- 韩晨玉;刘春雨;万宇飞;王文光;窦卓颖;蒋文明;
目的 针对超声速碳捕集技术中激波-相变耦合效应的核心科学问题,旨在揭示天然气膨胀过程中二氧化碳(CO_2)非平衡冷凝与激波演化的相互作用机制,突破分离器性能优化瓶颈。方法 通过构建CH_4-CO_2双组分凝结流动数值模型,系统地开展多物理场耦合分析,重点探究激波演化规律、流动模型差异性及能量回收效率对CO_2非平衡凝结的影响。同时,量化了热力学参数振荡与流动参数的非线性耦合机制。结果 超声速流场中混合气体在喉部下游达到临界过冷度后触发剧烈相变,在威尔逊点处形成大量冷凝核并伴随气相分子的聚集,潜热释放显著改变流场特性;而激波形成引发的温度跃升则导致液滴逆向蒸发,形成相变-流动的动态耦合效应。单相流动模型存在本质缺陷:其预测的激波强度较实际值高54.6%,激波位置滞后9.1%,且无法准确评估制冷能力与膨胀特性。进一步的研究发现,当能量回收效率由50.0%提升至75.0%时,激波位置前移39.5%。结论 临界效率阈值对避免液滴分离前出现二次蒸发至关重要,需在液化效率与能量回收间建立优化平衡。
2026年01期 v.55;No.291 1-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 1535K] [下载次数:57 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:8 ] - 王杰;范峥;刘涛;陈楠楠;韩洁;张钧涵;
目的 延长甲基二乙醇胺(MDEA)溶液的使用寿命并提高胺液吸收效果。方法 采用电渗析法脱除MDEA废液中的热稳定盐,通过单因素实验考查实验电压、运行时间、电极间距和极液浓度对溶液脱盐率的影响,利用方差分析筛选出显著影响因素。采用响应面法(response surface methodology, RSM)和径向基函数(radial basis function, RBF)神经网络模型,在实验的基础上进行模型优化。结果 建立了RSM与RBF神经网络模型,以70%的Box-Behnken实验数据进行训练、15%的实验数据分别用作测试和验证,其训练集、测试集、验证集和全部集的决定系数(R~2)分别为0.998 35、0.997 83、0.999 95和0.997 79,拟合能力良好。对比RSM和RBF模型发现,RBF模型的各项指标均优于RSM模型。将RBF神经网络与遗传算法耦合寻优,经过135次迭代后,得到最佳工艺条件。当实验电压为28.7 V、运行时间为14.92 h、极液浓度为0.158 mol/L时,溶液脱盐率可达到96.4%。t检验结果表明,预测值与实际验证值无显著差异,为MDEA溶液中热稳定盐的脱除提供了可靠的依据。结论 所确定的最优工艺参数可为同类装置提供参考。
2026年01期 v.55;No.291 11-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 1449K] [下载次数:104 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:7 ] - 范文轩;李永恒;宋宇;韩龙年;方友;郑港西;张海洪;辛靖;
加氢裂化技术在炼化企业重油深度加工、产品结构调整及炼油向化工转型中发挥着重要的作用。系统地综述了加氢裂化技术的反应机理与双功能分子筛催化剂的设计策略,探讨了长链烷烃、环烷烃及芳烃的加氢裂化反应路径,分析了金属与分子筛酸性双功能协同作用对碳正离子生成、裂解及产物分布的影响。从金属-酸中心协同、载体结构调控及杂原子改性等方面介绍了加氢裂化催化剂的合成进展。针对加氢裂化催化剂发展所面临的挑战,提出了未来可能的研究方向建议,旨在为加氢裂化催化剂的开发提供理论参考,助力炼厂向生产高附加值化工产品转型。
2026年01期 v.55;No.291 21-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 1026K] [下载次数:187 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:7 ] - 涂连涛;漆小川;郭旭;关创;袁宏国;
