

功能化有机硅纳米管的合成及其油气吸附性能研究

利用溶胶-凝胶法制备出管径狭长、壁厚微薄的有机硅纳米管,通过引入阻聚剂对其表面进行修饰,并对样品结构进行表征。将样品、商业化活性炭(AC)和硅胶(SG)对水蒸气、正己烷和油气进行静态吸附实验对比,并在自建的动态正己烷吸附装置上进行动态吸附实验。吸附结果表明,所制备的有机硅纳米管材料的静/动态吸附容量和稳定性都远高于商业化活性炭和硅胶。

离子液体BMIM-Cl对甲烷水合物生成抑制的实验研究

研究将离子液体BMIM-Cl(1-丁基-3-甲基咪唑氯盐)用作甲烷水合物抑制剂,考察了不同质量浓度的BMIM-Cl溶液对甲烷水合物形成的抑制效果。结果表明,BMIM-Cl可抑制甲烷水合物生成,且抑制效果随其质量浓度的增大而增强。在w(BMIM-Cl)分别为50×10-6、100×10-6时和500×10-6时,它抑制甲烷水合物生成的时间分别为450min、620min和1000min。

天然气脱硫技术研究现状与发展趋势

目前天然气的脱硫方法主要有湿法脱硫、干法脱硫、生物法脱硫、膜法脱硫等。随着研究的深入,离子液体技术、超重力脱硫以及臭氧氧化法等新技术为天然气脱硫领域拓展了新的方向。介绍了现有常用的脱硫工艺,指出了各法的优势及存在的问题,并提出了今后脱硫技术的发展趋势。

不同NaCl浓度对油气集输管道用钢冲刷腐蚀协同作用的影响

目的量化不同Cl^–浓度下的冲刷腐蚀协同作用。方法利用旋转圆柱电极实验装置,在模拟油田采出液中,通过腐蚀质量损失、形貌观测和电化学分析(包括Tafel曲线测试和阻抗谱测试等方法)得到20号钢在不同Cl^–浓度下的冲刷腐蚀规律。基于纯冲刷、纯腐蚀和冲刷腐蚀在不同Cl^–浓度下的质量损失速率和电化学拟合结果,得到纯腐蚀、纯冲刷及其相互作用对冲刷腐蚀的贡献。结果在模拟油田采出液中,当NaCl溶液质量浓度小于4.5%时,冲刷腐蚀质量损失率随Cl^–浓度的增大而增大,最高增至0.44 mg/(cm^2·h)。由于在每种Cl^–浓度下施加相同的电位保护,因此,由纯冲刷导致的质量损失变化不大。从图像来看,随着Cl^–浓度的增大,材料表面逐渐出现明显的腐蚀坑。结论Cl^–浓度对材料腐蚀有明显的促进作用,并且存在临界Cl^–浓度。冲刷腐蚀质量损失率与形貌观测有良好的一致性,且不同Cl^–浓度下的冲刷腐蚀均为电化学腐蚀-冲刷混合控制,其中电化学腐蚀占据主导地位。对于协同作用方面,随着Cl^–浓度的增加,腐蚀对冲刷的促进作用逐渐增大,而冲刷对腐蚀的促进作用先逐渐增大再减小。

气体和粉尘燃爆机理实验平台设计

设计了一种多结构、多段式气体、粉尘燃爆机理实验平台。该实验平台可实现直管、弯管和分叉管自由组合,可以模拟各种工业实际工况下气云、粉尘燃爆实验,探究燃爆事故机理,提出事故防治技术措施。详细阐述了实验平台功能需求、平台构成、爆炸管段设计计算、数据处理、实验结果分析等。学生通过实验,可以了解易燃易爆气体、粉尘燃烧爆炸的基本现象、爆炸效应及爆炸机理,掌握燃烧、爆炸测试中高频数据采集、处理的方法,加深了学生对可燃气体、粉尘燃烧爆炸规律与防治的认识,提高了学生的安全意识。