石化产业是我国重要的支柱产业，关乎产业链供应链安全稳定、绿色低碳发展、民生福祉改善。因此，通过匹配2012—2021年的宏观城市数字化数据与微观石化企业数据，实证分析了数字化对石化企业绿色全要素生产率的影响，并研究了数字化提升石化企业绿色全要素生产率的机制。结果表明，数字化可显著提升石化企业绿色全要素生产率；对于东部地区、数字化水平较高地区，以及规模较小、国有产权的石化企业，数字化对其绿色全要素生产率的提升作用较大；数字化提升石化企业绿色全要素生产率的机制为增强区域创新，促进企业绿色创新和推动企业数字化转型。提出了石化企业应积极拥抱数字化、制定差异化发展策略和发挥国有企业引领作用等建议，旨在为我国石化企业提升绿色全要素生产率提供借鉴和参考。

采用同步法建立间歇过程生产调度和控制的集成框架模型。在调度部分，基于状态设备网络（SEN）和特定单元事件点连续建模法建立生产调度模型；调度和控制的集成模型属于混合整数动态优化问题，求解复杂且计算量大，为了解决在线计算负担重的问题，采用显式模型预测控制（EMPC）进行离线求解；使用MPT工具箱解决EMPC动态问题；引入二进制变量，将求解得到的显式控制解转换为显式线性约束，并将其添加到调度模型中共同约束目标；通过算例分析，对优化结果与纯调度模型进行了对比分析，验证了集成模型的经济性。

在刀具表面构造折线凹槽、纵向凹槽和45°斜向凹槽微织构等三种微织构，深入研究了铜镍合金切削加工时刀具的表面微织构对刀具切削性能的影响；通过控制单一变量法，分析了织构宽度、织构深度、织构间距和切削刃边距对切削性能的影响规律，确定了纵向凹槽微织构的最优织构参数范围，并通过正交实验确定了最优织构参数。结果表明，与无织构刀具相比，纵向凹槽微织构刀具可有效降低主切削力和切削温度；最优织构宽度为85 μm，织构间距为40 μm，织构深度为30 μm，切削刃边距为40 μm；采用最优的微织构刀具加工铜镍合金，平均主切削力减小了23.07%，最高切削温度的平均值降低了22.46%，平均等效应力减小了19.53%，说明能有效降低工件的残余应力，提升切削性能。

为突破传统的印刷电路板式换热器（PCHE）传热效率的瓶颈，建立翼型PCHE物理模型，数值模拟了超临界CO₂在该模型中的对流换热，分析了不同质量流量和入口温度下超临界CO₂的换热规律，并通过改变通道的水力直径，进一步研究了水力直径对其换热的影响。结果表明，增大冷流体的质量流量和提高入口温度，均可提高换热性能；改变通道的水力直径后，弦长为6 mm和8 mm的PCHE的换热能力均随着雷诺数的增大而增大，雷诺数为19 500～26 000，弦长为6 mm和8 mm的PCHE均具有相近的换热性能；当雷诺数为26 000～50 000时，弦长为8 mm的PCHE的综合性能比弦长为6 mm的PCHE高2.55%。研究结果为翼型PCHE的结构设计提供了理论依据。

拱顶罐作为油品存储的重要设施，其蒸发损失控制需基于蒸发损失机制的研究。建立拱顶罐动态吸收热通量的用户自定义函数（UDF）模型，运用FLUENT 19.0软件，系统研究了太阳辐射强度、储油高度和油品贮存时间对罐内油气扩散的影响。结果表明，罐内气体温度分布不均匀，纵向呈“上高下低”分布，且罐内气体平均温度随着储油高度的增加而降低；罐内油气质量分数在同水平高度分布均匀，柴油表面的油气质量分数最大，其数值与储油高度和贮存时间均呈正相关；罐内气体最大压力在一天内先升高后降低，且随液位高度升高而增大。研究结果为储罐的蒸发损失量化评估及油气回收系统的设计优化提供了理论依据。