目的 解决炼油厂低凝柴油产能不足、焦化干气C_3~+组分含量高及新增循环氢脱硫单元后运行成本增加等问题。方法 按照分子炼油的理念,采用模拟软件建立柴油调合、吸收稳定、循环氢脱硫等单元模型,为优化工艺方案提供参考。结果 将常一线油、常二线油按质量比为1∶2进行混合,混合柴油凝点为-35℃、十六烷指数为52.6,可满足低凝柴油调合的需要。焦化干气中C_3~+组分体积分数由10.0%降至3.5%,减少占用裂解气压缩机负荷18.7 kmol/h,可多加工石脑油4 776 t/a。硫磺回收装置富胺液作为加氢裂化装置循环氢脱硫贫胺液使用。循环氢脱硫单元投用后,循环氢中硫化氢(H_2S)体积分数达到0.11%~0.22%,装置汽提蒸汽用量下降1.37 t/h,贫胺液用量下降27 t/h。结论 分子炼油工艺流程优化可有效提升装置的经济效益。
2026年01期 v.55;No.291 28-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 1013K] [下载次数:128 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:8 ] - 王蕊蕊;王超;姜少林;田龙;郝晓茹;盛伟;
目的 研究在277.15 K、5 MPa工况下,木质素协同氧化石墨烯体系在天然气存储方面的动力学性能。方法 首先,研究木质素-氧化石墨烯(sodium ligninsulfonate-graphene oxide,SL-GO)体系的表面张力、耗气量、气体反应速率;其次,对比SL-GO与十二烷基硫酸钠-氧化石墨烯(sodium dodecyl sulfate-graphene oxide,SDS-GO)两种协同体系在甲烷水合物生成时的诱导时间、储气能力、t_(50)等动力学指标。结果 在相同条件下,SL-GO体系能有效降低溶液表面张力,虽然储气能力与SDS-GO体系持平,但与SDS-GO体系相比,SL-GO体系诱导时间减少83.77%,水合物完全反应时间减少60.95%,甲烷气体消耗量达50 mmol所用时间减少30.75%。同时,还研究了2种协同体系在室温下水合物完全分解释放所需时间,得益于SL-GO体系分解时具有无泡沫的性质,其分解时间较SDS-GO体系缩短61.00%。结论 这些动力学性能表明SL-GO体系是一种比SDS-GO体系更加优秀、更有价值的动力学促进剂搭配。研究结果可为甲烷水合物储运技术提供相关的理论指导。
2026年01期 v.55;No.291 33-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 1643K] [下载次数:50 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:9 ] - 李桂军;宫超;周晓龙;
目的 通过流程优化,实现重整C_9~+重芳烃中高附加值产品回收率灵活调控及工艺低能耗。方法 基于常规四塔分离和三塔分离流程分析对比确定最优流程,并在此基础上进行关键操作参数优化和热集成设计。结果 在三塔分离单组分流程基础上增加溶剂分离塔,实现四塔分离多组分流程,可同步产出偏三甲苯及芳烃油(SA-1000、SA-1500),所有产品质量指标均达到要求,并且实现SA-1000回收率在17.8%~47.8%范围内灵活调整。基于灵敏度分析确定的溶剂分离塔最佳操作条件为塔顶压力50 kPa、总塔板数41块、进料位置第19块塔板、最小回流比3.62。同时,通过对脱重组分塔与溶剂分离塔进行热集成优化,实现两塔热耦合后系统总热耗降低11.79%。结论 优化后的四塔分离多组分流程可实现C_9~+重芳烃的高效益、低能耗分离,为高附加值产品分离的工业化应用提供参考。
2026年01期 v.55;No.291 41-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 1209K] [下载次数:60 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:8 ]
- 江藩;刘友权;冯逢;张博建;付铖;唐洪;
