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小规模高含氮天然气脱氮-液化工艺模拟分析

现代化工 2024年第7期44卷 234-238页

作者：俞徐林中石化江汉石油工程设计有限公司湖北武汉430223

对于含氮气约为10%、处理量为150 000 m^(3)/d的原料气,当采用常规工艺液化时,不可避免地存在能耗高与LNG储罐安全隐患大等问题。为此,提出脱甲烷塔的塔底加热精馏、塔顶气增压冷凝回流和塔顶气冷凝回流3种脱氮-液化工艺,旨在比选出经... 详细信息

对于含氮气约为10%、处理量为150 000 m^(3)/d的原料气,当采用常规工艺液化时,不可避免地存在能耗高与LNG储罐安全隐患大等问题。为此,提出脱甲烷塔的塔底加热精馏、塔顶气增压冷凝回流和塔顶气冷凝回流3种脱氮-液化工艺,旨在比选出经济高效、适应性强的脱氮-液化工艺。采用HYSYS软件模拟分析3种脱氮-液化工艺的LNG质量、产量、能耗、排放尾气甲烷含量以及原料气含氮量变化对其适应性,结果发现,塔顶气增压冷凝回流脱氮-液化工艺的甲烷收率最高,达到97.2%;单位能耗最低,达12.81 W/m^(3)原料气;经济效益最好,年收入增加2 076.78万元。因此,该工艺最适合研究原料气的脱氮液化,其分析方法可供类似规模的高含氮天然气脱氮液化工艺比选参考。

关键词：天然气液化高含氮原料气脱氮工艺脱甲烷塔凝液回流

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氢气含量与加载频率对X80钢管接头疲劳裂纹扩展速率的影响

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机械工程材料 2024年第4期48卷 51-56页

作者：刘忠李毅宋卫臣辛萌中国石油化工股份有限公司工程部北京100728 中石化石油工程设计有限公司东营257026

在氮气,体积分数均为2%的H_(2)+CO_(2)以及体积分数分别为5%,2%的H_(2)+CO_(2)环境中,对X80钢管接头试样进行不同加载频率(0.1,1.0,10.0 Hz)的疲劳裂纹扩展试验,研究了氢气含量和加载频率对疲劳裂纹扩展速率的影响。结果表明:当加载频率... 详细信息

在氮气,体积分数均为2%的H_(2)+CO_(2)以及体积分数分别为5%,2%的H_(2)+CO_(2)环境中,对X80钢管接头试样进行不同加载频率(0.1,1.0,10.0 Hz)的疲劳裂纹扩展试验,研究了氢气含量和加载频率对疲劳裂纹扩展速率的影响。结果表明:当加载频率为1.0 Hz时,氢气含量越高,接头母材、热影响区和焊缝裂纹扩展速率越大,且焊缝中的裂纹扩展速率增大程度最大;含氢环境中焊缝的疲劳裂纹扩展速率小于母材和热影响区;当氢气体积分数为5%时,母材和热影响区均发生韧性断裂,但疲劳断口上存在微小的二次裂纹和少量平台状结构等脆性断裂特征,焊缝疲劳断口出现长度近80μm的二次裂纹,但断口形貌仍主要呈韧性断裂特征;氢气体积分数为5%时,随着加载频率增加,母材的疲劳裂纹扩展速率先增大后减小,加载频率为1.0 Hz时的疲劳裂纹扩展速率最大。

关键词： X80管线钢焊接接头氢致开裂疲劳裂纹扩展速率加载频率

油气田非金属管道失效预测及防控技术研究进展

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化工进展 2024年第3期43卷 1118-1132页

作者：张玉红李轩宇冯春健马春迅张晨周洋洋毕海胜青岛科技大学机电工程学院山东青岛266061 中国石油集团渤海石油装备制造有限公司辽河热采机械制造分公司辽宁盘锦124209 中石化石油工程设计有限公司山东东营257000

油气田金属管道腐蚀穿孔风险日趋严重,管道泄漏事故时有发生,玻璃钢管、钢骨架增强聚乙烯复合管、柔性复合管等非金属管道以其良好的耐蚀性和适用性在油气田开发生产系统中逐渐受到青睐。然而,由于管道在长期服役过程中遭受内外压载荷... 详细信息

油气田金属管道腐蚀穿孔风险日趋严重,管道泄漏事故时有发生,玻璃钢管、钢骨架增强聚乙烯复合管、柔性复合管等非金属管道以其良好的耐蚀性和适用性在油气田开发生产系统中逐渐受到青睐。然而,由于管道在长期服役过程中遭受内外压载荷、介质腐蚀等老化作用,随之而来的诸如基体开裂、管体脆断、纤维/基体界面脱黏、层间分离等各种失效问题亟待解决。基于此现状,文章综述了油气田常用非金属管道特点、应用、失效原因,以及非金属管道探测定位、无损检测技术、风险评估和寿命预测方法,针对非金属管道损伤失效的预防在管道制造、施工、运行、应用、维修及关键技术等方面提出了相关建议,并对非金属管道失效预防技术攻关方面进行展望,为非金属油气管道失效预测方法及其防控技术的相关研究提供有效支撑。