在油气田生产和集输过程中，水套炉盘管作为天然气加热系统的关键设备，承担着重要的热能供应与保障作用。然而，水套炉盘管内部的细小颗粒易引发冲蚀损伤，且该过程难以提前预测。因此，了解影响水套炉盘管冲蚀的因素并建立有效的预测模型至关重要。采用计算流体动力学（CFD）数值模拟并结合敏感性分析方法，研究了温度、压力、气体流速、颗粒直径、弯管直径和曲率半径等因素对水套炉盘管冲蚀的影响。结果表明，气体流速、颗粒直径、弯管直径和曲率半径是影响冲蚀的主要因素。建立的综合冲蚀预测模型，为水套炉盘管的维护和安全管理提供了科学依据，具有工程实践意义。

钻遇裂缝性泥页岩地层时极易发生井壁失稳现象。通过岩石力学实验探究了泥页岩在钻井液浸泡下的力学性质弱化规律；在综合考虑应力、压力、温度、溶质质量分数和天然裂缝变形的影响下，建立了热?流?固?化多场耦合条件下的裂缝性泥页岩井壁稳定模型，分析了该地层多场耦合响应特征、井壁失稳机理和主控因素；基于井壁失稳特征，建立了不同岩石强度下裂缝性泥页岩地层安全钻进密度窗口图版。结果表明，随着浸泡时间的延长，泥页岩的强度和弹性参数均呈指数型劣化；考虑天然裂缝发育时，井周各物理场呈非均匀分布特征，导致坍塌破坏区域和拉伸破坏区域向裂缝尖端扩展；增加水平地应力差和流体压力差会扩大拉伸破坏区域和坍塌破坏区域，增加溶质质量分数差有利于降低破坏风险，提高钻井液温度对坍塌破坏影响不大，但能显著降低拉伸破坏风险。研究结果可为裂缝性泥页地层钻井设计提供理论支撑。

采用浸渍法制备了CuO负载碱改性椰壳活性炭（KOH?C/CuO）的新型吸附材料，通过扫描电子显微镜（SEM）、比表面积测试（BET）、傅里叶红外光谱（FTIR）和X射线光电子能谱（XPS）等手段表征材料表面物理化学特性，并进行了苯吸附性能测试；考察了KOH浓度、改性时间、CuO负载量及吸附温度对材料苯吸附性能的影响，并对样品的吸附性能进行了综合评价。结果表明，在KOH浓度为0.5 mol/L，改性时间为4 h、CuO负载量（质量分数）为3%、吸附温度为25 ℃时，改性样品0.50KOH?C?4/CuO?3的吸附性能最优，其苯吸附量达235.3 mg/g，较未改性样品提升118.88 mg/g。

以金属?有机共价骨架材料MIL?53(Fe)为改性剂，将其与聚偏氟乙烯（PVDF）铸膜液共混，制备了PVDF/MIL?53(Fe)复合膜；采用X射线衍射（XRD）、傅里叶红外光谱（FT?IR）、扫描电子显微镜（SEM）和热重分析（TG）等表征手段对复合膜进行了分析；利用PVDF/MIL?53(Fe)复合膜对刚果红（CR）进行吸附，探讨了复合膜质量、CR初始质量浓度、接触时间和温度等因素对复合膜吸附量的影响，并通过等温吸附模型、吸附动力学模型和吸附热力学对其吸附机理进行了分析。结果表明，当复合膜质量为20 mg时，吸附效果最佳；当接触温度为313 K时，复合膜对CR的最大吸附量的理论值为71.9 mg/g；乙醇可有效脱附复合膜上的CR，经五次吸附?脱附循环后，复合膜仍保持良好的吸附性能；吸附等温过程符合Langmuir模型，动力学行为遵循准二级动力学方程；吸附过程为自发进行的吸热反应，且伴随体系无序度增加。

以高湿中药废渣为原料，利用其自身水分在高温环境下受热生成的水蒸气进行物理活化，制备了孔隙结构发达的生物炭；考察了中药渣含水率、活化温度和活化时间对生物炭性能的影响，并利用物理吸附仪、傅里叶变换红外光谱、扫描电镜等对生物炭的性能进行了分析，获得了制备生物炭的最佳反应条件，同时对高湿中药废渣制备生物炭的活化机理进行了探讨；将制备的生物炭用于吸附Cu²⁺与Cd²⁺废水，探讨了其吸附动力学。结果表明，在活化温度为700 ℃、活化时间为60 min、中药废渣含水率为50%的条件下，制得的生物炭比表面积为309.29 m²/g，且以微孔为主，微孔孔容达0.116 8 cm³/g；生物炭对Cu²⁺与Cd²⁺的吸附动力学均符合准二级动力学方程，Cu²⁺与Cd²⁺的最佳吸附量分别为20.66、17.41 mg/g。

