- 姚宏;宋磊;顾慈兵;刘力;梁斌;
目的 石油催化裂化再生烟气中氮氧化物（NO_x）需要采用氨气选择性催化还原（NH_3-selective catalytic reduction,NH_3-SCR）脱硝技术脱除。然而，传统的钒基催化剂低温活性差，易受到SO_2的影响而发生中毒和失活，从而缩短其使用寿命，需要开发具有优异的低温活性和高抗SO_2中毒性能的脱硝催化剂。方法 制备了一种新型Co掺杂的Cr_2O_3/Al_2O_3催化剂，研究了Co的掺杂量对Cr_2O_3/Al_2O_3催化剂的低温活性及抗SO_2中毒能力的影响。结果 (1)催化剂活性测试结果表明，掺杂Co可以显著提升Cr_2O_3/Al_2O_3催化剂的低温活性，其中，掺杂Co摩尔分数为20%的催化剂表现出最佳活性，当温度为116℃时，NO_x转化率达到90%，且具有较好的抗SO_2中毒能力；(2)催化剂表征结果表明，在催化剂中掺杂Co可增加酸性位点数量、Cr~(6+)和表面吸附氧物种数目，从而提高选择性催化还原（selective catalytic reduction, SCR）反应速率。结论 所开发的经Co修饰的Cr基脱硝催化剂可实现低温脱硝，有利于石油催化裂化装置再生烟气中氮氧化物的脱除。
2025年06期 v.54;No.290 1-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 2703K] [下载次数：202 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 王诗慧;蒋巍;张雪莹;刘可;张春阳;胡超;倪伟;
天然气作为一种重要的化石能源，在全球能源结构与能源转型过程中占据重要的地位。天然气处理技术对于提升产品气气质、保障设备安全运行及符合环境监管的要求至关重要。然而，由于生产过程涉及多相态、传质、传热及多价态化学反应的复杂耦合，表现出强非线性和动态不确定性，使得传统基于机理模型的建模方法在精度和计算效率方面受到限制。近年来，基于机器学习的数据驱动建模技术通过挖掘过程数据中的内在规律，展现出高度的灵活性与优异的预测精度。但由于缺乏机理约束，其可解释性和外推性仍存在明显不足。为应对上述挑战，机理与数据驱动相结合的混合建模技术逐渐成为研究热点。混合建模技术充分融合了机理模型的物理化学可解释性与数据驱动模型的灵活性和高效性，能够提升复杂化工过程建模的精度、计算效率及模型鲁棒性。综述了机理建模技术、数据驱动建模技术及混合建模技术的研究进展，并探讨了上述技术在天然气处理过程建模中的应用前景和挑战。
2025年06期 v.54;No.290 11-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 1287K] [下载次数：167 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 韩龙年;方友;胡淼;宋宇;杨国明;郑港西;辛靖;张海洪;
目的 解决某炼油厂两套蜡油高压加氢裂化装置柴油变色给产品出厂带来不利影响的问题。方法 针对柴油变色问题进行原因分析，从柴油产品的常规性质和安定性、不同存储环境对产品性质的影响、添加剂对柴油产品外观颜色的影响三方面进行了分析。同时，对变色柴油中的显色物质进行富集，并进行了分子表征。结果 两种柴油产品的颜色对紫外光均较为敏感，尤其是加工环烷基馏分油的蜡油加氢裂化装置所生产的柴油产品，其终馏点偏高，芳烃含量略高，极易在紫外光催化的作用下产生微量的显色物质，从而影响产品的外观。针对上述原因，提出了改善柴油产品颜色的建议：(1)降低柴油产品的终馏点或提高加氢深度，以降低其芳烃含量；(2)在柴油产品的转运、储存等环节完全避光；(3)适度添加微量的光热稳定剂，以提高柴油产品的光热安定性。结论 通过采取上述措施，可解决柴油变色问题，为其他加氢裂化装置提供参考。
2025年06期 v.54;No.290 21-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 1531K] [下载次数：24 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 艾国生;杨建宏;李国娜;冯鹏刚;张波;张维智;李志岩;韩中喜;