关键词：非金属管道失效检测技术风险评估预测方法

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油水交替环境中咪唑啉对CO_(2)腐蚀的抑制作用研究

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中国腐蚀与防护学报 2024年第3期44卷 707-715页

作者：欧阳嘉露王茜茜韩霞王子明厦门大学材料学院海洋材料腐蚀防护研究中心厦门361005 中石化石油工程设计有限公司东营257026

通过添加两类典型油溶性和水溶性咪唑啉缓蚀剂,检验了其在油水动态润湿环境中对碳钢CO_(2)腐蚀的抑制效果。研究表明,水溶性咪唑啉的缓蚀效果优于油溶性咪唑啉,其缓蚀效果差异主要源于油水界面行为的改变。油溶性咪唑啉分子通过增强油... 详细信息

通过添加两类典型油溶性和水溶性咪唑啉缓蚀剂,检验了其在油水动态润湿环境中对碳钢CO_(2)腐蚀的抑制效果。研究表明,水溶性咪唑啉的缓蚀效果优于油溶性咪唑啉,其缓蚀效果差异主要源于油水界面行为的改变。油溶性咪唑啉分子通过增强油相中自修复作用来提高缓蚀效果;水溶性咪唑啉分子可以有效抑制油水界面水滴的形成和长大等过程,减弱CO_(2)对油膜的破坏作用,增强动态润湿缓蚀效果。

关键词： CO_(2)腐蚀咪唑啉类缓蚀剂油水交替润湿

柠檬酸碳源强化低C/N校园生活污水脱氮性能

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环境科学学报 2024年第8期44卷 170-180页

作者：孙世佳李茹莹孙邓威天津大学环境科学与工程学院天津市政工程设计研究总院有限公司

柠檬酸作为柠檬酸生产废水(CAPW)的主要成分之一，具有作为强化污水生物脱氮补充碳源的潜质.本研究以传统碳源乙酸钠作为对照，考察了柠檬酸钠强化低C/N校园生活污水生物脱氮的效果，研究了碳源和氮素的去除效果及降解规律、活性污泥性... 详细信息

柠檬酸作为柠檬酸生产废水(CAPW)的主要成分之一，具有作为强化污水生物脱氮补充碳源的潜质.本研究以传统碳源乙酸钠作为对照，考察了柠檬酸钠强化低C/N校园生活污水生物脱氮的效果，研究了碳源和氮素的去除效果及降解规律、活性污泥性能和微生物群落结构.结果表明，当分别投加柠檬酸钠和乙酸钠作为补充碳源，调节校园生活污水C/N为4时，总氮去除率从未补充碳源时的47.1%和47.0%分别提高到98.5%和97.6%，且反硝化动力学指标相近.以柠檬酸钠为补充碳源的反应器中，反硝化过程中没有NO2--N积累，而乙酸钠反应器中出现NO2--N短暂积累.柠檬酸钠反应器中的活性污泥展现了更佳的沉降性能，污泥体积指数(SVI)值比乙酸钠系统中低42.83 mL·g-1，这与污泥胞外聚合物(EPS)总量、松散结合型EPS(LB-EPS)含量、紧密结合型EPS(TB-EPS)中蛋白含量低有关.柠檬酸钠反应器中亚硝酸盐还原菌Saprospiraceae相对丰度较高(17.70%)，而乙酸钠反应器中硝酸盐还原菌Rhodocyclaceae相对丰度较高(24.83%).柠檬酸作为补充碳源用于强化污水生物脱氮具有优势.

关键词：生物脱氮生活污水碳源柠檬酸微生物群落结构

换热管的布管对挠性薄管板应力场影响的有限元分析

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石油化工设备技术 2024年第1期45卷 35-42,48,I0003页

作者：叶增荣南京金凌石化工程设计有限公司江苏南京210042

换热管的布管是影响挠性薄管板挠性的最重要也是最容易被忽视的因素之一,换热管布管的合理与否直接决定挠性薄管板的使用寿命。文章对某余热锅炉中的挠性薄管板分别建立不同的有限元分析模型进行多工况模拟,得出管板的各类应力水平及应... 详细信息

换热管的布管是影响挠性薄管板挠性的最重要也是最容易被忽视的因素之一,换热管布管的合理与否直接决定挠性薄管板的使用寿命。文章对某余热锅炉中的挠性薄管板分别建立不同的有限元分析模型进行多工况模拟,得出管板的各类应力水平及应力分布规律。针对换热管布管的主要参数(换热管排列形式、换热管中心距、布管限定圆直径)给出了各因素对挠性薄管板应力强度的影响规律。分析结果表明:合理地优化换热管的布管可以有效改善挠性薄管板的受力状态,对挠性薄管板的工程设计具有一定的指导意义。

