川东地区超深超高温储层高温胶凝酸酸岩反应动力学室内研究与实践

酸岩反应动力学参数是分析酸岩反应特征、评价酸液体系及酸压设计的关键基础参数,为正确分析酸岩反应速率规律、指导酸压施工设计提供基础。通过开展用于四川盆地川东下古生界-震旦系的180℃高温胶凝酸酸岩反应动力学实验,建立了酸岩反应动力学方程,得到了180℃、500 r/min、7 MPa条件下,酸岩反应级数m=0.696 9,反应速度常数K=1.09×10~(-4)(mol·L)~(-m)·mol/(cm~2·s),反应速度方程为J=1.09×10~(-4)C~(0.696 9);其活化能Ea=23 706 J/mol,酸岩反应动力学方程为J=0.070 5e~(-23 706/RT)C~(0.696 9);并明确了胶凝酸的温度、酸液浓度对反应速度的影响程度。     

地面交联酸与叙利亚灰岩的反应动力学

采用旋转岩盘装置在60、90、120和150℃进行了地面交联酸与叙利亚灰岩的反应动力学实验,建立了相应温度下表征该交联酸液与目的层灰岩反应的动力学方程。结果表明,反应体系的温度对其反应速率有重要影响,温度越高,反应越快,60、90、120和150℃下地面交联酸与灰岩的反应速率常数分别为5.68×10~(-8)(mol/L)~(-1.51)/(cm~2·s)、1.94×10~(-7)(mol/L)~(1.03)/(cm~2·s)、2.76×10~(-7)(mol/L)~(-0.72)/(cm~2·s)和1.62×10~(-6)(mol/L)~(-0.42)/(cm~2·s),反应级数分别为1.51、1.03、0.72和0.42;与常规胶凝酸相比,60℃时地面交联酸的反应速率常数小1个数量级,120℃时小2个数量级,缓速性优良,体现了在高温深井碳酸盐岩油藏酸压的优势,对增大酸压有效作用距离更为有利。     

甲基苯基碳酸酯歧化反应动力学的研究

甲基苯基碳酸酯(MPC)是碳酸二甲酯(DMC)与苯酚酯交换合成碳酸二苯酯(DPC)路线的中间体,MPC歧化反应生成DPC是该路线的关键步骤。以Bu_2SnO为催化剂,考察了催化剂用量、内外扩散、反应温度等对MPC歧化反应的影响,根据不同反应条件下MPC转化率随时间的变化建立了动力学模型。实验结果表明,MPC歧化反应正反应和逆反应均为二级反应,正反应的活化能为79.047kJ/mol、指数前因子为8.908×10~6 m~3/(mol·min);逆反应的活化能为78.377 kJ/mol、指数前因子为4.167×10~7 m~3/(mol·min)。在实验条件范围内对所得的动力学方程进行了验证。     

聚乙烯的气固相氯化反应动力学研究(Ⅱ)

根据反应历程提出了聚乙烯在固态下进行氯化反应的自由基链反应动力学方程,并通过由搅拌式气固相氯化反应装置得到的实测数据,对该动力学方程进行了验证.所得动力学方程的积分形式为:ln(1)/(1-X)=kt(1-a)速度常数 k 随温度变化,阿累尼乌斯方程中的活化能 E=35.8(kJ/mol),指前因子A=0.091(atm·h)~(-1).     

正己烷在Pt/HBeta催化剂上的异构化反应动力学模型

采用等体积浸渍法制备了Pt/HBeta催化剂,并在10 mL固定床反应装置上评价了反应温度和质量空速对Pt/HBeta催化正己烷临氢异构化反应的影响,在此基础上建立正己烷异构化反应动力学模型。结果表明：在 240~260  ℃内正己烷临氢异构化反应可以用拟一级动力学模型来描述,反应的活化能Ea=139.06 kJ/mol,指前因子A=7.3814×1013 h-1;建立了连串反应动力学模型,第一步反应活化能Ea=167.80 KJ·mol-1,A=7.2130×1016 h-1,第二步反应活化能Ea=118.34 KJ·mol-1,A=1.3053×1011 h-1;当反应温度大于260 ℃,拟一级动力学模型不再适合,修正后270 ℃时的反应级数为1.3,280  ℃时的反应级数为1.7。     