目的 研究可再生脱汞剂的低温吸附和高温脱附特征，以期对工艺参数的选择提供参考。方法 开展了不同温度下的可再生脱汞剂吸附实验及不同程序升温条件下的脱附实验研究。结果 可再生脱汞剂在20～80℃的范围内对汞蒸气均具有吸附作用，但温度越高，吸附能力越弱。恒速升温脱附实验结果显示，脱汞剂的脱附曲线呈现出双峰特征，主峰峰面积占据主导地位。恒温温度越高，可再生脱汞剂的汞脱附率越高，恒温时间和吸附时间对可再生脱汞剂的汞脱附率影响较小。结论 可再生天然气脱汞吸附温度宜控制在60℃以下；考虑到钢材的耐温性和再生能耗，再生时的恒温温度宜控制在300℃左右。
2025年06期 v.54;No.290 30-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 1890K] [下载次数：55 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 李昊;郭新锋;王滋樟;王天任;彭善碧;陈鸿伟;宋杨凡;
目的 浸没燃烧式气化器（submerged combustion vaporizer,SCV）是液化天然气（liquefied natural gas,LNG）产业链中的核心换热设备，通过优化SCV的性能构型和运行参数，探究其运行特性。方法 采用数值模拟的方法，系统地对比了顺排/错排蛇形管与单孔/双孔/三孔烟气分布器共6种构型的传热性能，研究错排双孔构型下LNG入口参数与烟气参数对传热特性的影响规律。结果 错排双孔构型SCV的综合传热性能最优，当LNG入口流量、LNG入口压力、烟气表观速度和烟气入口温度上升时，SCV的总体传热性能均呈现上升趋势。结论 通过改变蛇形管错排布局与双孔烟气分布器的协同设计，强化了SCV的气液两相换热过程，为SCV的国产化设计提供了结构优化与参数调控的双重参考。
2025年06期 v.54;No.290 38-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 1854K] [下载次数：142 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] - 刘洋;肖立;李宇航;孙小虎;何亚彬;
目的 针对大型液化天然气（liquefied natural gas, LNG）储罐在长期运行过程中因温度变化及膨胀珍珠岩沉降导致的隔热层失效问题，研究其对保冷性能与结构安全性的综合影响。方法 通过理论推导与数值模拟对比，分析珍珠岩隔热层在沉降过程中的密度分布变化规律及其对漏冷的影响机制；基于ABAQUS有限元软件，构建考虑沉降效应的储罐热-力耦合模型，开展敏感性分析以量化沉降对温度场分布的影响。结果 (1)珍珠岩沉降导致底部区域密度升高，形成局部热桥效应；(2)沉降引发的上部空隙扩大了低温热应力分布范围，储罐底部混凝土层最大热应力增大；(3)蒸发气（boil-off gas,BOG）在环形空间的聚集会加剧局部温变速率，可能诱发混凝土开裂风险。结论 珍珠岩沉降是导致LNG储罐保冷性能退化及结构安全风险的核心因素；通过优化珍珠岩填充工艺、增设气体导流装置，可改善对BOG的影响程度。研究成果为超大型LNG储罐的设计优化与全寿命周期维护提供了理论依据和工程指导。
2025年06期 v.54;No.290 48-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 1252K] [下载次数：27 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ]
- 熊颖;陈鹏飞;蒋锐;李金涛;蒲万芬;杜代军;