关键词：余热锅炉挠性薄管板布管应力场

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地下煤气化合成气的脱碳提氢耦合工艺探讨

低碳化学与化工 2024年第1期49卷 125-132页

作者：王涛史世杰曾丽瑶罗珊周振华丁锋王召民高继峰中石化中原石油工程设计有限公司河南郑州451000 中石化石油工程建设有限公司北京100020

针对煤炭地下气化(UCG)技术制备的合成气具有温度高(>200℃)、压力大(3.35 MPa)、饱和含水量大及组分复杂(含CH_(4)、H_(2)、CO_(2)和CO等)的特点,设计并采用膜分离+溶剂吸收耦合的处理方法以实现地下煤合成气中CO_(2)的脱除和H_(2)的... 详细信息

针对煤炭地下气化(UCG)技术制备的合成气具有温度高(>200℃)、压力大(3.35 MPa)、饱和含水量大及组分复杂(含CH_(4)、H_(2)、CO_(2)和CO等)的特点,设计并采用膜分离+溶剂吸收耦合的处理方法以实现地下煤合成气中CO_(2)的脱除和H_(2)的提纯。地下煤合成气经过二级膜分离单元的处理,实现了CO_(2)/H_(2)与CH_(4)的分离并得到了脱碳净化气,其中CO_(2)含量(物质的量分数)≤3%,该膜分离工艺所需能耗为0.297 k W·h/m^(3)。使用醇胺吸收法处理CO_(2)/H_(2)混合气,并通过配方溶液筛选、工艺流程优化和校验分析等方法开展了研究,最终得到了H_(2)纯度(物质的量分数)≥99%的产品,该醇胺吸收法的能耗为0.341 k W·h/m^(3)。使用膜分离+溶剂吸收耦合处理复杂工况的地下煤合成气,可得到脱碳净化气、纯CO_(2)和工业级H_(2),提高了项目的经济价值,具有较大的应用潜力。

关键词：地下煤气化膜分离溶液吸收法脱碳提氢

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钻井废弃泥浆固化土力学特性试验分析

材料导报 2024年第7期38卷 120-125页

作者：吕絮刘俊伟高嵩孟鋆国振青岛理工大学土木工程学院山东青岛266033 中石化石油工程设计有限公司山东东营257026 浙江大学建筑工程学院杭州310000

石油开采过程中产生大量钻井废弃泥浆,直接排放会造成环境污染,对钻井废弃泥浆进行处理势在必行。针对钻井废弃泥浆采用固化处理方法,并对固化土的力学特性进行系统试验分析。研究结果表明:固化土的应力应变曲线为应变软化型,发生脆性破... 详细信息

石油开采过程中产生大量钻井废弃泥浆,直接排放会造成环境污染,对钻井废弃泥浆进行处理势在必行。针对钻井废弃泥浆采用固化处理方法,并对固化土的力学特性进行系统试验分析。研究结果表明:固化土的应力应变曲线为应变软化型,发生脆性破坏;曲线峰值随着围压的增加和养护龄期的延长而升高;随冻融循环次数的增加而降低,6—8次后趋于稳定,冻融循环对固化土的强度影响明显。固化土发生刚度软化现象,E-ε曲线整体呈下降趋势,刚度随着围压的增加和养护龄期的延长而增加,随冻融循环次数的增加而降低,无量纲化割线模量与无量纲化主应力差的关系曲线由两部分组成,呈现倒C型。对固化土力学性能的研究有利于废弃泥浆的资源化再利用。

关键词：钻井废弃泥浆固化剂静力特性冻融循环

极端工况下浅水大型半潜漂浮式风机动态响应分析

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船海工程 2024年第S1期53卷 130-136页

作者：戴鹏李京辉刘旭平姜志勇吴建军黎鹏飞张广磊深圳中广核工程设计有限公司广东深圳518057 海洋石油工程股份有限公司天津300451

利用WADAM程序进行三维辐射/衍射频域分析计算,计算时域分析所需的相关水动力系数,如附加质量、辐射阻尼、一阶/二阶波浪力传递函数和RAO等。优化设计一套适用于浅水的悬链式系泊系统,利用ORCAFLEX开展对大型半潜漂浮式风机在50年一遇... 详细信息

利用WADAM程序进行三维辐射/衍射频域分析计算,计算时域分析所需的相关水动力系数,如附加质量、辐射阻尼、一阶/二阶波浪力传递函数和RAO等。优化设计一套适用于浅水的悬链式系泊系统,利用ORCAFLEX开展对大型半潜漂浮式风机在50年一遇极端工况下风浪流耦合环境条件模拟。分析大型半潜浮式风机在极端工况下完整系泊和考虑系泊失效(单缆破断)情况下的运动响应、塔顶加速度及锚链设计张力等风机关键控制参数。结果表明,该大型半潜漂浮式风机稳定性好,完整系泊和单缆破断运动和系泊性能表现优异,风机关键控制参数均能满足50年一遇极端工况的设计值要求。

关键词：大型半潜浮式风机平台风浪流耦合系泊系统极端工况单缆破断