胜利VGO加氢精制反应动力学模型的研究

本文报道了胜利VGO在LHC—11一段法缓和加氢裂化催化剂上,加氢精制反应动力学的研究结果。在氢分压6.86MPa,温度380～410℃,体积空速0.5～2.8h~(-1),氢油体积比为800的条件下,得到了脱总氮反应的动力学模型为Ln 1/1-y=6430158exp(-9870 1/T)1/LHSV;脱碱氮反应的动力学模型为Ln 1/1-Y=2.54×10~8exp(-12100 1/T)1/LHSV所得模型预测值和实验值拟合良好,精度和置信度令人满意。脱硫反应是一个快速反应,在所有实验条件,即使在高空速下,硫化物转化率均在93％以上。     

渣油加氢脱残炭动力学模型研究

针对炼油厂渣油加氢装置进料性质的变化引起产品及工艺条件变化的情况,提出一种渣油加氢脱残炭反应动力学模型并对其进行了验证。结果表明,在反应压力为17.0 MPa、液时空速为0.4 h-1、氢油体积比(700~1 000)∶1、反应温度380~418℃的工况下,以两种常压渣油的混合油为加工原料,选择催化剂活性平稳阶段(1 000~2 000 h)工业装置数据进行了非线性拟合获得动力学参数和理论反应温度,将该温度下产品残炭计算值与实验值进行了对比,两者以对角线形式均匀分布,非常吻合,且两者平均相对误差为1.6%;对理论反应温度与预期运行周期(DOS)进行拟合,催化剂活性稳定后两者呈较好的线性关系,通过计算得知,当装置操作温度达到418℃时的DOS计算值为548 d,DOS实验值为523 d,两者平均相对误差为4.6%,说明该模型准确度较高。最后选用其他原料油对该模型进行了验证,验证产品中残炭实验值与计算值平均相对误差为1.3%,当反应温度为399.65℃时的DOS计算值与实验值的平均相对误差为4.1%,满足动力学相对误差不大于5%的要求,说明该模型可靠性较高。     

乙烯催化氧化制环氧乙烷反应动力学

本文以工业应用为目的,在固定床积分反应器上,对乙烯在银催化剂上的氧化反应动力学(氧气法)进行了研究。并单独考察了环氧乙烷深度氧化的反应。所得结论为: (1)环氧乙烷深度氧化存在均相和催化两条反应途径。乙醛是深度氧化反应的中间物。在实际生产条件下,环氧乙烷氧化的反应速率(r_3)可以忽略。 (2)所得该催化反应的机理性动力学方程: r_1=K_1P(C_2H_4)P_(Q_2)/(K_1P_(CQ_2)+K_2P_(Q_2)~(1/2)P_(H_2Q)) r_2=K_2P(C_2H_4)P_(Q_2)~(1/2)/(K_1P_(CQ_2)+K_2P_(Q_2)~(1/2)P_(H_2Q)) 模型形式简单,参数值合理,可较好地反映工业装置内的实际反应状况。 (3)参数估值等计算方法及所编程序有效性强。     

苯与长链烯烃在磷铝系催化剂上的烷基化反应动力学研究

首次采用磷铝固体酸催化剂替代氢氟酸对苯与长链烯烃的烷基化反应过程进行了研究。反应过程在自制的固定床反应器中进行,且消除了内外扩散的影响。在反应温度533 K、压力4.8 MPa、空速1 h~(-1)和苯/烯摩尔比8:1的条件下测定了本征动力学数据,实际动力学方程计算线形回归约为r=kC_A,频率因子k_0=7.509×10~4,反应活化能△E=198.0 kJ/mol。依据L-H和R-E机理推导出的模型方程约为r=k'C_A,频率因子k'_0=9.268×10~4,活化能△E=191.5 kJ/mol。因此,可近似认为表面反应是反应的速率控制步骤。     