目的 针对纯CO_2压裂过程中由纯CO_2较低黏度引起的压裂效果不佳和携砂能力差等问题，制备了新型的CO_2压裂液增稠剂。方法 基于硅氢加成反应制备改性硅氧烷增稠剂DHTAF，并在此基础上引入氟碳烷烃，通过化学作用进一步增强压裂液体系黏度。对合成的增稠剂进行了红外和核磁表征，并观察了其溶解性能，测量不同含量、温度和压力下的体系黏度，评价了其摩阻和携砂特性。结果 通过IR、~1H NMR分析，表明成功合成了目标增稠剂。所合成增稠剂溶解性能良好。压裂液黏度随增稠剂含量增加和压力升高而增大，随温度升高而降低，含质量分数为3%的DHTAF增稠剂的压裂液黏度（40℃、10.0 MPa下）可达3.408 mPa·s。摩阻系数随管路流速增大而减小，随增稠剂含量增加而增大；支撑剂沉降速度随增稠剂含量增加而减小。结论 在改性硅氧烷上引入氟碳烷烃可进一步增强CO_2压裂液黏度，为非常规油气资源超临界CO_2压裂技术提供了理论支持。
2025年06期 v.54;No.290 77-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 1541K] [下载次数：41 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 李渊;张波波;张太亮;徐浩楠;
目的 延安气田安塞区域属于低压、低渗、低丰度的“三低气藏”，非均质性强。该气田水矿化度高，Ca~(2+)、Mg~(2+)、Ba~(2+)、Sr~(2+)等高价离子含量很高，开采过程中随着温度、压力的变化，井筒极易结垢，形成垢堵。对于此类矿化度较高的“三低气藏”，需要有针对性地解堵，从而提高产能。方法 采用电感耦合等离子体发射光谱（inductively coupled plasma, ICP）、X射线衍射（X-ray diffraction, XRD）、离子色谱（ion chromatography, IC)等分析手段对气田水样、垢样进行了分析，研究了气田结垢趋势，开发了螯合型自生酸解堵体系，并对解堵体系进行了性能评价。结果 研究表明，该区域气井的堵塞物主要是地层水结垢、黏土矿物运移以及腐蚀产物沉积等垢堵物，确定了该地区井筒垢堵主要类型为碳酸盐垢。形成了CN螯合型自生酸解堵体系，垢溶蚀率达到80.8%，垢堵岩心的伤害恢复率为73.62%，现场应用后日产气量从0.2×10~4 m~3提升至1.5×10~4 m~3以上。结论 针对该区域气田研发的自生酸解堵工作液不仅可以溶蚀井筒堵垢，还可螯合成垢离子，使其不易成垢，在现场应用中取得了良好的解堵效果。
2025年06期 v.54;No.290 83-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 1325K] [下载次数：24 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 齐春民;夏宇;唐善法;王哲;李鑫;赵连吉;
目的 延长油田某地区存在注水井结垢堵塞严重、高压、欠注等问题，亟需采取有效措施明确其堵塞成因，提供解堵技术。方法 采用灼烧-失量法对堵塞物有机/无机类型及含量进行了探究，通过元素测试（elemental analyzor, EA）、X射线衍射（X-ray diffraction, XRD）、傅里叶变换红外光谱（Fourier transform infrared spectroscopy, FTIR）测试及电感耦合等离子体测试（inductively coupled plasma, ICP）明晰了堵塞物有机/无机组成成分，研究了一种适用于该地区注水井的多元复合酸化解堵体系（reservoir-tailored universal stimulation fluid, RTUS）。结果 注水井堵塞物无机成分主要为少量CaCO_3和Fe(OH)_3，有机成分为聚丙烯酰胺与聚丙烯酸等的降解产物。腐生菌的滋生、水质配伍性欠佳及水体有机组分难处理，导致了注水井环空区域的管道堵塞。以盐酸作主酸、柠檬酸复合有机酸体系作辅酸的RTUS，对不同井堵塞物的1 h溶蚀率≥85%,12 h溶蚀率≥90%。现场应用结果表明：RTUS体系解堵效果较好，试注清水一次成功，平均工作压力≤1.5 MPa，解堵后60天内注水平均工作压力2 MPa。结论 RTUS解堵体系基本解决了延长油田该地区的结垢堵塞和高压、欠注问题，为该地区降压增注作业提供了可行方案。