以某石化公司糠醛抽出油为原料，采用复合溶剂二级抽提分离油品中多环芳烃（PCA），制备了芳香基绿色橡胶填充油；对比了三种复合溶剂的应用效果，考察了抽提温度、剂油质量比等操作条件对精制油的收率、PCA质量分数的影响；通过氧化铝吸附色谱法和红外光谱对样品进行了组成分析。结果表明，最佳操作条件为一级溶剂抽提温度70 ℃（剂油质量比5∶1）、二级溶剂抽提温度50 ℃（剂油质量比2∶1）；在最佳操作条件下，精制油收率为32.34%，PCA质量分数为2.98%，芳碳率为18.65%，满足欧盟2005/69/EC指令要求；复合溶剂可显著提升溶剂的选择性和溶解性，高效脱除油品中的PCA，并保证较高的产品收率和芳碳率。

针对容易陷入局部最优解、收敛速度慢等问题的传统蚁群算法，提出了一种改进蚁群算法。首先，将当前目标节点与下一时刻要选择的节点之间的关系以及正态分布函数引入启发函数中，增强了算法在前期的搜索能力，并通过引入拐点因子加强了方向选择的多样性；其次，提出自适应动态信息素挥发系数，改变了信息素更新规则；最后，通过Matlab仿真实验，在三种不同栅格图上对传统蚁群算法和改进蚁群算法进行了对比研究。实验结果证明，与传统蚁群算法相比，改进蚁群算法具有收敛速度快、路径短、拐点少等优点。

为了丰富对各种搅拌桨混合特性的认识，深度分析了桨式直叶桨、桨式斜叶桨、六直叶涡轮桨、六斜叶涡轮桨、直叶Rushton桨（圆盘直叶涡轮桨）、斜叶Rushton桨（圆盘斜叶涡轮桨）六种搅拌桨的转速和浸没深度对混合时间、功率、功率准数、混合时间数、混合效率数的影响。结果表明，当搅拌桨的转速为150 r/min时，混合时间随着浸没深度的增加先减小后增大，其中斜叶Rushton桨所需功率最小，混合速率最大，混合效率最高；当浸没深度为25 cm时，六种搅拌桨的混合时间均随着转速的增大而减小，斜叶Rushton桨所需功率最小，混合速率最大，混合效率最高；当转速及浸没深度一定时，斜叶Rushton桨所需功率最小，混合效率最高；斜叶Rushton桨的综合混合性能最优。研究结果为搅拌桨的工业应用提供了实验数据，为后续搅拌桨的优化设计提供了理论依据。

离心式压缩机是石油化工行业天然气管网的关键设备，其高故障率对所属企业会造成较大的经济损失。提出了一种基于本体的离心式压缩机故障诊断方法。首先，以石油化工企业积累的离心式压缩机故障分析报告为知识源，通过本体建模从知识源中提取故障诊断知识，促进故障诊断知识的集成、共享和重用；然后，使用本体软件Protégé构建故障诊断知识库，通过语义Web规则语言SWRL（Semantic Web Rule Language）实现基于规则的推理（Rule?Based Reasoning，RBR），并通过软件Neo4j进行知识存储和查询。采用该故障诊断方法，对离心式压缩机组合成油系统进行了测试。结果表明，该故障诊断方法有效，可提升故障知识的应用效率，并为离心式压缩机诊断决策提供优质的知识基础。

利用分子动力学，分别构建正十二烷、正十八烷和正二十九烷的最低能量构型，研究了含水率（质量分数）不同时油分子与蜡分子之间的相互作用；构建含水率不同的原油乳状液体系的分子动力学模型，研究了水分子溶解在体系后对含蜡原油黏度的影响；比较了蜡分子在含水率不同的体系内的径向分布函数。结果表明，碳数是决定原油分子之间相互作用能的主要因素；随着含水率的增加，分子间的距离变大，而相互作用能变小；水分子溶解在体系中后，蜡分子间的距离和静电相互作用均变大，蜡分子分布变得无序，原油的流动特性得到改善。