连续流微通道反应器中二氯丙醇合成环氧氯丙烷的浓度分布及动力学分析

为简化反应系统的连续控制,提高装备利用率,采用一种具有脉冲混合结构的微通道反应器,考察了连续流反应器内二氯丙醇(DCH)合成环氧氯丙烷(ECH)的反应动力学,研究了反应温度、停留时间对反应产物组分的影响。建立了二氯丙醇环化与环氧氯丙烷水解的动力学方程,并进行了验证。环化反应动力学方程为:r_1=7.57×10~(14)·e~(-11146.3/T)·C_(DCH)·C_(NaOH),环氧氯丙烷的水解反应动力学方程为:r_2=5.43×10~(10)·e~(-8 263.2/T)·C_(ECH)·C_(NaOH)。利用得出的动力学数据,分析了连续流微通道反应器的优势,为反应器设计与连续流工艺的改进提供了依据。     

渣油加氢反应模型的建立与研究

为了更好的控制产品质量，提高装置生产效率，以国内某厂渣油加氢装置反应部分为研究对象．建立了渣油加氢脱硫、脱氮数学模型。采集该装置正常生产数据，通过数值拟和的方法，对模型进行求解，得出脱硫反应的反应级数为1．9，反应指前因子为0．87，反应活化能为1．233kJ／mol：脱氮反应的反应级数为1．1．反应指前因子为0．09，反应活化能为2．250kJ／mol。取生产数据对模型进行验证表明，该模型的建立是成功的，对于优化装置操作有一定的理论指导意义。     

炼油厂烯烃资源气中NO_x的分析方法研究与应用

研制了用于富集NO2的固体吸收管和氧化NO的专用氧化管,利用动态法配制的痕量NOx为模拟评价气体,离子色谱(IC)为评价手段,在考察各项定量参数以及共存组分干扰的基础上建立了固体吸收管富集-IC法检测的成套分析方法,可用于炼油厂烯烃资源气中NO和NO2含量的检测。当采样量为25L时,NO和NO2的最低检出限分别为3nL/L和2nL/L。采用该方法测定中国石化北京燕山分公司干气提浓乙烯装置和高温蒸汽裂解装置中NOx的分布情况,方法适用性良好。     

游梁抽油机井井下油水分离器设计及仿真分析

针对游梁式抽油机井间隙供液的特点,设计了适用于139.7 mm(51/2英寸)套管的井下油水分离器,与游梁式抽油机配套使用,在井下完成油水分离、原油举升和采出水回注工艺。根据游梁抽油机的机构运动规律,推导得出了井下水力旋流器的入口流量波动曲线。将该曲线转换为流体仿真模型的瞬态入口边界条件,数值模拟得出了井下旋流器的三维瞬态流场分布,得到了底流含油浓度波动规律。     

降低催化裂化再生烟气中NOx含量的LDN-1型助剂的工业试验

由洛阳石油化工工程公司工程研究院开发的降低催化裂化再生烟气中氮氧化物含量的助剂LDN-1在中国石油天然气股份有限公司独山子石化分公司催化裂化装置上得到了成功应用，结果表明：该助剂能够显著降低再生烟气中NOx含量并具有良好的CO助燃功能，在催化裂化主催化剂中加入质量分数为3％左右的LDN-1助剂。可使再生烟气中的NOx质量浓度从1400mg／m^3降至330mg／m^3，NOx脱除率达75％。同时不会对产品分布和产品性质产生不良影响。     

第二类吸收式热泵回收炼厂低温余热实例

介绍了采用两级第二类吸收式热泵代替原有锅炉,利用常减压、催化裂化和延迟焦化装置的低温余热产生0.35 MPa蒸汽作为气分装置脱乙烷塔再沸器热源的节能方案。设计了1台热负荷为5 000 kW的热泵,其性能指数为0.321 2。该热泵系统投用后每年可节约渣油4 013 t,同时减少CO2排放量6 947.50 t,投资回收期为0.848 a。     

