掺氢天然气中氢气分离纯化技术的研究进展

摘要:【目的】掺氢天然气运输是规模化输氢的路径之一,氢气的分离纯化则直接关系到终端用氢品质与经济效益。由于掺氢天然气氢含量低、组分复杂、压力范围广以及对分离后氢气与天然气的质量要求等,传统分离纯化技术面临分离效率低、能耗高、适应性不足等挑战。【方法】通过文献调研,系统综述了掺氢天然气氢气分离纯化技术研究进展,总结了掺氢天然气的特性与分离纯化要求,分析了变压吸附、膜分离、电化学氢泵及集成技术的发展情况和特点,并就实际应用的关键研究方向进行了展望。【结果】在经济效益的约束下,变压吸附面临性能不足与天然气再压缩问题,需开发高效低成本的吸附剂和优化工艺,探索氢气直接吸附与吸附热利用路径;膜分离技术工艺简单、回收率高、扩展性强,其性能、寿命及成本的改善将有力促进掺氢天然气氢气分离纯化的应用,应重点关注预处理方向的材料与装备开发,通过材料改性、支撑加工等方法提高分离效率与稳定性,加速规模化应用;电化学氢泵凭借高效、同步压缩等优势展现了集成潜力,但存在能耗成本高、水热管理难、杂质中毒等问题,未来需提高质子膜导电率与抗杂质渗透性,开发耐毒催化剂,优化流场与水热调控策略,进一步降低设备成本;集成技术兼顾纯度、回收率和成本,与掺氢天然气氢气分离纯化最为匹配,需继续优化多场景工艺流程,研究杂质协同处理方法并拓展新型集成工艺。【结论】目前掺氢天然气中氢气分离纯化技术的研究多集中于理论研究与实验阶段,需要尽快在天然气掺氢平台或项目上开展实际测试,结合真实场景推动工艺优化与装备开发,提高技术经济性、成熟度及适应性,助力氢能规模化应用。

自蔓延高温合成陶瓷内衬油管的力学和耐腐蚀性能分析

摘要:为提升油田开发用油管的使用服役性能,以Ф73×5.51 mm J55油管为基体,运用自蔓延高温合成技术(SHS)在Al+Fe2O3 基本铝热体系中(B 组分)添加质量分数为4%Nb2O5、8%ZrO2、13%CrO3、5%SiO2 为新型SHS 材料体系,制备了新型陶瓷内衬耐磨涂层油管(A 组分)。运用SEM、EDS、XRD、FTIR等分析手段测试了耐酸性腐蚀、结合强度、弯曲强度和压溃强度等性能,对比分析结果表明:A组分制备的陶瓷内衬层的耐腐蚀性、弯曲强度、结合强度及压溃强度均优于B。其中,A 组分涂层和B 组分涂层1200 h 的流动腐蚀失重率分别为0.42%、0.54%,性能均优于J55油管基体。A组分制备的陶瓷内衬油管弯曲强度比B组分提升了15.9%。基于滑脱位置观测,确定了Fe-Fe界面部分冶金结合力与Fe-Al2O3界面机械结合力强弱的转换温度约为200℃,低温时机械结合力大于冶金结合力,高温时机械结合力小于冶金结合力。

用于CO2捕集转化的金属有机框架及其衍生材料专利状况分析

摘要:在CO2捕集与转化技术领域,金属有机框架材料凭借其结构和功能的可调性、高孔隙率等优势而成为备受青睐的吸附剂和催化剂。关于金属有机框架及其衍生材料形成了研究热点,相关技术的全球专利申请数量也在持续增长。通过分析专利数据可以发现,中国在该领域的专利申请数量位居世界第一,是主要的创新来源国。在全球专利申请量排名前10 的申请人中,有7 家来自中国。然而,值得注意的是,国内申请人主要是高校和科研机构,从事产业化的企业在专利布局方面显得较为薄弱。此外,在专利价值评估和高被引专利数量上,我国与国外机构相比仍存在一定的差距。因此,建议我国的创新主体进一步挖掘核心技术,提高专利管理能力,以培育出更多具有市场竞争力的高质量专利。同时,企业应当加强与高校、科研机构的合作创新,促进产学研用相结合的创新生态系统的构建。

新型水煤气变换反应催化剂研究进展

摘要:水煤气变换反应是氢气提纯的重要过程,是燃料电池供氢系统的重要组成部分。综述了近年来水煤气变换反应催化剂的研究进展,包括催化反应机理、可选择的催化剂体系及提升催化反应性能策略等。反应机理主要包括联合机理、氧化还原机理及重整机理,其中联合机理主要包括甲酸盐和羧酸路径。催化剂体系主要包括贵金属催化剂及过渡金属催化剂。此外,通过掺杂助剂及优化金属-载体相互作用等手段可实现高效的水煤气变换反应催化剂的设计开发。

“一带一路”油气勘探开发合作成果与展望

摘要:2023年是共建“一带一路”倡议提出10 周年。以共建“一带一路”倡议为契机,我国石油企业加速出海布局,在油气能源领域与沿线国家开展广泛合作,积累了丰富的经验。文章回顾了我国石油企业在“一带一路”跨国油气勘探、开发合作中取得的丰硕成果,总结了合作现状,分析了合作中呈现的潜力和面临的机遇。针对中美博弈全面加剧、乌克兰危机影响外溢、国际投资合作环境日趋复杂、能源转型日益紧迫等诸多挑战,文章提出了4 点战略方向和建议:(1)打造互利共赢的油气合作利益共同体,稳健提升能源合作抗干扰能力;(2)推进人民币国际化结算体系建设,系统提升抗金融风险能力;(3)突出油气合作主线,牵动新能源接续发展;(4)以科技创新和精益管理为抓手,持续提升我国石油企业在国际市场上的核心竞争力。希望这些建议能为我国石油企业在国际合作中更好保障国家能源安全、正确抉择发展方向、深入拓展国际合作空间提供参考。

高强度柔性钻杆研制及试验

摘要: 随着超短半径钻井水平距离逐步延伸,对其中重要工具柔性钻杆的力学与密封性能不断提出更高的强度要求。针对现阶段柔性钻杆结构强度要求高、寿命短、密封难的问题,研制了一种高强度柔性钻杆,采用球铰结构连接钻杆短节, 使节与节既可以弯曲一定角度,又可以传递扭矩和钻压。利用有限元软件建立了该柔性钻杆单节三维有限元模型,采用应力分类法对柔性钻杆结构强度进行校核。开展了三节柔性钻杆的抗拉、抗压、抗扭结构强度以及承载后的密封性能的室内试验。试验结果表明: 所研制的高强度柔性钻杆单独受载时,在承受31kN·m 极限扭矩,1120kN拉伸载荷,270kN压缩载荷时仍能满足强度要求。所得结论可为油田高强度柔性钻杆的研制提供理论依据。

页岩油勘探开发关键技术综述

摘要:我国页岩油勘探开发还处于起步阶段,勘探风险高、钻井压裂工艺不成熟,导致整体开发成本过高。本文从页岩油储层甜点识别、水平井钻井和水平井压裂3个方面对国外页岩油勘探开发关键技术及研究现状进行介绍,并对未来发展方向进行简要分析。综合使用各种测试资料反演储层基本信息将是对页岩油储层甜点识别的一个挑战,创新性的统计学方法可以提高对现有数据的利用率从而起到降低勘探成本的作用;智能化井下工具、高效破岩工具以及具有抑制页岩分散膨胀的钻井液体系等将是长水平段高效钻井的保证;对储层的重复压裂可以提高页岩油的动用程度,少水甚至无水的压裂工艺将是未来页岩储层压裂工艺的发展方向。另外,在提高勘探开发技术的同时,以地质评价为中心的地质工程一体化开发策略将是我国页岩油早日实现大规模高效开发的必经之路。

深地勘探钻井技术现状及发展思考

摘要: 中国深地油气资源丰富,随着油气勘探开发的进一步发展,深地领域将是中国未来油气勘探开发的主要发展方向,对保障国家能源安全具有重要的战略意义。文章通过调研国内外深地勘探钻井的发展现状,分析总结了深地勘探钻井技术中的关键技术———井身结构设计、高效破岩、钻井提速、抗高温高压测控工具、耐高温钻完井液、井筒压力精细控制、复杂故障防控、高温固井、钻井装备等在深地勘探钻井中的发展状况,并在此基础上提出了未来深地勘探钻井中有待继续攻关完善上部大尺寸井眼的钻井、多压力系统安全钻进、抗超高温井筒工作液以及抗高温高压随钻测量工具等关键技术及装备,并指明在地质工程协同发展基础上,大尺寸井眼提速、多压力系统安全钻井、高温井筒工作液、高温高压随钻测量和井下工具、完井试油技术和装备发展等关键技术及装备的攻关思路,期望为中国深井超深井钻完井技术的发展提供参考借鉴。

炼油厂重芳烃油加工路线优化

摘要:某炼化企业原设计中,所产重芳烃油作为原料全部进入延迟焦化装置进行加工,其所产焦化柴油再进入柴油加氢裂化(DHC)装置进行二次加工,存在加工流程较长,加工效率低的问题。应用PetroSIM流程模拟软件建立了延迟焦化装置、DHC装置、柴油加氢精制(DHF)装置的机理模型,从总流程角度对3套装置进行联合诊断,印证了重芳烃油加工路线确实存在加工效率低的问题。通过对重芳烃油全流程的模拟与优化,提出了重芳烃油的加工优化方案:大部分重芳烃油按照溶剂油出厂外销,少量重芳烃油进入DHF装置或DHC装置进行加工。重芳烃油加工路线优化后,缩短了重芳烃油加工路线。生产报告显示优化后一个季度整体经济效益提升了3997.33万元,达到了运营优化和效益提升的目的,对同类型炼油厂重芳烃油全流程优化加工具有较好的借鉴意义。

油气井井下腐蚀检监测技术及国内应用现状

摘要:为在油气开采中尽早识别井下管柱的腐蚀和其他缺陷,从而保障油气安全、高效生产,本文对国内外现存的油气井井下腐蚀检测技术和监测技术进行了综述,进而分析了上述技术在国内油气田的应用,同时对相关技术的发展提出了展望。认为提高技术、设备的可靠性和适应性,实现在线监测和实时监测,是非常重要的攻关方向。