油藏历史拟合优化问题属于高维系统最优控制问题，选择合适的优化算法对实现良好的拟合效果至关重要。由于梯度类方法在计算目标函数梯度时存在困难，随机性智能优化算法被广泛应用于油藏优化过程。提出了一种基于实数编码遗传算法（RGA）与连通性模型的油藏历史拟合问题的方法。该方法无须编码解码操作，直接将传统方法求解得到的可行解作为改进遗传算法的初始参数，可有效降低搜索空间的复杂性；在RGA中，采用实数编码直接表示参数，算法能够处理连续变量，可提升搜索的精度和收敛速度；引入自适应选择策略、交叉与变异操作，可进一步优化算法性能。结果表明，RGA能够有效提高拟合效果，并在较短时间内获得较优解，该方法在油藏历史拟合领域具有广阔的应用前景。

风险评价是管道完整性管理的核心工作，也是实现风险预防管理的前提和基础。海底管道的服役条件苛刻，监测和维修难度大，事故后果严重。为了保障海底管道的安全运行，结合新奥LNG外输海底管道舟山段服役条件和运行特点，对其危险因素进行识别，并采用Kent评分法对其进行风险评价，得到了该LNG外输海底管道的相对风险值；根据相对风险值，对该LNG外输海底管道系统的风险管段进行了等级评定。结果表明，海底管道舟山段的相对风险值主要介于100~200，风险等级处于较低水平。同时，提出了针对海底管道舟山段的风险管理措施和建议。本研究可为建立基于风险级别的管理机制及保障海底管道的安全运行提供科学指导和参考依据。

采用水热合成法结合800 ℃真空热处理手段，制备了尖晶石相的不同La³⁺掺杂量的近红外长余辉发光纳米粒子Zn₂Ga_2.98-x Ge_0.75O₈:Cr_0.02, La _x （x=0，0.005，0.010，0.015，0.020，0.025）；通过透射电镜和发射光谱分析、热释发光测试手段，研究了La³⁺掺杂对粒子尺寸、有效陷阱的数量及深度、长余辉发光性能的影响。结果表明，当La³⁺掺杂量从0增加到0.025时，粒子尺寸从64 nm增至78 nm；在590 nm光激发下，La³⁺掺杂后ZGGO:Cr³⁺纳米粒子表现出较强的来源于Cr³⁺的²E（²G）→⁴A₂（⁴F）跃迁的697 nm附近的窄带近红外发射；近红外发光的增强归因于粒子尺寸的增加和同时处于较强晶体场环境下的发光中心数目的增多；La³⁺掺杂导致了更多有效陷阱的形成，从而使余辉发光时间超过15 h。

负极材料是钠离子电池的关键组成部分，而石油焦是制备钠离子电池碳基负极的重要前驱体之一。通过X射线衍射（XRD）和拉曼（Raman）光谱系统分析了碳化温度和硫质量分数对石油焦基负极材料结构的影响，并分析了不同结构的负极材料储钠性能变化。结果表明，当碳化温度为1 000 ℃时，负极材料的缺陷密度和层间距适中，具有优异的导电性，表现出较好的电化学性能，在50 mA/g电流密度下的放电比容量为434 mA·h/g；硫抑制了碳层重排和生长，随着石油焦硫质量分数的增加，负极材料具有较高的储钠容量和较好的循环、倍率性能，但首周库仑效率由65%降至54%，对未来的研究提出了挑战。

采用溶胶凝胶法制备了双金属Cu与Ni掺杂TiO₂改性多壁碳纳米管（MWCNTs/Cu?Ni?TiO₂）新型吸附材料，并对该新型材料进行了脱硫脱硝实验；在n（Cu）/n（Ni）=2的条件下，探究了O₂体积分数、水蒸气体积分数和体积空速等因素对改性多壁碳纳米管联合脱硫脱硝性能的影响，并对材料的吸附性能进行了评价。结果表明，双金属改性的多壁碳纳米管的联合脱硫脱硝性能明显优于单种金属改性的材料，且对SO₂的吸附量明显提升；当模拟烟气的SO₂质量浓度为3 140 mg/m³、NO质量浓度为736 mg/m³时，在水蒸气体积分数为5%、O₂体积分数为8%、体积空速为2 598 h^-1的工况下，双金属改性材料吸附效果最佳，SO₂的最佳吸附量为20.43 mg/g，NO的最佳吸附量为0.86 mg/g。