定性判别电潜泵剪切作用造成产液乳化的数值模拟方法

地层产液乳化是开采过程中常见的储层伤害类型之一。电潜泵剪切作用有可能造成或加剧产液乳化。产液乳化在流入井筒前产生还是在井筒内造成，判断难度较大。利用多相流连续性方程、动量方程、能量方程，建立考虑剪切作用的井筒多相流动态理论模型。将各相分量代入方程，建立油田产液的井筒多相流动态理论模型。再代入实际生产数据，建立适合油田的数学模型，计算了5口井产液量，与实际产液量相近，表明模型合适。预测该油田5口典型井的原油含水率分别为0、20%、40%、60%、80%时，井深与井内流体压力分布关系。结果表明，将产液提升单位高度消耗的能量，泵前小于泵后，电潜泵加剧了产出液的乳化程度。该研究为较准确地判断是否产液乳化造成储层伤害提供了依据。     

油田年产油量与含水率预测方法

油田产量出现递减以后,无因次累计产量与无因次时间在直角坐标中是一条通过坐标原点斜率为1的直线,用这个直线方程可以预测任何油气田的产量变化动态.将这个无因次方程与甲型、丙型水驱特征曲线相结合,得到了两个预测油田含水率变化动态的经验公式,用这些公式预测油田含水率变化,结果是令人满意的.在介绍这一预测方法的基础上,运用国内外2个油田开发实例比较详细的说明了上述预测方法的应用过程,预测结果表明,与油田实际开发指标相吻合.     

钇金属-有机骨架(Y-MOF)材料吸附脱硫性能及其吸附动力学特性

以稀土钇为金属离子,1,3,5-均苯三甲酸(BTC)为配体,在水热条件下合成了钇金属-有机骨架材料(Y-MOFs)。以噻吩/正辛烷作为含硫化合物模型油品,研究了Y-MOFs材料的吸附脱硫性能和吸附脱硫动力学特性,获得了吸附脱硫动力学方程和吸附脱硫等温线。结果表明,Y-MOFs材料在油/剂比为100和吸附温度为 303K的优化条件下,具有很高的吸附脱硫能力,吸附脱硫率为80.7%,吸附脱硫容量为30.7 mgS/g。Y-MOFs的吸附脱硫过程符合拟二级动力学模型,动力学方程为dqt/dt=0.007(31.97-qt)2。在液时空速在1.0 ~1.8 h-1范围,Y-MOFs材料对噻吩的穿透硫容在2.21%~1.80%范围。     

基于压力监测的水平井临界出砂预警模型——以新疆H储气库为例

新疆H储气库作为中国最大的气藏型砂岩储气库,调整方案采用水平井整装部署,单井具有强注强采和大排量吞吐的特点,若生产压差过大,会破坏岩石骨架,携带出的砂粒冲蚀生产管柱甚至堵塞井筒导致气井停产,影响储气库的整体调峰能力。开展基于压力监测的水平井临界出砂预警模型研究,利用适用于H储气库的物质平衡方程、状态方程和流动方程,建立水平井动态生产压差监测模型;同时开展水平井临界出砂压差现场测试,确定岩石坚固程度判断指标“C”公式模型以预测临界出砂压差,二者结合形成水平井动态出砂压差预警模型,模型压力与实测压力吻合率超93%。不仅可以实现对水平井动态生产压差的实时监测,还为水平井最大调峰能力评价和后续调峰配产奠定了基础。     

中型炼油厂碳排放评估与碳减排措施

针对某中型炼油厂，依照SH/T 5000—2011和SH/T 3110—2001核算其碳排放量，考察了不同生产工艺和不同碳捕集技术对碳减排的作用效果。结果表明:该炼油厂碳排放量列前3位的装置依次为煤制氢装置、催化裂化装置和延迟焦化装置，占比分别为21.37%，16.00%，11.96%；制氢装置的主要碳排放源为工艺排放CO2，约占装置总排放量的95.0%以上，采用膜法回收制氢解吸气中H2与CO2的耦合工艺，可实现直接碳排放减排量为152.86 kmol/h，回收CO2为5 380 t/a；通过减少以电力和蒸汽为主的公用工程消耗，可降低CO2的间接排放；新型悬浮床渣油加氢工艺装置较传统焦化装置具有显著降低碳排放的作用。