目的 为解决高磨区块灯影组气井井筒及地面频繁堵塞难题,开展了堵塞物成分分析和解堵液体系的制备与评价。方法 采用X射线衍射分析仪、等离子体光谱仪等对堵塞物进行成分分析,根据分析结果,基于协同作用,研制了一种以有机螯合酸、有机胺类和聚醚类为主剂,辅以缓蚀剂和表面活性剂等的解堵液体系。结果 堵塞物以FeS、FeS_2和S等为主,含少量酯类、有机硫醇类等有机成分。该解堵液在80℃时对气井堵塞物溶垢率可达69 g/L,对L360钢和镍合金825钢的平均腐蚀速率分别为0.033 1 mm/a和0.002 1 mm/a,对现场密封件溶胀率在0.9%~1.1%之间。结论 该解堵液对现场堵塞物溶解效果较好,对现场金属件和密封件具有低腐蚀性、低溶胀性的优点,适用于关井浸泡、开井返排的解堵工艺。在高磨区块成功应用51井次,根据措施前后油压、日产气量计算出解堵有效率达84.31%,保证了高磨区块灯影组气井的平稳生产。
2026年01期 v.55;No.291 62-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 1354K] [下载次数:138 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:8 ] - 李小刚;邱帮坤;梁彬;朱静怡;杨兆中;易良平;王浩洋;程启迪;
目的 针对自生热气技术用于低温储层压裂时,酸性催化剂与碱性压裂液相容性差、破胶速度过快且难以控制的问题,旨在构建一种具备延迟释放功能的酸性微胶囊体系,以实现压裂液在低温地层中的稳定、可控破胶。方法 采用双乳液–溶剂蒸发法制备酸性微胶囊,以溶解有乙基纤维素(ethyl cellulose ether, EC)的油相包覆盐酸芯材,并以聚乙烯醇(polyvinyl alcohol, vinylalcohol polymer, PVA)作为外水相稳定剂,构建稳定的W/O/W双乳液体系以实现催化剂的有效胶囊化。通过单因素试验和正交设计优化制备参数,利用扫描电子显微镜和激光粒度仪表征微胶囊的形貌与粒径分布,并开展其助破胶性能评价。结果 使用2.5 g EC、体积分数为4.50%的Span80、体积分数为1.0%的Tween-60和质量分数为2%的PVA稳定剂制备的微胶囊,其平均粒径为201.88μm,粒径分布均匀,球形度高,包覆率达到46.76%。结论 在与自生热气结合过程中,该微胶囊的多孔壳结构有助于HCl的缓慢释放,在40℃的低温条件下成功使压裂液在2 h内实现有效破胶,表现出显著的延迟破胶效果。该研究对保障低温储层压裂的有效破胶和拓宽微胶囊技术的应用范围具有重要的意义。
2026年01期 v.55;No.291 68-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 1384K] [下载次数:81 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:8 ] - 马应娴;徐磊;邹存虎;郭建春;徐广晓;
目的 针对济阳坳陷页岩油储层原有压裂液体系防膨及渗吸驱油效果不佳的问题,以减少黏土矿物膨胀伤害、提高压裂驱油采收率效果为目的,开展压裂液体系配方优化研究,形成适应济阳坳陷页岩油储层的低成本功能性压裂液体系。方法 在储层岩石物性特征研究基础上,优选了压裂液用高效渗吸剂与防膨助剂,配套油田原有的耐高温压裂液主剂,形成了适合胜利页岩油储层的兼具耐高温、防膨与渗吸驱油作用的功能性压裂液体系,并成功进行了现场应用。结果 该体系在200℃、100 s~(-1)剪切速率下剪切120 min后,体系黏度仍有56 mPa·s,破胶液对岩心渗吸置换效率为清水条件下的2.32倍,防膨率最高可达88.6%,对岩心伤害率低于25%。功能性压裂液体系在胜利页岩油现场试验37段,压后开井6个月平均日产油量71.4 t,较邻井提高16.29%;日产气量12 530.9 m~3,较邻井提高18.64%,增产效果良好。结论 研究成果可为进一步提高胜利页岩油压裂后的渗吸采收率和页岩油高效开发提供理论依据与技术支持。