2025年06期 v.54;No.290 91-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 1425K] [下载次数：23 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 王彦然;苗超;徐勇;黄红兵;李静;
目的 探究页岩气井从排采初期至生产期的过程中返排液中的微生物群落构成及其演替过程。方法 采用16S rRNA测序方法检测返排液中的群落构成，分析各类菌门和菌属的相对丰度。结果 排采初期、排采末期和生产期的返排液中群落的丰度依次下降，3个样品的群落构成具有明显的差异，排采初期的优势菌群主要包括变形菌门、弯曲杆菌门、厚壁菌门、脱硫杆菌门。对应的属水平上的优势菌群有海泥海杆菌属、副球菌属等。排采末期的优势菌属主要是芽孢杆菌属。生产期的群落构成在属水平上与排采初期的相似之处在于优势菌群均包括脱硫微菌属等多种腐蚀性微生物，不同的是脱硫弧菌属、希瓦氏菌属等菌属仅在生产期为优势菌群。结论 该井在不同生产阶段下返排液中的群落构成差异较大，页岩气田的优势菌群从排采期到生产期有明显的更替演变。
2025年06期 v.54;No.290 98-102+164页 [查看摘要][在线阅读][下载 1698K] [下载次数：17 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 易勇刚;李敏;朱建忠;韩雪;吴佳娟;曾德智;
目的 解决新疆油田碳捕集、利用与封存（carbon capture, utilization and storage, CCUS）采出井高CO_2和高Cl~-含量环境下井筒高效低成本腐蚀防护问题。方法 通过电化学测试在常压、60℃、苛刻矿化度环境中筛选出最适宜的缓蚀剂，并测试了不同区块井筒温度条件下的缓蚀率，通过分子动力学模拟揭示了温度对优选缓蚀剂在钢材表面吸附的影响机制，通过高温高压釜实验得到了模拟工况下缓蚀剂的防护效果，通过长周期井下挂环明确了现场应用效果。结果 室内实验结果表明，在高含CO_2环境下，喹啉季铵盐缓蚀效果较优，缓蚀率大于90%，当温度从50℃升高至80℃时，其缓蚀率从94.86%降至90.86%，温度升高导致缓蚀剂分子吸附能降低，防护性能减弱。现场应用结果表明，新疆油田CCUS示范区主力区块缓蚀剂加注质量浓度降低至200 mg/L后，井筒腐蚀速率可控制在0.059 2 mm/a以内。结论 喹啉季铵盐缓蚀剂在高CO_2和高Cl~-含量环境下缓蚀性能优异，可用于CO_2驱采出工况井筒的腐蚀控制。
2025年06期 v.54;No.290 103-108页 [查看摘要][在线阅读][下载 1498K] [下载次数：47 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 戚亚东;吴华晓;方涛;尚宝兵;张华;王通;
目的 复合连续管缆在渤海N油田B48蒸汽吞吐井首次开展入井试验约1个月即发生开裂，为弄清管缆开裂原因，优选出适用于海上蒸汽吞吐井井况的管缆材料。方法 对开裂的CT90材质管缆开展了腐蚀失效分析，并对2205材质管缆的母材及焊缝按照相关标准开展了氢致开裂（hydrogen-induced cracking, HIC）和硫化物应力开裂（sulfide stress cracking, SSC）评价试验。结果 CT90材质失效原因为管缆焊缝未正火处理，导致焊缝晶粒粗大，晶粒中大量铁素体针片形成的脆弱面，使金属的柔韧性下降，在H_2S环境中发生SSC,2205材质管缆母材及焊缝通过HIC和SSC试验后均未出现开裂。2205材质的复合连续管缆在海上蒸汽吞吐井试验后也未发现开裂。结论 2205材质相对于CT90材质在蒸汽吞吐环境中适应性更好，能够满足海上蒸汽吞吐井的生产需求。
2025年06期 v.54;No.290 109-115页 [查看摘要][在线阅读][下载 1974K] [下载次数：227 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ]