技术新进展

技术新进展（精选12篇）

技术新进展 篇1

1 概况

在过去的十年中, 多相流计量系统的发展、评估和运用一直是世界油气工业的主要焦点。迄今为止, 已经开发了很多供选择的计量系统, 但是没有一个能够称得上是广泛应用或绝对精确。第一个商用多相流量计出现在大约十年前, 是80年代初期多相计量研究项目的结果。一直致力于研发多相流计量技术的大学研究中心和石油公司有:Tulsa (美国) 、SINTEF (挪威) 、Imperial大学 (英国) 、国家工程实验室 (英国) 、CMR (挪威) 、英国石油公司、德士古公司、埃尔夫石油公司、壳牌石油公司、阿吉普石油公司和巴西石油公司。对这些标准多相流量计进行的测试是由英国石油公司和德士古公司共同完成的。在不到十年之内, 多相流计量已经在油田中得到了认可, 并开始成为新油田开发考虑的首要计量方法。

2 多相流计量的基本原理

基本上, 有两种方法测量多相流的流量。第一种方法, 测量流动参数, 它是三个流量的函数。因此, 可以测定通过文丘里管流量计的压降、γ射线束的衰减和混合物的阻抗, 建立这些测量值与各相流量之间的关系, 要建立三相流动需要三个独立的测量值。没有方法能够理论上预测这种关系, 因此, 一定要通过校准来确定这些关系。但不可能在测量技术应用的所有情况下校准, 而且这种方法并不总是有效的。校准方法通常可以通过神经网络技术来得到增强, 这种技术可以高精度地确定函数关系。然而, 这种技术虽然有用, 但不能解决基本问题, 也就是说校准只用于实施校准的情况下。

第二种方法包括测量相位速度的基本参数和相位横截面分数 (持率) 或与它们有明确关系的量。为了测量管道中三种组分 (油、气、水) 的体积流量 (进而测质量流量) , 需要建立三个平均速度和三个相位截面。因此, 需要测量五个量 (三个速度和两个相位分数, 第三个相位分数由整体与两个测量值之和的差得到) 。当然, 这个难以达到的测量要求可以通过分离或均相化来减少。通过相分离, 就没有测量截面持率的必要了, 而三个体积流量可以通过传统单相计量技术来测定。但是, 相分离是很昂贵的, 而且在很多情况下很难实现。如果通过使混合物均相化来均衡速度也可以把测量要求减少到三个。这是更经济的选择, 而且是一些商用流量计的核心。但是, 能够达到均相化的范围总是有限的 (例如, 当大部分液体在壁面上而气体百分数很高时, 均相化就行不通。) 因此, 两种计量方法都有基本的缺陷, 正因为这个原因迄今为止还没有完全令人满意的计量方法。

从检测技术的角度看, 现有的多相流量计可以分为两大类:第一类是部分分离型多相流量计, 第二类是在线多相流量计, 二者各有优缺点。部分分离型多相流量计的特点是:需要一个简单的或者小型的分离器, 其体积一般为三相分离器的25%以下;一般比传统测试分离器的测量精度好、造价低;能够对含少量液体的气体或者含少量气体的液体进行计量, 需要一台配套的含水分析仪;在线多相流量计不需要分离器, 其主要特点是:体积为测试分离器的5%以下, 而质量仅为测试分离器的2%左右, 测量精度与测试分离器基本相当, 在沙漠、沼泽等地区都可以应用。

3 得到广泛应用的测量技术

3.1 双能量γ射线密度测量法

利用不同能量的γ射线源, 可以测定三相的持液率, 而且这些测量值与速度测量值结合产生所需的各相流量。该技术遇到的问题包括屏蔽、光源衰减、截面平均、基本统计不精确、检测设备的局限、改变水矿化度的影响以及水下应用中操作高精密电子仪器的普遍问题。尽管有这么多问题, 但是双能量γ射线技术的发展已经使它成为一种相当可靠和有效的方法。

3.2 阻抗和微波技术

用于很多商用多相流量计中。这些技术的基本困难是方法的反应取决于流动构造。即使在两相流中, 气泡、液滴和环状流之间的阻抗也有潜在的差别[1]。对于三相流, 由于第三相的存在使问题更加复杂。可以通过使用层析χ射线摄影技术来改进阻抗法, 但是此技术昂贵而且不能很好地建立三相流动。介电测量的另一个缺点是受连续相影响, 而且在反转区 (含水率通常在40%~60%之间) 运转不太好。

3.3 差压装置

一般用在单相和多相测量中。用于多相测量最普遍的装置是文丘里管流量计, 有时也用喷嘴或节流阀等其他装置。一般来说, 这种装置对多相流动的反应取决于上游的流动情况。实际上, 在Imperical大学, 最近已经尝试使用上游效应作为流量计的依据。如果流动十分均匀, 那么差压将由均匀流动模型给出。相反, 如果通过文丘里管的流动仍然十分分散 (例如环状流) , 那么就要使用不同的模型 (分离流动模型) 。真正分离流动模型的压降比均匀流动的压降低。可以对流动进行调节, 因此进入文丘里管时, 可以是分离流也可以是均匀流。但是, 结果表明入口处分离流的压降比均匀流的压降低。这是因为文丘里管起到了混合器的作用, 它再次把液体以液滴形式夹带出去, 然后加速产生了更高的压降。流动中的液体有效黏度取决于连续相、分散相的百分数和它们混合的程度。流动黏度的增大使通过流量计的差压增大, 可能会影响流动速度的计算。没有多相流通过文丘里管和其他装置的差压的广义关系。最好的方法是尽可能地使流动均匀化;均匀化在低的气体体积流量下最有效, 在高的气体百分数 (尤其是高于0.9时) 下最无效。最近在Imperial大学的工作集中在为高的气体百分数区域开发更好的均匀化方案。

3.4 互相关

沿管线的两个位置得到的信号之间的互相关在很多多相流量计中使用。因此, 两测量值之间的互相关函数的峰值代表两测量位置之间流动特性的“飞行时间法”。此方法可以应用的测量技术包括差压、阻抗、γ射线衰减和声的传播[2]。尽管互相关方法有可以直接测量速度的优点 (因此不依赖于校准) , 但是还有很多问题, 其中最重要的一点是为了测量速度, 要求有独特的流动特性。通常, 此流动特性是段塞。段塞很容易通过差压装置、γ射线或阻抗装置检测到, 因此可以测定段塞的速度。

这里的问题是将段塞速度与流体速度的精度关联起来。段塞速度与流体速度之间的关系是非常复杂的:在高速度下, 段塞以比流体速度大25%的速度移动;在低速度下, 段塞速度与流体速度的比值很高。而且, 段塞速度与流体速度的比值大大取决于物理性质。这个问题在三相体系中相转化点 (从连续的油相转变为连续的水相) 处尤为严重。还有建立广义关系的困难, 而且最终不能避免校准的要求。另一个影响段塞速度和流体速度之间关系的问题就是段塞速度脉动。如果段塞经过节流阀, 那么由于液体 (段塞) 区中对流动的较高的阻力, 流动在段塞通过的时间内逐步慢下来。在上游区域, 压力增大, 随后过余压力的释放导致了上游段塞的加速以及高于实际速度的速度记录。互相关技术常常可以由流动的预均相化得以改进。理想上, 这会导致与流体平均速度接近的特征速度 (在这种情况下, 会有均相化段塞的残余物) , 避免了校准的需要和含糊有效度的“理论”关系的引入。

4 国外研究现状

从上世纪80年代初至今, 国外多相流计量技术的开发和应用取得了重要的进展。截至目前, 国际公认的达到商品化程度并且在工业现场进行了较为广泛试验和应用的多相流量计产品包括:美国Agar公司的Agar-301/401、挪威Roxor公司的Fluenta1900Ⅵ与RFM流量计、挪威Framo公司的Framo多相流量计、美国Daniel公司的MEGRA流量计、McCrometer公司的V-Cone流量计、英国Solartron公司的DualStream流量计和美国PECO公司的PECO流量计、意大利TEA公司的VEGA流量计等[2];其中能够用于凝析天然气检测的流量计仅有最后四种。

商品化的多相流流量计在限定工况下能够以90%的置信概率达到10%以内的气液相测量精度。但由于使用条件的变化与误差传递等影响, 在某些工况下油水相测量不确定度可能远远超出±10%的限度。公开声称能够解决凝析天然气流量检测的仅有Solartron、McCrometer、PECO与TEA四家公司, 其余产品用于油气水三相流的计量, 用于凝析天然气计量时, 存在较大误差。其中已经发布成功应用报道的仅仅是英国的Solartron公司的DualStreamⅡ流量计。

英国帝国理工学院 (ImperialCollege) 多相流重点课题组开创性地将先进的神经网络技术运用于流体测量, 在实验室研制成功, 并ESMER多相流测量技术获得多项专利。英国石油软件公司在实验室科研成果的基础上, 开展了大量的应用研究工作, 得到了包括Shell、BP、ElfTotalFina等主要国际石油公司的积极赞助和支持。ESMER技术的核心是基于简单传感器的智能化软件系统, 其基本原理为:任意的多相流动存在唯一的流态;唯一的流态可以用一组湍流随机特征进行量化和表征;随机特征可以从对流态敏感的传感器信号中提取;随机特征与多相流存在一一对应的关系[3]。根据上述基本原理, ESMER运用先进的神经网络、信号处理和模式识别技术, 在大量模拟实验和油田现场测试的基础上, 建立了大型数据库 (大规模的多相流数据包括参考流量、湍流信号、随机特征、管线和流体的物理参数等) 和基于神经网络的自动匹配和自适应调节的模糊逻辑算法, 实现多相流流量的实时精确测量。

5 国内研究现状

目前西安交通大学、浙江大学、清华大学、大庆油田先后开展了多相流技术的研究。兰州海默公司的MFM2000多相流量计采用伽马射线互相关测量流速, 双能与单能伽马传感器测量相分率, 经过运算后输出各相流量, MFM2000内部增加了一个静态流型调整器, 使得测量精度受流型和相分率变化的影响较小;胜利稠油热采研究所与西安交通大学工程热物理所合作、辽河油田与清华大学自动化系合作都采用标准孔板流量计配差压变送器测量气液两相流, 由得到的差压与差压噪声信号结合半经验的拟合公式测量稠油开采过程中的高温高压蒸汽注入量。1994年胜利油田设计院开展了智能型在线无分离三相流量计研制, 设计了室内样机, 确立了计量模型, 完成了神经网络的设计以及气相计测量模型的构造, 取得了液相计量误差小于5%、气相计量误差小于10%室内试验的阶段性成果。

6 新的多相流量计技术

石油工业的工程人员认为目前应用的三相流量计并不十分理想, 理想的三相流量计应能精确地测量整个相分率范围内的各相流速。主要的石油集团对理想多相流流量的要求为:

◇ 相分率范围:体积含气率0~99%, 含水率0~90%

◇ 液体流速和气体流速:误差在±5%以内

由于许多油田的开采处于中晚期, 其含水率可能高达90%以上, 故要求含水率测量绝对误差小于±2%, 从机械设备的角度要求多相流量计是无介入式, 以避免对传感器腐蚀及对流动产生附加压降。

过去十年中对三相流量计的研制做了大量工作, 研制出一些型号的商用多相流量计, 但均不能达到误差在±5%以内的要求。目前广泛采用的综合测量法很难使误差达到±5%以内。

NMR (核磁共振) 及PNA (脉冲中子法) 等能直接测量被测相流速及相分率, 该项技术有一定的发展前景, 但由于其造价高昂和技术复杂性造成这种技术现场应用的障碍。

过程成像技术是过去五年中迅速发展起来的一项新技术, 但过去一直进行的是两相流成像, 直到最近才出现三相流微波成像技术, 所以此技术的性能指标还不清楚。

迄今为止, 基于神经网络的流型识别技术已经应用于电导探针、差压和γ射线密度计中。人工神经网络的主要优点就是不以预先定义的规则为基础 (如传统的信号处理技术) , 而是从培训用数据集获取经验[3]。这个特点使神经网络可以处理多相流动的非线性, 并且精度高。但是, 一旦这些智能系统用于超出所标定的范围工作, 就不能复制实体。此问题的一个可能的解决办法是实现模糊逻辑。简要地说, 不同类型测量 (或物理模型) 的独立的每个结果都通过神经网络解释出来, 那么, 以特殊流动构造的每个物理和神经网络模型的可靠性为基础, 通过一种决策树选择最精确的解决方法。已经表明这种集成方法比从单一神经网络模型衍生出的方法更精确。

7 结束语

多相流量技术是计量方面的前沿技术, 有着广阔的市场前景。近几年在海洋石油平台上安装了十几台不同原理的多相流量计。从应用的效果看, 流体的物性、温度、压力、组成对计量精度影响很大, 没有一种多相计量技术产品适用于各种场合。

摘要：多相计量技术是近年来发展起来的计量方面的前沿技术, 它是在不进行油气水三相分离的情况下, 实现三相在线、连续、自动计量。在海洋石油、沙漠油田或边远油气田等特殊作业环境有着广阔的市场。

关键词：油田计量,多相流量计,多相计量

参考文献

[1]杨向东等.多相流量计的原理与开发应用简介.石油工业技术监督[J], 2004, (4)

[2]洪毅, 毕晓星.多相流量计的研究及应用.中国海上油气 (工程) [J], 2003, (8)

[3]Tor Kragas F X BostickⅢ, Christopher Mayeu, Daniel L, Gysling, ALEX van der spek.Downhole fiber-optic multiphase flowmeter.2002SPE Annual Technical conference and Exhibition.

技术新进展 篇2

介绍了污泥制油、熔化、制陶瓷、制造活性炭、湿式氧化和超临界水氧化(SCWO)等新兴污泥处理技术,并分析了各自的优缺点,阐述了这些技术在污泥处理中的进展状况和应用前景.指出资源化利用和能源回收应该是今后污泥处置的方向,并对SCWO技术在污泥处理中的.应用作了重点论述,探讨了类似湿生物质的污泥超临界水资源回收和利用的可行性.

作 者：昝元峰 王树众 沈林华 段百齐 林宗虎  作者单位：西安交通大学,动力工程多相流国家重点实验室,陕西,西安,710049 刊 名：中国给水排水  ISTIC PKU英文刊名：CHINA WATER & WASTEWATER 年，卷(期)：2004 20(6) 分类号：X703 关键词：活性污泥   超临界水氧化   资源化  

房建工程节能技术新进展 篇3

关键词：房建工程；节能技术；新进展

经济社会的高速、可持续发展必需有能源作为强有力的支撑，然而由于过去经济发展一直以牺牲自然环境、资源为代价，一味的无节制索取自然资源，导致全球范围内均面临着严峻的能源紧缺问题，已经成为限制各国经济进一步发展的主要瓶颈。尤其是我国属于发展中国家，能源紧缺问题严重影响到社会生产以及人们日常生活，节能作为缓解能源紧缺形势的主要手段，已经引起社会及人们的高度重视。房建工程作为推动我国国民经济发展的重要支柱产业，加强工程建筑施工的节能技术应用是促进我国经济的可持续发展的必然要求。随着社会科学技术的快速发展，各种节能型的新材料、新技术层出不穷，各种“节能建筑”、“绿色建筑”也不断涌出，房建工程节能技术应用水平大大提高。

1 房建工程节能技术的重要性

我国虽地大物博，能源资源总量较丰富，但我国是人口大国，每个人摊下来的人均占有量较少，同时我国的能源利用率与世界发达国家相比，相差10%，很多能源资源并没有充分利用，房建节能是当前我国缓解能源危机，实现可持续发展的需要。同时对于建筑行业而言，想要在当前市场竞争压力不断加大的背景下，谋得生存缝隙，实现可持续发展，应该大量引进新型的建筑材料，尽可能降低建筑运营成本，提高企业的经济效益。因此实现房建工程的节能设计具有极其重要的现实意义。

2 房建工程节能技术应用

房建工程施工的节能环保主要是指采用环保、节能型的建筑设备和材料，通过科学、合理的设计，按照建筑行业以及国家节能标准加强建筑物的节能管理。现代房建工程节能主要是做好“节材”、“节水”、“节能”、“节地”四节以及“环境保护”工作。在实际施工过程中，尽量不要破坏生态环境，避免施工对周围的空气、水质、土壤造成污染，实现资源的最优化配置，从而达到节能的作用。具体的房建工程节能技术主要包括以下几点：

2.1 建筑空间节能技术

2.1.1 窗户节能

窗户是控制房屋能量散失最为薄弱的部位，是一种薄壁轻质结构，在房建节能设计中应加强窗户隔温、绝热性能，在保证住户有广阔的视野，良好的日照、通气、采光等基本要求下，应降低其传热量、冷风渗透性，提高气密性。因此应合理设计门窗部位，选用適宜的窗体材料，比如可以应用双层或中空玻璃等提高窗的保温性能；选用断桥铝、塑料以及塑钢等窗体材料；严格控制窗户面积与墙壁的比例；贴密封条减少房屋的冷空气渗透总量；采用弹性松软的材料密封窗框和墙体间的缝隙等措施。

2.1.2 屋面节能

在进行房建工程的屋面节能设计时，应考虑房建工程的实际应用情况，合理选择屋面保温材料。保温材料应选择导热系数较小、吸水性较低、容重低、强度较高的建筑材料，比如说像聚苯乙烯板、沥青珍珠岩板等，在这些材料储存时应严格注意防潮、防水，使用过程中应注意严格审查，充分发挥材料的保温效果。同时应注意屋面的蓄水设计，为了充分保持屋面的保温、蓄温性能，防水层通常应采用刚性细石混凝土构件，屋面的防水效果较好，且效果持久。

2.2 建筑原材料节能

一般房建工程施工过程中，会消耗大量的水泥、钢材、木材等建筑材料，能源消耗较多，建筑原材料节能是实现房建工程节能的重要工程，为了尽可能降低建筑原材料的消耗，首先应选用的原材料应符合房屋设计施工的相应要求标准，不存在质量问题，同时应根据实际施工情况，最大限度的减少原材料实际应用总量，做到这一点需要施工过程中大力引进先进的施工工艺以及新技术。目前，随着我国科学技术的快速发展，建筑市场上各种新材料、新技术、新方法、新施工工艺日新月异，尤其是已经研发出一些具有高效性的新型建筑材料，起到了有效的节能效果，在建筑原材料采购环节应以健康性、高效性、经济性以及节能性为基本原则。比如在门窗设计中，可以选用新型透光隔热玻璃，可以起到很好的隔热透光效果；可调节的铝材遮阳材，具有高强度的遮阳效果；在屋顶墙体设计中，可以选用新型的保温防水材料，具有高效的防潮保温性能。

2.3 建筑绿化设计

在现代房建工程节能设计中，绿化技术是房屋建筑的核心内容，可以有效的解决噪音污染、高能耗以及生态结构失衡等问题，有利于保护建筑环境。房建工程绿化技术主要包括以下几点：①垂直绿化方法：可以在房屋的墙壁、屋顶、棚架、阳台、窗台等地方栽种一些攀缘植物，可以有效降低房建工程的能源消耗，可以通过绿色植物的光合作用净化房建工程内部产生的有害气体以及温室气体排放，也可以降低环境高温，为住户提供舒适的室内温度，增加屋内空气湿度，降低墙面温度。其次通过垂直绿化可有效吸收房建内部产生的眩光，减少热反射。②在房建建筑周围可以种植高大的树种，为建筑物制造绿荫，可遮挡太阳辐射以及地面、墙体等的反射热量。③经过相关实验研究表明，经绿化后的街道，噪音可有效减少8～10dB，若是一个40m的绿化林带，噪声减少可提高2～7dB。

2.4 太阳能的节能设计

经过多年来对新能源的研发与开发利用，其中太阳能这种可再生能源的已经被社会认为是最有利用潜力的节能环保能源。太阳能热水器目前已经被广泛用于各种建筑工程施工设计中。但由于目前大部分房建工程设计的太阳能热水器装置为零散安装，对整个房建工程设计结构以及水温的稳定性造成一定影响，因此房建工程设计人员应在房屋设计规范中也将太阳能利用的相关装置纳入其中，提前预留安装太阳能设备的位置，这样可以大大提高太阳能热水器的应用效率，充分发挥太阳能热水器的节能效果。同时也可以带动与太阳能利用装置相关的其他技术的应用与推广，达到节约能源的目的。

房建工程节能环保技术应用的宗旨是充分利用能源，提高能源的合理使用效率，最大程度的利用可再生性资源，降低水电资源的利用，体现绿色节能建筑体系，促进建筑业节能环保技术的健康、可持续发展。目前节能、低碳、环保、绿色的生活模式已经为大多数人所接受，房建工程设计人员应在满足房屋设计合理性、安全性、经济性的基本原则下，重点考虑房建工程的节能环保问题。节能技术有很大的发展空间，相信随着我国科学技术的不断发展，未来还会有更大的突破，为缓解我国能源紧缺问题作出巨大贡献。

参考文献

[1]许月华.浅析工民建筑楼面裂缝的原因及预防措施[J].城市建设理论研究（电子版），2011（16）.

[2]王永斌.建筑施工技术中节能理念应用探索[J].中国新技术新产品，2012（02）：179.

[3]刘永杰.浅探建筑施工节能技术与管理措施[J].科技创新与应用，2012，（07）：167.

催化裂化技术新进展 篇4

1FCC催化剂和助剂新进展1

全球各个地区炼油厂装置结构不同,加工原油类型不同,造成各地区FCC装置加工原料的硫含量等性质有所不同。从表1可以看出,美国加利福尼亚州以及日本的FCC装置加工原料硫含量最低,这与其炼油厂均配有FCC原料预处理装置不无关系。FCC催化剂和助剂性能的不断提升,使得FCC装置能够加工更多的高金属、高氮、 高残炭含量的劣质原料。

μg/g

1.1ACTION催化剂[1]

对于致密油中Ni,V含量较低,Fe,Ca,Na含量较高的问题,美国Albemarle公司开发了一种新型FCC催化剂—ACTION催化剂。该催化剂结合了Albemarle公司的基质技术和新型高硅铝比分子筛制备技术,能够加工更宽范围的原料,在加工过程中不会发生过度裂化或烯烃过度饱和反应,还可以促进异构化反应提高汽油辛烷值。 由图1可见,与ZSM - 5 /Y催化剂相比,ACTION催化剂对汽油辛烷值的提升效果更加明显。另外,高稳定性氧化铝基质有助于提高该催化剂的抗Fe,Ca,Na金属中毒能力,保持催化剂的活性和裂化性能。Albemarle公司将ACTION催化剂应用于3套工业装置,以瓦斯油和渣油为原料, 结果表明,使用ACTION催化剂,炼油厂可以提高馏分油收率以及总液体收率。同时,丁烯收率、 液化石油气中烯烃含量以及汽油辛烷值均有所提升。ACTION催化剂无需使用ZSM - 5助剂就可达到以上目标,虽然ZSM - 5的添加可以提高液化石油气产量,但会产生更多的丙烯而不是丁烯,还会降低液体收率。总而言之,ACTION催化剂效果显著,能够最大化提高重油裂化能力和馏分油收率,以及提高碳四烯烃含量满足烷基化装置需求。另外,还可克服加工致密油对汽油辛烷值的影响。

1.2CAT-AID助剂[2]

FCC装置长期以来一直被用以加工渣油和减压瓦斯油。渣油中的高浓度Ni,V,Fe,N以及康氏残炭等是FCC装置加工过程中面临的挑战。 英国Johnson Matthey公司生产的CAT - AID助剂作为渣油加工过程中污染物的捕获剂已在多家炼油厂进行了工业应用。在铁金属中毒机理方面的突破使得CAT - AID助剂成为一种有效的铁捕获助剂,铁中毒恢复可以不依靠改变新鲜催化剂配方或使用外加平衡剂,是唯一经工业化证明有效的铁捕获助剂。CAT - AID助剂工业应用过程中平衡剂的分析证实了铁中毒的降低,具体表现在铁瘤消失( 见图2) ,在转化率保持不变的情况下,汽油收率增加1. 7% ( 质量分数) ,焦炭、干气收率则相应下降,由此CAT - AID助剂可用于降低焦炭产率并提高渣油加工能力。炼油厂还能够通过CAT - AID助剂来提高催化裂化产品选择性以及降低催化剂添加速度,从而可以提升炼油厂收益。

2FCC多产丙烯技术新进展

FCC多产丙烯技术是仅次于蒸汽裂解的又一大丙烯生产工艺。近年来,全球范围内的丙烯需求不断增加,而且需求增速超过乙烯。尤其是美国和中东地区蒸汽裂解装置以乙烷为原料造成丙烯严重短缺,FCC多产丙烯技术再次成为业界关注的焦点。FCC工艺的不断改进,为从减压瓦斯油和渣油选择性地生产汽油、馏分油或丙烯提供了很大的灵活性。

2.1FCC多产丙烯组合方案[3]

美国页岩气产业兴起之后,石化工业面临着一系列的机遇和挑战。如乙烷这种低成本轻质原料极大地刺激了蒸汽裂解生产乙烯的发展,未来10年这种趋势仍将持续。蒸汽裂解装置原料轻质化必然会减少丙烯和其他石化原料的来源。 法国Technip公司介绍了3家炼油厂有效整合FCC装置与其他石油化工装置的生产方案,能够依据市场需求实现丙烯、汽油或馏分油等产品的灵活生产以实现最大化收益。3家炼油厂FCC装置采用不同的组合方案、加工不同的原料,不仅可以实现多产丙烯这一目标,还可同时兼顾汽油等馏分油生产( 见表2) 。可以看出,A炼油厂采用深度催化裂解( DCC) 装置结合乙烷裂解和烷基化装置,用于生产汽油和最大化生产丙烯, 加工加氢处理减压瓦斯油( VGO) 时,丙烯收率达到18. 4% ,汽油收率达到27. 9% 。B炼油厂采用DCC装置结合Flex Ene( 混合丁烯利用Polynaphtha技术齐聚生成低聚物后循环至提升管) 和乙烯回收装置( ERU) ,设计加工更重更低质的原料,相比A炼油厂,丙烯收率大幅提升,达到23. 3% 。C炼油厂采用渣油产丙烯 ( R2P) 装置结合ERU装置和烷基化装置,从低质渣油原料中最大化生产丙烯,丙烯收率达到12. 3% 。

为了弥补汽油收益下降,FCC石脑油中的轻组分( 65 ℃以下) 可以进行循环裂化来增加丙烯产量。富含芳烃的中石脑油馏分( 65 ~ 171 ℃) 可以送至芳烃联合装置( 如Parama XTM) 来生产对二甲苯。如此,不仅能够增加丙烯收率,还能弥补由于蒸汽裂解装置加工轻质原料所导致的芳烃产量下降。

2.2高苛刻度催化裂化多产丙烯(HS-FCC)工艺[4]

中东地区大多数蒸汽裂解装置采用乙烷作为原料,同样造成丙烯产量严重不足。日本JX公司、沙特阿美公司和沙特法赫德国王石油矿产大学联合开发了一种FCC HS - FCC工艺。该工艺采用高USY分子筛含量、低酸密度的催化剂体系,通过抑制氢转移反应来实现高烯烃选择性、 低焦炭和干气选择性。与常规FCC操作相比, HS - FCC操作条件更加苛刻,高反应温度、短停留时间和大剂油比增加了烯烃选择性。而下流式反应器能够避免大剂油比条件下的催化剂返混问题,与上流式反应器相比,可在保持汽油收率的情形下大幅增加C2~ C4低碳烯烃收率。采用HS - FCC工艺的3 000桶 / d示范装置于2011年5月在JX公司Mizushima炼油厂投产,加工不同重质原料( 包括加氢处理渣油) 时,C2~ C4低碳烯烃收率达到35% ~ 40% ,其中丙烯收率17% ~ 20% 、 乙烯收率4% ~ 5% 、丁烯收率12% ~ 16% 。汽油研究法辛烷值达到98以上,汽油中芳烃含量为35% ~ 50% 。JX公司于2014年9月宣布,计划兴建第1套商业化HS - FCC装置,装置能力将比半商业化验证装置大8倍,计划于2018年初在该公司24万桶/d鹿岛炼油厂投运。

2.3轻重组分同时裂化工艺(SSC工艺)[5]

利用重质组分裂化生产低碳烯烃,不仅能够多产丙烯,而且可以实现低值原料的高值利用。 印度石油公司开发了SSC工艺,以最大化提高低碳烯烃尤其是丙烯的收率,流程见图3所示。该工艺采用两个反应器和精细设计的催化剂,具有很强的灵活性。反应器R - Ⅰ加工轻质组分,反应器R - Ⅱ加工重质组分。两个反应器都采用同一种催化剂,该催化剂同时兼备重质组分和轻质组分的裂化性能。加工重质组分,催化剂生焦量增多使得再生器烧焦产生过剩热量,这部分热量可用于反应器R - Ⅰ处理轻质组分,因此无需设置催化剂冷却器。轻质组分反应器在非常高的温度下操作,有利于加工石脑油和瓦斯油范围内的原料,两个反应器间的协同作用使得丙烯收率高达24% 。

此外,由于全球环保法规的日益严格,有关减少FCC装置NOx,SOx等排放的催化剂、助剂等技术的研发及应用一直在持续着,这也是FCC技术发展的方向之一。

3结束语

近期FCC在工艺技术和催化剂及助剂方面的进展,再次证明了现在和将来相当长的时期内FCC装置在炼油厂将依然扮演着连接重质原料和轻质产品的重要角色。中东尤其是美国蒸汽裂解装置原料轻质化的趋势将会导致丙烯资源的短缺,利用FCC装置多产丙烯的趋势也将会增加,这就要求FCC装置具有很强的操作灵活性, 可依据市场需求切换生产丙烯、汽油或馏分油, 实现炼油厂效益最大化。原油质量劣化的趋势将使FCC装置进料的金属含量愈来愈高,即使是来自页岩油的原料,Fe,Ca,Na等催化剂毒物含量也较高,研究和开发抗金属中毒催化剂和相关金属捕获助剂也将成为FCC技术研发的重点课题。除美国、日本等对FCC装置排放的限值非常严格外,包括我国在内的许多国家的相关法规限值,与其相比还存在一定差距。相信随着全球环保法规的不断趋严,减少FCC装置污染物排放的技术的研发及应用范围会不断增大,相关技术的研发及应用也将是FCC技术发展的趋势之一。

参考文献

[1]Yaluris G,Kramer A.Take ACTIONTM-to maximize distillate and alky feed from your FCC unit[C]//AFPM:AFPM Annual Meeting,Florida,2014:14-26.

[2]Hochheiser T,Bart de Graaf.FCC Additive improves residue processing economics with high iron feeds[C]//AFPM:AFPM Annual Meeting,Florida,2014:14-27.

[3]Dharia D,Alexander Maller,Gbordzoe E.Shale gas-driven wave of new petrochemical plants in north America is opportunity for refiners[C]//AFPM:AFPM Annual Meeting.Florida,2014:14-24.

[4]Ogasawara I.High severity fluidized catalytic cracking(HSFCC)-go for propylene[C]//21st World Petroleum CongressBlock 2:Refining,Transportation and Petrochemistry.Moscow,2014.

动物转基因技术的新进展 篇5

动物转基因技术的新进展

到目前为止,原核注射是最可靠,也是使用最广泛的动物转基因方法.但该方法存在整合效率太低及不能定点整合的问题.在过去的里,出现了一些新的`转基因方法,包括精子介导、反转录病毒介导、携带外源基因体细胞的核移植、ES细胞基因打靶技术等.但这些方法都未能根本地解决存在的问题.最近的一些文献中报道转基因技术在原有方法的基础上做出了改进后,取得了突破性进展.

作 者：李劲松 庄大中 孙青原 陈大元 LI Jin-Song ZHUANG Da-Zhong SUN Qing-Yuan CHEN Da-Yuan  作者单位：中国科学院动物研究所,生殖生物学国家重点实验室,北京,100080 刊 名：生物化学与生物物理进展  ISTIC SCI PKU英文刊名：PROGRESS IN BIOCHEMISTRY AND BIOPHYSICS 年，卷(期)： 27(2) 分类号：Q81 Q78 关键词：转基因技术   显微注射   动物  

探讨油田采油工程技术新进展 篇6

摘要：采油工程技术是石油开采中的关键技术，不仅能提供石油的开采效率，而且能较好保障石油开采质量，因此，加强对油田采油工程技术的研究有着重要作用。在实际情况中，我国的采油工程技术虽然有了较大发展，为石油开采企业的各项作业带来了较大便利，但是受人为因素及外部客观因素的影响，采油工程技术的应用依旧出现了很多问题，在许多方面都难以适应采油事业的发发展，因此，创新油田采油工程技术势在必行。本文主要对油田采油工程技术的新进展进行分析，提出了一些建议。

关键词：油田；采油工程技术；进展

在社会经济的推动下，我国的石油开采事业得到了较好发展，采油工程技术也得到了较大进步，给石油企业采油作业的顺利进行带来了较大便利。采油工程技术的应用能够帮助施工企业提高石油采收率，提升企业整体竞争力，但是在实际应用过程中，随着石油资源越来越贫乏，致使企业的石油开采量越来越低，而采油工程技术在许多方面都存在一定缺陷，所以企业必须加强对采油工程技术的创新，提高其使用性能，从而更好进行采油作业。

一、油田采油工程技术新进展分析

采油工程技术具有一定的综合性，包含多种技术，在石油开采中能起到较好作用，是保障石油开采产量、提高开采效率的关键途径，因此，很多石油企业都对采油工程技术进行了应用，也起到了一定作用。但是随着石油资源越来越短缺，现有的采油工程技术已经难以适应复杂的开采环境，因此，对采油工程技术进行创新有着重要作用。一些技术人员将一些新型技术应用进了采油工程中，起到了较好作用。在微生物技术方面，技术人员将微生物采油技术及微生物勘探技术应用进了采用工程中。微生物勘探技术具有较好的勘探效果，操作较为方便、勘探效率较高，而且应用成本较低，具有较高的应用价值。微生物采油技术对一些特定细菌进行了较好应用，具有较强的现代性特征，能够提高一些老油田或者含水率较高油田的开采率，从而实现效益最大化。

在信息技术方面，一些技术人员将信息技术应用在了模拟、成像等方面，促进了采油工程技术的现代化发展。基于采油作业自身特性，其对一些开采数据有着较大需求，而且要求相关数据具有准确性和真实性，而计算机技术则能较好对各种开采数据进行分析、记录、存储，为石油开采多项环节的顺利进行提供依据。随着采油事业不断进步，采油工程技术中信息技术的应用逐渐呈现出多样性、多层次性的特征，更好发挥出了信息技术的作用。一些石油企业将信息技术应用在了采油过程的模拟、油藏成像模拟等方面，帮助企业更好了解开采情况，从而选择合适的开采方法，这样能够更好促进石油开采的顺利进行。

一些技术人员还将一些新型材料应用进了采油工程技术中，保障了采油作业的顺利进行，降低了一些风险因素。在韧性较高的新型材料作用下，油气输送管道的质量得到了较好保障，提高了管道的韧度，并有效避免了管道的开裂。新型材料的应用较好保障了管道接头连接处的稳固性，提高了采收效率，优化了采油环境。一些耐磨材料的应用也起到了较好效果，包括金刚石复合片、高韧性硬质合金等材料，延长了相应设备的使用寿命，并提高了设备的操作质量。一些防腐材料的应用降低了采油过程中各类设备损坏度，较好保障了采油作业的稳定进行，这些防腐材料较多，主要包括高分子耐蚀材料、耐蚀涂层等，在实际情况中能发发挥出重要作用。

随着时代的发展，采油工程技术必须不断创新才能更好满足采油作业的需要，在一些复杂油层中也能发挥出有效作用，以提高石油采收率，从而更好保障企业经济效益。

二、促进油田采油工程技术发展的方法

采油工程技术是一项综合性较强的技术，对操作人员的专业素质提出了较高要求，因此，操作人员必须对采油工程技术进行全面了解，并有效掌握，这样才能更好发挥出采油工程技术的作用。技术人员必须对油田特性进行合理分析，并对开采规律进行准确把握。在开采过程中，一般須维持地层中的应力，确保开采过程中的安全性，并确保产量的稳定性。在石油开采过程中，如果存在着大量的腐蚀性气体，且含量较高，技术人员必须对井筒防腐技术、酸化压裂增产技术等进行应用，这样才能保障采油作业的顺利进行。为了更好了解油藏情况，技术人员可以通过信息技术建立相应的监测体系，对油藏的含量、分布等要素进行明确，从而选择合适的开采方法，这样才能更好促进采油工程技术的发展。

结束语

采油工程技术是油田开采中的关键技术，对开采效率、开采产量的提高都有着重要作用，所以合理应用采用工程技术是提高石油企业经济效益的关键途径但是随着时代的发展，采用工程技术在许多方面都难以满足采油事业的发展形势，出现了较多问题。因此，企业必须大力引进先进技术，对采用工程技术进行创新，更贴近生产实际，这样才能更好提高采油产量，保障企业的经济效益。

参考文献：

[1]王炜.油田采油工程技术的最新进展[J].中国科技纵横，2011，（17）：259-259.

专栏——肿瘤放疗技术新进展 篇7

精确放疗实施过程中, 最重要的是放射物理学的应用。肿瘤靶区给予高剂量, 必须保证精准, 除靶区勾划的准确性之外, 最重要的是每次治疗过程中, 靶区与治疗区域完全符合, 影像指引和靶区验证是绝对必要的手段, 以保证治疗时靶区固定, 使其不移动或不受移动的影响, 真正达到射线跟踪靶区治疗, 消灭分次间及分次内误差, 达到真正的4D放疗。

设备的进步为临床放疗开辟了一条康庄大道。最近十年, 直线加速器进步飞速, 更新换代频繁, 每2~3年均有重大革新, 在临床上不断增加适应证, 扩大治疗领域, 提高临床治疗效果。设备的更新, 关键是采用了先进的数字化物理技术, 而关于新技术的学习对医师、物理师和剂量师都是极大的挑战。每种新颖的设备在面世之初都令人眼花缭乱, 只有认真学习, 才有可能掌握新的设备技术中的关键, 使新的设备充分发挥特长。

煤矿化学灌浆技术新进展 篇8

关键词：化学灌浆技术,岩层加固,灌浆堵水,新进展

化学灌浆 (Chemical Grouting) 是化学与工程相结合的综合性技术, 将一定的化学材料 (无机或有机材料) 配制成真溶液, 用化学灌浆泵等压送设备将其灌入岩层缝隙内, 使其渗透、扩散、胶凝或固化, 增加岩层强度、降低岩层渗透性、防止岩层变形、提高工程质量。化学灌浆技术一般包括化学灌浆材料、灌浆设备及灌浆工艺三部分内容。

1 煤矿化学灌浆材料

煤矿常用化学灌浆材料主要有聚氨酯类、环氧树脂类、丙烯酰胺类、丙烯酸盐类、脲醛树脂类等。理想的化学灌浆材料应具有浆液稳定性好;粘度小、流动性、可灌性好;浆液无毒、无臭、不易燃;对环境不造成污染, 对人体无害;浆液配制方便, 灌浆工艺操作简便;浆材货源广, 价格低, 贮运方便等特点。

新型矿用化学灌浆材料波雷因、德克因、威尔浮、哈斯浮具有以上化学灌浆材料的优点。

1.1 波雷因岩层加固材料

普通双液型聚氨酯灌浆材料在灌浆及材料反应过程中放出大量的反应热, 这些反应热会使材料反应温度超过145℃, 而其本身抗氧化温度一般为130℃, 容易引起聚氨酯灌浆材料的氧化自燃, 给地下工程的施工造成安全隐患, 严重地制约了聚氨酯灌浆材料的推广应用。

波雷因是一种有机高分子双液型改性聚氨酯注浆材料, 在灌浆过程中的最高反应温度不超过120℃, 通过加入高效抗氧剂, 将其反应生成物的抗氧化温度提高到135℃左右, 有效地解决了聚氨酯类灌浆材料容易自燃的难题。

波雷因产品由A、B两种液体组份组成, 施工时按1∶1的重量比充分混合后, 其膨胀系数为2~3倍, 如遇水则膨胀倍数可达15, 注浆施工时浆液可产生二次渗透压力, 并能渗透至岩层深部微细裂隙内, 可有效地对破碎围岩进行加固。由于浆液反应后生成的泡沫体为闭孔结构, 透气性差, 因此, 波雷因材料也可对岩层透水进行有效封堵。此外波雷因材料还有粘结性强、凝固时间可调、韧性较好的优点, 适用于控制较弱岩层及富水岩层。波雷因材料力学性能参数如表1所示。

波雷因分为加固型、堵水型两种不同用处材料。加固型波雷因材料, 主要用于工作面煤壁注浆加固防止片帮, 断层破碎带预注浆加固防止冒顶, 小煤柱加固、井下钻孔固管等;堵水型波雷因材料, 主要用于井壁、巷道及工作面等各种出水点的快速封堵, 含水破碎岩层固结, 探水孔口管固管、快速构筑水闸墙等。

1.2 德克因岩层加固材料

德克因材料属于改性硅酸盐类注浆材料, 它有A、B两种组份组成, 100%树脂含量, 无任何挥发性有机成份, 使用配比为1∶1。德克因材料具有粘度低、可灌性和渗透性强的明显优点, 其力学性能参数如表2所示。双组份材料通过专用气动注浆泵和混合枪, 注入破碎煤岩体后迅速反应与煤岩体凝固生成高强度、有韧性的固结体, 从而达到对煤岩体的加固或涌水裂隙的封堵。

1.3 威尔浮充填材料

威尔浮是一种双液型改性酚醛泡沫注浆充填材料, 应用于煤矿井下较大空洞的注浆充填加固、巷道密闭充填及喷涂等技术领域。威尔浮由A、B两种液体组份组成, 使用时按1∶1比例混合并充填到巷道或工作面冒落空洞, 产生低密度的难燃泡沫材料, 防止瓦斯聚集, 从而提高矿井的安全性。反应后其膨胀倍数可达25倍, 单位体积空间所用材料少, 运输工作量小, 每小时可施工50m3, 可快速构筑密闭墙。其力学性能如表3所示。威尔浮的施工工艺与波雷因的施工工艺大体相同。

1.4 哈斯浮充填材料

哈斯浮是改性脲醛树脂固态泡沫材料, 由两种组份组成高分子液体浆液, 组份A为树脂溶液, 组份B为固化剂溶液。哈斯浮的原料A、B液都是水基材料, 施工后的设备管路可以用水清洗, 粘度低, 易于泵送。施工时, 当两种组份充分混合并在压风的作用下, 经过发泡枪, 发生化学反应, 首先形成奶油状的泡沫体, 最终形成固态稳定的塑性泡沫体, 干燥后仅为25kg/m3, 泡沫稳定不坍塌, 具有较好的防水性能和隔热保温性能。由于材料的反应为吸热反应, 反应后生成的泡沫体温度低于环境温度, 且为不燃材料, 极大地增加了井下施工的安全性。可用于构筑密闭墙、工作面冒落空洞充填、自燃煤层采空区灌浆防灭火等方面。哈斯浮材料力学性能如表4所示。

2 灌注工艺及施工设备

2.1 ZBQ-5/12注浆泵

波雷因、德克因、威尔浮三种化学灌浆材料为双液浆材, 注浆时两种组份按1∶1的比例进行混合, 所以这三种灌浆材料的施工设备可采用专用配套设备ZBQ-5/12型风动注浆泵。ZBQ-5/12型气动双液泵以压缩空气作动力, 气控自动换向, 注浆压力可调, 最大注浆压力可达30MPa, 体积小, 重量轻。该泵可用于井下巷道快速密闭、破碎围岩注浆加固、透水岩层注浆治水等方面。ZBQ-5/12型注浆泵技术参数参见表5, 其结构装配图如图1所示, 施工工艺可分为钻孔、封孔、压注三个工序, 如图2所示。

2.2 PBQ-10/0.3气动喷涂泵

哈斯浮材料发泡方法为机械发泡, 要求采用专用施工设备与专用发泡枪进行施工。施工时, A、B液按1∶1比例混合, 压缩空气经过喷枪并在喷涂泵的泵压作用下将A、B浆液充分混合并形成泡沫, 最终喷涂到需密闭的空间。PBQ-10/0.3气动喷涂泵是喷涂作业的一种新型设备, 以压缩空气做动力, 低压喷涂。具有体积小, 重量轻, 灵活可靠, 维护简单、应用广泛等特点, 可用于井下密闭墙表面喷涂, 封闭密闭墙间隙, 也可用于井下难以进入地段, 快速进行井下抢险救灾。其性能参数如表6所示, 喷涂泵结构如图3所示。

3 结语

系列新型矿用化学灌浆材料包括波雷因、德克因、威尔浮、哈斯浮及配套工艺相关技术已在国内煤矿井下得到较广泛应用, 如邢台、峰峰、邯郸、淮南、潞安、阳泉、西山、淄博、新集、焦作、徐州等矿区近几年已开始大量应用, 为煤矿井下松散破碎围岩加固、通风控制及注浆堵水等提供了新的技术手段, 并创造了显著的社会经济效益。随着我国西部大开发和一大批重点水利水电工程的建设, 采用化学灌浆技术, 安全、快速、有效地处理各类地质灾害是一种行之有效的方法, 这些新型化学注浆材料和相关应用技术将得到不断发展。

1-封孔器2-混合器3-注浆管4-卸荷胶管5-单向阀6-气动泵7-吸浆管

参考文献

[1]严瑞瑄.水溶性高分子[M].北京:化学工业出版社, 1998.

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[3]黄德发, 王宗敏, 杨彬.地层注浆堵水与加固施工技术[M].徐州:中国矿业大学出版社, 2003.

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[5]叶书麟.地基处理工程实例应用手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 2000.

兔毛皮染整技术新进展 篇9

1 兔毛纤维的改性

兔毛纤维柔软平顺、丰足稠密、服用性好[5]。但由于毛纤维表面有一层致密的鳞片层,在加工过程中阻碍了化料助剂等向毛纤维内部渗透,使产品的后续加工产生困难,最终影响终端产品的质量。为使兔毛纤维的加工性能得到提高,在兔毛纤维的改性中应用到物理、化学和生物等多种方法[6]。

1.1 物理改性

1.1.1 低温等离子体技术

低温等离子体处理兔毛,在兔毛纤维表面能够形成刻蚀效应,增加了极性基团,可以改变兔毛纤维表面的性质,改善兔毛纤维表面的亲水性,进而提高染料与纤维之间的亲和力。低温等离子体改性的方法主要有等离子体聚合沉积(PPD)法、等离子体接枝聚合(PGP)法和等离子体表面改性(PST)法3种[7]。侯大寅[8]等利用等离子体表面改性(PST)法对兔毛纤维进行了改性,增加了极性基团改善其润湿性,使染料与纤维间的亲和力得到了提高,使兔毛纤维的染色性能得到了改善。王黎明[9]等研究了低温等离子体处理兔毛纤维后其染色性能,兔毛纤维经过离子体处理后,纤维表面的物理形态和化学组分都发生了变化,使得染料与纤维间的作用力增大,利于纤维对染料的吸附,进而提高了染料的上染率。

1.1.2 超声波技术

超声波是频率高于20 k Hz的声波,它具有方向性好,穿透能力强的优点[10],在液体中会产生强烈的空化效应[11]。毛纤维在超声波作用后,纤维表面刻蚀出微孔,这些微孔使染料分子向毛纤维内部扩散更容易,进而毛纤维的染色性能得到提高[7]。刘红艳[12]等研究了超声波辅助作用下酸性染料染獭兔毛纤维的染色性能。研究表明,超声波作用于獭兔毛纤维后,使其表面产生了刻蚀作用,使得染料与纤维间的亲和力提高,进而提高了染料的上染率和固色率,同时也缩短了染色时间。

1.1.3 微波技术

微波是一种电磁波,对物体的穿透性比较好。在微波的作用下进行染色可以加快分子的振动,加快染料和助剂的溶解以及向纤维内部的扩散,有利于染料的上染[7]。楼永平[13]等研究了在微波场中壳聚糖对兔毛纤维改性,在微波场的作用下兔毛与壳聚糖溶液充分接触,可使它们之间以一定化学键的形式结合在一起,增加纤维间摩擦系数,防止产品掉毛。

1.2 化学改性

1.2.1 天然高聚物改性

西安工程大学的楼永平[14]等采用天然高聚物作为固着剂,在微波场中对兔毛纤维与丝胶进行改性接枝,可提高兔毛纤维的摩擦因数,使纤维强力损伤率和白度降低率都较小。东华大学毛志平[15]等用天然高分子材料对兔毛纤维进行改性处理,研究表明,兔毛单纤维经1%的聚氨基酸和轻度降解的壳聚糖处理后,拉伸断裂强力明显提高,而且经轻度降解壳聚糖处理后兔毛纤维的摩擦系数也得到提高。

1.2.2 复合改性剂改性

基于酸碱处理的原理,天津工大的刘建中[16]采用复合改性剂对兔毛纤维进行改性。研究表明,在合适条件下,用复合改性剂处理毛纤维,兔毛纤维的卷曲幅度、个数以及纤维表面摩擦系数都增加,兔毛纤维的可加工性也得到有效的改善。

1.3 生物改性

绍兴文理学院的奚柏君[17]等用生物酶对兔毛纤维进行改性处理,经过氧化和生物酶处理后,毛纤维表面的形态结构发生变化,纤维间抱合力增加,兔毛纤维的可加工性得到提高[18]。川大的刘克胜[19]等采用酸性蛋白酶对兔毛皮进行预处理,毛纤维经预处理后鳞片层部分被破坏,使其亲水性增强,促使染料向纤维内部快速渗透,进而在较低温度下就能达到较高的上染率。

2 新型染整技术

2.1 微胶囊技术

微胶囊技术是指利用化学的或机械的方法使高分子材料将目标物质包裹起来,形成粒径在1~500 um常态下稳定的微小粒子的技术[20]。董朝红等采用分散大红S-BWFL、乙二胺(EDA)和甲苯二异氰酸酯(TDI)为原料,用界面聚合的方法制备染料微胶囊并对涤纶织物进行高温高压染色[21]。利用微胶囊的缓释功能,控制染料的上染速率,可以使染料均匀的吸附到纤维上,因此,在染色的过程中不使用匀染剂也可以达到匀染的目的。此外,利用微胶囊的隔离作用,使染料颗粒或染料溶液与被染纤维之间产生屏障避免其直接接触,因而避免了形成染色色斑。此外,在染色过程中由于不需要加入分散剂,因此也避免了助剂本身造成的染色污染。染色结束后,废水中含有的微胶囊粒子在经过静置、过滤后,可以回收再利用,减少了染色过程中产生的污染和对化料的浪费。

2.2 色媒体技术

色媒体是一种含反应性功能团的预聚体型染色助剂,当其渗透到纤维内部以后会发生聚合反应形成含染座的阳离子高分子材料。因此经色媒体预处理后的纤维对阴离子型染料有很好的吸附能力,染色时在无盐、无碱的条件下,染料可以被全部吸尽,从而做到染液无色或基本无色[22]。王洪海[23]采用色媒体改性剂对棉织物进行改性处理,改性后用酸性染料染色。棉织物经色媒体改性后,棉纤维引入了可以和酸性染料结合的阳离子基团,使纤维与酸性染料间的亲和力得到提高,染色时可达到无盐着色。

2.3 微悬浮体染色技术

微悬浮体染色技术是指利用特制的微悬浮体助剂进行染色。染色时,微悬浮体助剂在染浴中与染料能够形成稳定的染料微悬浮体体系,由于染料微悬浮颗粒细小,具有很强的渗透性,因此可以均匀地吸附在纤维表面及渗透到纤维间隙中,随着染液温度的升高,染料微悬浮体体系逐渐解体,染料分子被释放出来并向纤维内部渗透、固着,进而完成染色过程。微悬浮体染色技术使染色不均匀的现象得到改善,同时使上染百分率得到提高[24]。西安工程大学的邢建伟等采用微悬浮体染色技术对羊毛纤维进行了染色,比较了传统染色与微悬浮体染色工艺下羊毛纤维的染色性能及纤维的损伤程度。研究表明,微悬浮体染色可以减少羊毛纤维的染色时间,降低染色过程中毛纤维所受的损伤,与传统染色工艺相比其上染百分率和固色率都得到提高,染色制品的色泽也比较鲜艳[25]。栗志广[26]等采用微悬浮体染色工艺对狐狸绒进行染色,研究表明,与传统染色相比,微悬浮体染色在染色阶段可以实现快速升温,缩短染色时间,确保良好匀染性和上染率的前提下,可以显著减少狐狸绒在染色过程中所受的损伤。

2.4 反胶束技术

反胶束又称逆胶束或反胶团,是指表面活性剂在连续非极性有机溶剂中,当其浓度超过临界胶束浓度(CMC)时,所自发形成的一种聚集体,是一种透明的、热力学稳定的W/O体系[27,28]。反胶束有着独特的特性,在非水的介质中可以提供稳定的含水微环境。在这种微环境中反胶束具有溶解亲水物质如染料、酶等的能力。在微环境中溶解的染料如果能被有效地吸附到纤维上,这个体系就能够与应用到无水介质的染色中,这是替代常规有水染色的一个可行方法[29]。易世雄[28]等采用非离子型反胶束体系,研究了酸性染料在反胶束和常规水浴中对羊毛纱线的染色性能。研究表明,以反胶束作为染色介质,能够降低染色体系p H,增加了染料与纱线间的亲和力,提高纱线的染色性能。

3 结语

化学堵漏技术研究新进展 篇10

关键词：井漏,化学类堵漏材料,堵漏机理

井漏是指在钻井、固井、测井或修井等各种井下作业过程中, 各种工作液 (包括钻井液、水泥浆、完井液及其它液体等) 在压差作用下漏入地层的现象[1]。这是钻井、固井中最普遍、最常见而又损失较为严重的一种问题。在钻井作业中因处理井漏所耗费时间约占钻井时间的10%[2]。井漏处理不当, 会引起恶性井下事故, 且造成严重的环境污染。在钻井液或完井液中加入堵漏材料是常见的堵漏方法。按照来源堵漏材料可分为一般堵漏材料及化学堵漏剂两类。化学堵漏材料是利用高聚物在界面上的静力、分子间的作用力、化学键力, 使化合物在界面处形成粘结而起到堵漏作用, 这类材料包括凝胶堵漏剂、树脂堵漏剂、膨胀性堵漏剂[3]。本文主要介绍化学堵漏剂的研究现状及进展, 以期为新型堵漏材料的研发提供新的思路。

1 凝胶类化学堵漏剂

凝胶类堵剂从广义上来讲, 分为无机凝胶类堵剂及有机凝胶类堵剂, 最常见的无机凝胶类堵剂是各种水泥与石灰等的混合物, 是钻井工程最为普遍的一种堵漏材料[4]。因为水泥来源广泛、使用简单、价格低等优点, 而被广泛应用于现场。近年来通过外加剂和工艺等方面的研究, 在提高水泥浆的可泵性, 缩短凝固时间, 提高水泥石早期强度和稳定性等方面取得了很大的进展。

有机凝胶类堵剂主要是聚丙烯腈、聚丙烯酰胺或其二者的共聚物。其聚合物可以和无机多价离子或具有双官能团的有机物进行交联而形成吸水性能很好的凝胶。使用时与多种材料形成稠浆共同泵入井底, 在地底漏失层间形成粘弹体固化以达到堵漏的目的。苏联[5]采用以水解聚丙烯酰胺为基础的水泥浆有效隔绝了十个强吸收地层, 如克拉斯诺谢尔的621井。分子量800~1000万的聚丙烯酰胺[6]具有良好的絮凝作用, 可使固相沉淀速度大为加快, 在巴什基里亚地区此种堵漏方法已得到成功的使用。此外, 还有[7]聚丙烯腈与片状填充材料配合使用堵漏的文献报道。近年来, 又发展出了多种有机凝胶类堵剂, 如将聚乙烯醇43份、硼酸钠22份、泥煤苔35份均匀混合并制成小球。将82公斤小球/m3泥浆加热至约71℃约2小时, 单个的小球就膨胀至原体积2~4倍, 且在此膨胀状态下具有很高的强度。

2 树脂类化学堵漏剂

按照堵漏机理树脂类堵剂可分为吸水膨胀型及固化型。吸水树脂[8]是遇水溶胀但不溶解的交联聚合物。利用吸水树脂在漏失地层发生吸水膨胀, 通过填充堵塞和挤紧压实双重作用, 有效的封堵漏失地层。在其分子结构上含有亲水性基团, 如羧基、羟基、酰胺基等。根据亲水基团种类, 可分为阴离子型、阳离子型、非离子型以及复合离子型。

阴离子型吸水树脂主要包含聚丙烯酸类、磺酸类和磷酸类等。聚丙烯酸类吸水树脂耐盐性差[9], 不能在盐水环境中应用。而磺酸类、磷酸类树脂都具有很好的耐温、抗盐性能, 通过改变反应单体配比及反应条件能得到不同性能的吸水树脂材料[10,11,12]。阳离子型吸水树脂主要是季铵盐类。秦涛[13]、张娜娜[14]等人分别合成了阳离子聚丙烯酰胺型树脂堵剂, 并通过加入刚性单体的方式, 提高了堵剂的热稳定性。非离子型吸水树脂主要有聚 (甲基) 丙烯酰胺及聚多糖类等[13]。其吸水倍率低, 但耐盐性好。其中, 聚 (甲基) 丙烯酰胺是目前应用最多的非离子型吸水树脂材料。黄珠珠[15]采用适当分子量的PAM和交联剂乙酸铬制备了随钻堵漏型弱凝胶堵漏剂, 该堵漏剂在60℃下具有很好的稳定性, 加入重铬酸钾后, 其抗温性提高到80℃。Heying[16]将不同配方、不同粒径的适度交联的PAM颗粒加入到钻井液体系中, 到达漏失地层附近后, 逐渐吸水, 在漏失通道处膨胀, 堵塞漏失裂缝或孔隙。

通常来说, 离子型吸水树脂吸水倍率大, 但耐电解质 (盐) 能力差;而非离子型吸水树脂则恰恰相反[17]。在现场应用时, 通常是将两种或两种以上的单体进行共聚或交联, 得到一种亲水基团多样化的吸水树脂堵漏材料, 它同时含有非离子型亲水基团和离子型亲水基团, 并可通过调节单体配比提高其吸水性和吸水速度, 同时提高其耐温耐盐性[18], 以更好满足堵漏的需求。

吸水树脂类堵剂使用过程中的主要难题是如何控制其发生吸水膨胀反应的速率。若未进入地层即发生吸水膨胀, 不仅堵漏效果差, 而且还会造成施工困难。通过包括延时溶解材料、接枝疏水性单体或采用非水携带液的方法可延迟其吸水膨胀反应发生的时间。

可固化树脂与吸水树脂不同, 在未使用时保持流动度较好的低粘态, 加入固化剂后或在高温的影响下则迅速固化, 生成具有一定强度的固体树脂。目前, 较为常见的可固化树脂为脲醛树脂及酚醛树脂。

脲醛树脂是尿素与甲醛缩聚得到的线性脲醛低聚物。以氯化铵为固化剂时可在室温固化。促进剂如硫酸锌、磷酸三甲酯、草酸二乙酯等可加速固化过程。梁涛[19]等人研制了一种改性脲醛树脂堵漏剂, 其基本配方堵漏剂使用温度高达140℃, 固化时间在10~72h范围内可调, 封堵率可达99%。赵文娜[20]等人研究了各反应因素对脲醛树脂性能的影响, 并制得综合性能较好, 游离甲醛含量低的低毒脲醛树脂。刘晓平[21]等人通过组分用量筛选, 研制了一种脲醛树脂堵水堵剂:适用于井温60~120℃, 固化时间在5~24小时可调。目前已在中原油田15口井试用, 堵漏成功率为100%。

酚醛树脂是由苯酚和甲醛在酸触媒或碱触媒条件下进行缩聚反应生成。可作为堵剂使用的酚醛树脂为热固性酚醛树脂, 其固化过程分为三个阶段, 分别称为A阶、B阶及C阶。A阶树脂是线型树脂, 能溶解于酒精或丙酮中, 一般是指从合成釜中生产得到的酚醛树脂。B阶树脂是A阶树脂经进一步反应而转变成支链型的酚醛树脂, 其中部分树脂已接近凝胶, 因此B阶树脂只能部分溶解于酒精或丙酮中。C阶树脂是已转变成体型结构的完全固化的树脂。热固性酚醛树脂在受热时, 能自动地从A阶树脂转变为B阶树脂, 进而成为C阶树脂。在热固性酚醛树脂 (A阶) 的贮存过程中也会逐渐发生此类变化, 因此树脂有一定的贮存期, 一般贮存期为3个月左右。

酚醛树脂常见的固化剂有苯磺酰氯、对甲苯磺酰氯、硫酸乙酯和石油磺酸等。它们都能分解出氢离子, 对固化反应有催化作用。其中, 对甲苯磺酰氯的酸度较低, 因而固化速度较慢, 当环境温度较低时, 可能几个小时甚至十几个小时也不固化。苯磺酰氯作为固化剂, 固化速度适宜, 通常在20℃下40-60分钟内完成初凝, 固化后产物的物理机械性能较好。但在施工时会放出刺激性氯化氢气体。石油磺酸作为酚醛树脂的固化剂的优点是:毒性低、易与树脂混匀, 施工条件好, 通常使用的固化剂是一种或几种物质的混合物, 以便于调节固化产物的性能。

酚醛树脂类堵剂的研究应用较广泛, 余吉良[22]研制了一种改性酚醛树脂封窜堵漏剂, 固化时间在3~8小时可调, 固化后的抗拉强度为12.5~10.8MPa, 抗压强度为13~87MPa, 抗剪切强度为20.0~29.2MPa, 使用该剂在华北油田3口油井实施封层、2口油井实施封窜, 其中包括储层渗透性很低的井和套管补贴后失效的井, 封堵率均为100%。郑莉[23]研究了高活性、高固含、低挥发性物质并能快速固化的工程堵漏用酚醛树脂。探讨了适用于工程堵漏用酚醛树脂的合成工艺条件, 如反应温度、时间及催化剂种类用量对树脂活性的影响, 从而降低了酚醛树脂堵漏的现场施工难度及成本, 拓宽了其适用范围。

3 膨胀型堵漏剂

膨胀型堵漏剂是指在水或钻井液侵泡下发生体积膨胀并堵塞漏失通道的一类堵剂。按照组成不同, 可分为上文提及的化学凝胶类、吸水树脂类及一些复合体膨型堵漏材料。如左凤江等[24]研制了水化膨胀复合堵漏材料。该堵剂引入了具有遇水延时膨胀特性的材料, 同时复配长纤维, 在进入裂缝后能产生较高的桥塞强度, 达到快速、安全、有效堵漏的目的。A li[25]等研发了复合堵漏材料 (blend of lost circulation materials, BLCM) , 主要是由粒径2~120mm的特殊纤维颗粒、植物纤维及聚合物颗粒组成。当投入井下时, BLCM材料吸水膨胀形成具有强度和黏弹性的网状结构, 在压差作用下被挤入漏失层填充, 从而解决漏失问题。

Davidson等人[26]介绍了体膨型聚合物体系, 此体系由适当尺寸的特殊纤维和水溶性交联聚合物组成。此堵漏材料对地层无伤害, 受地层温度影响可在两星期内降解, 将此堵漏剂用于现场, 成功地治理了失返性漏失并恢复了循环钻进。

4 结论

浅析石油化工废水处理技术新进展 篇11

关键词石油化工；废水处理；新技术

中图分类号TE文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)012-0172-01

因为石油化工废水的处理难度大，不仅浓度高，而且难以溶解。因而，在石油化工废水的处理中，一般要用到化学成分。典型的就是化学法、物理法和生化处理技术。

1化学法

化学法是指在石油化工废水的处理中，使用化学成分使废水中的污染成分分解、溶解或凝集的方法，从而达到处理废水的目的，避免环境污染。

1.1絮凝

石化污水处理的重要过程之一是絮凝，即通过向水中投加絮凝剂破坏水中胶体颗粒的稳态，胶粒之间的相互碰撞和聚集，形成易于从水中分离的絮状物质。絮凝可以用来处理炼油废水中的浊度、色度、有机污染物、浮游生物和藻类等污染物成分。在具体操作中，絮凝通常与气浮或者沉淀等工艺联用，作为生化处理的预处理。目前，采用微生物絮凝剂，利用生物技术制成的废水处理剂，同其它絮凝剂相比具有许多优点，比如，易生物降解、适用范围广、热稳定性强、高效和无二次污染等，因此应用前景广阔。

1.2氧化法

氧化法主要有光催化氧化法、湿式氧化法和臭氧氧化法。针对不同成分的石油化工废水，可以选择不同的方法，这样可以达到最有效、最经济、最安全的处理废水的目的。

1）光催化氧化法。光催化氧化法，可以有效地将光辐射与O2、H2O2等氧化剂结合起来，从而达到处理污水的目的，因此称为光催化氧化。有人以太阳光为光源，以TiO2、TiO2/Pt、ZnO 等为催化剂，用此法处理含有21 种有机污染物的水，得到的最终产物都是CO2，不产生二次污染。还有人用Fe2+和H2O2作氧化剂， 铁离子与紫外光之间存在协同效应，使H2O2分解产生氢氧根的速度大大加快，因此氧化效率得到提高，该法在许多国家尚处于研究阶段。

2）湿式氧化法。湿式氧化法可以分为两类，分别是催化湿式氧化（CWO）和湿式空气氧化（WAO）。CWO是将有机物在高温、高压及催化剂存在条件下，氧化分解为CO2、H2O和N2等无毒无害物质的过程，它反应时间更短、转化效率更高，但pH、催化剂活性对反应影响较大。WAO是利用空气中的分子氧在高温高压条件下进行液相氧化的工艺过程，该技术是有效控制环境污染物的良好途径，特别适宜于有毒有害污染物或高浓度难降解有机污染物的处理。卢义成等用湿式空气氧化工艺处理石化废液，COD、无机硫化物、硫代硫酸盐和总酚的去除率平均为81.8%、近100%、91.7%、近100%。结果表明该法在处理效果上已经达到国外同类设备的处理效能。

3）臭氧氧化法。臭氧氧化法有其独到的优点：这种方法氧化时不产生污泥和二次污染。但是，其运行及投资费用高，且处理的废水流量不宜过大。经臭氧氧化后，废水中的小部分有机物被彻底氧化为水和二氧化碳，而大部分转化为氧化中间产物。一般将臭氧氧化和生物活性炭吸附联用技术用于深度处理， 在氧化有机物的同时臭氧迅速分解为氧，使活性炭床处于富氧状态，得到再生，提高其使用周期；同时活性炭表面好氧微生物的活性增强，降解吸附有机物的能力提高。能有效去除有机物，改变有机物生色基团的结构，强化活性炭的脱色能力。黎松强等用臭氧-活性炭工艺深度处理炼油废水，COD、氨氮、挥发酚、石油类的去除率平均为82.6%、93.4%、99.5%、94.3%，出水主要指标达到地面水Ⅳ类水质标准。

2物理法

1）吸附。吸附，指的就是利用固体物质的多孔性，使废水中的污染物附着在其表面而得以去除的方法。常用的吸附剂为活性炭，可有效去除COD、废水色度和臭味等，但其处理成本较高，而且容易造成二次污染。在石化废水处理中，吸附常与絮凝或臭氧氧化联用。

2）膜分离。膜分离有微滤、超滤、反渗透和纳滤等不同的方法，无论哪种方法，都能有效去除废水的臭味、色度，去除有机物、多种离子和微生物，出水水质稳定可靠。

3）气浮法。气浮，指的是利用高度分散的微小气泡，作为载体粘附废水中的悬浮物，使之随气泡浮升到水面而加以分離，分离对象为疏水性细微固体悬浮物以及石化油。在石化废水处理中，气浮常置于隔油、絮凝之后。比如，将涡凹气浮（CAF）系统放置于隔油池后处理含油石化废水， 进水含油约200mg/L，出水含油低于10mg/L，去除率达到95%。试验证明气浮处理废水的效果是可靠的。

3生化法

1）好氧处理。在石油化工废水处理中，好氧处理方法比较多，比如序批式间歇活性污泥法、高效好氧生物反应器、生物接触氧化、膜生物反应器处理法等，但单独使用好氧生物处理较少，主要是与厌氧处理相结合。

2）厌氧处理。石化废水COD高、可生化性较差，一般先进行厌氧预处理以提高后续处理的可生化性。①升流式厌氧污泥床。UASB反应器内污泥浓度高，一般平均污泥质量浓度为30～40g/L。有机负荷高，水利停留时间短，中温消化，COD的容积负荷一般为10～20kg/（m3·d）。反应区内设三相分离器，被沉淀区分离的污泥能够自动回流到反应区，无混合搅拌设备。污泥床内不填载体，造价低。一般用于高浓度有机废水的处理。②厌氧固定膜反应器。厌氧固定膜反应器中装有固定填料，能够截留和附着大量厌氧微生物，通过其作用，进水中的有机物转化为甲烷和二氧化碳等从而得以去除，具有抗冲击负荷能力强、微生物停留时间长和运行管理方便等优点。

3）组合工艺。石油化工废水具有污染物种类较多，因此水质情况复杂，如采用单一的好氧或厌氧处理，很难达到排放要求，而将厌氧（或缺氧）和好氧处理有效结合的组合工艺处理效果好，有较广泛应用。比如，采用A/O 工艺的新型组合A/O1、O2工艺处理石油化工废水，系统由泥法好氧、膜法缺氧和膜法好氧组成。进水COD为1300mg/L，总HRT为60h（分别为20h），出水BOD、COD、MLSS、含油分别低于（30、100、70、10）mg/L。

4总结

石油化工企业含油污水具有水量波动大、水质波动频繁、污染物成分非常复杂的特点，其中含有大量的油、硫化物、挥发酚等有毒有害物质，直接排放将对环境造成极大的危害。含油污水处理工艺和回用工艺的正确选择，是关系到污水场和回用装置能否正常运行的关键，也是控制投资实现经济运行的关键。

参考文献

[1]冯欣,韩志勇,罗维刚,李伟,鹿玲. 黄土对含油废水的吸附作用研究[J].水文地质工程地质,2010,6.

视听多媒体技术的新进展 篇12

视听多媒体技术主要包含视频技术、音频技术和多媒体通信技术。视频技术是实现视觉媒体的技术, 包括视觉信息的采集、编码、传输、显示和理解等。音频技术是实现听觉媒体的技术, 包括听觉信息的拾音、编码、传输、放送和音效工程等。多媒体通信技术是同时实现视觉和听觉的媒体技术, 包括音视频同步、传输协议、服务质量QoS等。

此外, 视频技术还涉及视觉信息的处理、分析和理解等信息处理理论;音频技术还涉及听觉信息的处理、分析和识别等信息处理理论;多媒体通信技术还涉及有线、无线、卫星或局域网。

下面介绍编码工具和标准的主要进展。从20世纪50年代到现在, 视频编码标准已经有了长足的发展。编码效率不断提高。到H.264已经接近极限, 没有新的更为智能的技术或结构, 编码效率已经很难继续提高。ITU-T与ISO/IEC的JVT组织已经进展到H.265/MPEG-5HEVC。此外还有JPEG系列标准、SMPTE标准VC-1 (即WMV9) , 中国有AVS和安防应用的SVAC。

视频编码永恒的努力方向:1) 努力提高编码效率, 使其率失真性能达到最佳;2) 努力提高编码传输稳健性, 使其传输可靠性或容错性能达到最佳。

H264/AVS后的编码技术有SVC可伸缩编码、MVC多视角立体编码、HEVC极高效视频编码和SVAC智能视频编码。

H.264 SVC考虑网络视频传输及用户终端条件存在很大差异, 如传输带宽不同、终端功耗不同、终端显示能力不同等提出的一种可伸缩编码。H.264 SVC基于H.264核心框架实现了高效的时域、空域、质量的可分级, 已纳入H.264标准的一个附录 (Annex G) 。

H.264 MVC主要应用在领3D视频、自由视点视频、身临其境的电视电话会议等领域。已纳入H.264标准 (Annex H) 。

最新的标准是HEVC/H.265。实际自H.264诞生后的第二年开始, 就一直没有停止H.265版本的建议, 直到2010年提出了HEVC, 才终于达成一致。HEVC的目标是使压缩效率比H.264提高1倍。高效视频编码 (HEVC) 已经发布测试模型, 它具有两种架构——高效率和低复杂度。针对这两个方面有多的工具被提出来。

国内, AVS之后, 一个进展是监控领域专用的视音频编码标准SVAC。这个标准是全国安防标委会与AVS联合推出的。仍然是AVS的编码框架, 引入了智能视频监控所需的感兴趣目标或事件的编码。另外一个进展是AVS-3D标准, 在AVS基础上引入了立体视频编码。

视听多媒体技术的最新进展, 一个是3DTV, 市场前景被看好, 已经有一些国家在进行试验性广播。但3DTV目前仍然存在一些缺陷, 如要戴眼镜, 长时间观看会疲劳等, 目前针对3DTV对人眼健康的影响仍在进一步研究。另一个是超高清SHV (UHDTV) , 这方面日本正在大力研发。

智能视频应用技术是当前的一个热点, 主要有:图像增强技术, 如降噪、去云雾、修复、超分辨率重建等;视频分析与理解技术, 包括目标发现 (检测) 、跟踪与识别, 视频语义提取与描述等;视频内容检索与挖掘, 主要是视频事件查找和图像挖掘。