2026年01期 v.55;No.291 76-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 1235K] [下载次数:308 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:8 ] - 吴德君;于春磊;刘西雷;鲁轩;陶德硕;李晓宁;汪歆迪;张先敏;
目的 针对高含水油藏常规开发方式剩余油动用难度大、采收率提高受限的难题,探索密井网与化学驱的协同增效机制,以指导现场高效开发。方法 综合运用物理模拟(二维平板填砂模型)和数值模拟技术,揭示了密井网与化学驱的扩大波及范围与高效驱油机理,分析了储层非均质性、井网类型及注采参数对开发效果的影响,并在G油田Q区块开展了实例验证。结果 井网加密通过增强井间连通性和流线重置,强制动用相对低渗区剩余油;化学驱则通过调驱和洗油作用,提高驱油效率。二者协同实现了“宏观波及与微观驱替”的双重强化,且储层非均质性越强,协同增效潜力越大。现场实践表明,采用优化的150 m×75 m正对排状井网,可使区块采收率最大提高13.3%。结论 密井网与化学驱协同开发模式能够显著提高高含水油藏的采收率,为同类油藏的深度开发提供了有效的技术路径。
2026年01期 v.55;No.291 84-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 2045K] [下载次数:195 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:8 ] - 黄刚华;陈学锋;曹军;甘勇;林清;刘启聪;刘通;
目的 明确典型碳捕集、利用与封存(carbon capture, utilization and storage,CCUS)技术环境下,温度对N80碳钢腐蚀影响规律,为CCUS的腐蚀控制提供理论支撑。方法 开展模拟评价试验,利用高温高压釜开展腐蚀试验,利用失重法计算腐蚀速率,应用扫描电子显微镜、X射线衍射分析仪和三维景深显微镜等技术分析腐蚀形貌、腐蚀产物成分。结果 当CO_2分压为4.0 MPa、H_2S分压为0.1 MPa时,N80钢管的均匀腐蚀速率随温度的升高呈现出先增加后降低的趋势,试片的腐蚀速率在100℃附近达到峰值(0.165 5 mm/a),试片表面存在不同程度的局部腐蚀。微观分析表明,在100℃条件下腐蚀产物膜主要成分为FeCO_3、FeS,缺陷最为明显,局部腐蚀也最为严重,保护性最差。结论 温度对CCUS工程的腐蚀反应的影响规律较为复杂,试验条件下CO_2和H_2S的分压比为20~500,试验条件下腐蚀过程由CO_2、H_2S协同控制。
2026年01期 v.55;No.291 91-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 1502K] [下载次数:115 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:7 ] - 钟洋;王永波;莫林;唐永帆;蒋志;刘伏俊;
目的 明确某含硫天然气集输管线连续穿孔失效原因。方法 按照建立的失效分析流程,采用宏观形貌分析、理化性能检测、金相组织分析、微观腐蚀形貌和腐蚀产物成分分析等方法,结合管线服役历史、运行工况环境情况、智能内检测与模拟实验,对失效原因及过程进行了分析。结果 管材的理化性能、金相组织均满足标准、设计要求;管线两次失效均发生在局部地势低洼点,呈现出腐蚀坑尺寸沿腐蚀发展方向减小的特征,失效形式表现为局部腐蚀穿孔失效;腐蚀产物结构疏松,主要为铁的硫化物和氧化物;智能内检测结果显示管道全线普遍存在不同程度的金属损失缺陷,且缺陷在管线底部、低洼处存在集中分布;模拟实验表明,未加注缓蚀剂时,管材腐蚀速率达0.305 6 mm/a;PIPESIM软件计算结果显示,失效时失效点处气、液相流速均处在较低水平。结论 单井站脱水装置脱水不彻底,在未加注缓蚀剂的情况下,管线内部积液发生严重点腐蚀,点蚀坑内发生自催化酸化,使腐蚀加剧,最终发生穿孔。
2026年01期 v.55;No.291 98-104页 [查看摘要][在线阅读][下载 2440K] [下载次数:51 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:8 ]