在石油开采、加工和储运过程中，释放到土壤中的总石油烃（TPH）不仅会改变土壤的理化特性，还会通过迁移转化的过程严重影响水环境的质量。针对土壤石油污染环境问题，开发高效、绿色和环保的修复技术已成为当前行业亟需解决的课题。结合国内外研究现状，综述了目前在石油污染土壤修复领域主要的修复技术。研究发现，物理法适用于修复石油挥发性强且渗透系数大的污染土壤，化学法适用于处理严重且难降解的石油污染土壤，而生物法则对土壤环境友好，更适合处理轻度石油污染。通过比较不同修复技术的原理和应用范围发现，联合修复技术具有普适性强、应用广泛的优点。对未来石油污染土壤修复技术在绿色环保方向的发展趋势进行了展望，以期为实际应用中的石油污染土壤修复提供参考依据。

为了解决单独使用氧化石墨烯（GO）时血液相容性差和壳聚糖（CS）吸附能力低的问题，制备了一种氧化石墨烯/壳聚糖共混膜（GO/CS膜）；利用SEM、FTIR进行了微观形态及组成分析，并进行了GO/CS膜的胆红素吸附实验。结果表明，当铸膜液中GO质量分数为3%时，GO/CS膜对胆红素的吸附能力最优；1 650 cm^-1附近归属于酰胺基团的C=O吸收强度增大，3 353 cm^-1处的-NH₂的伸缩振动峰和1 570 cm^-1处的N-H的弯曲振动峰同时减弱，并且在1 718 cm^-1附近没有出现羧基C=O的伸缩振动峰，说明GO和CS分子之间发生了酰胺反应，GO/CS膜制备成功；在反应温度为37 ℃、吸附时间为120 min的条件下，GO/CS膜的胆红素吸附效果最优，其饱和吸附量为77.8 mg/g；提高胆红素质量浓度，在碱性条件下降低pH，均有利于吸附；增大溶液的离子强度或牛血清白蛋白质量浓度，不利于胆红素的吸附。

随着废水处理厂提标改造标准的日趋严格，废水处理工艺流程逐渐延长而复杂化。为了应对废水处理系统故障可能引发的重大安全事故与环境污染，如何对工艺装置运行工况进行智能检测并提高故障管控水平，已成为当前研究热点。从废水处理工艺流程特点与主要故障类型出发，对近些年国内外在该领域最新废水处理工艺的故障检测与智能诊断成果及进展进行了全面综述,总结了三类故障检测和智能诊断方法，包括基于解析模型的方法、基于领域经验的方法和基于数据驱动的方法，分析了这些废水处理工艺故障检测和智能诊断方法的应用现状以及优缺点，梳理了存在的问题。最后，展望了废水处理工艺故障检测与智能诊断技术的未来研究方向。

针对在多效应和非视距情况下定位精度低、稳定性差等问题，基于飞行时间定位算法，结合陈?泰勒（Chan?Taylor，C?T）协同定位算法，再融合无迹卡尔曼滤波（Unscented Kalman Filter，UKF）算法，设计了一种室内定位系统——陈?泰勒?无迹卡尔曼滤波（Chan?Taylor? Unscented Kalman Filter，C?T?UKF）组合定位算法。该系统主要由定位基站、定位标签、无线通信系统及上位机等组成；采用Chan算法，对通过飞行时间方法测出的距离进行解算，并将解出的坐标作为Taylor算法的初始值进行了迭代计算；通过UKF算法，对迭代的结果进行了平滑处理。结果表明，该算法定位系统精度高，稳定性强，成本低，在视距与非视距的平均定位误差分别小于0.17 m和0.20 m，能够适用于高精度定位场合。

在化工厂这类高风险地区，火灾安全始终备受关注。尽管烟雾及火焰报警器已被广泛应用，但仍然存在只用于单点检测以及易受环境影响等问题。针对此类问题，设计并实现了一种基于B/S架构的化工厂区多路火焰智能视频监控系统，并以Web系统的形式呈现。首先，系统中集成了一种改进的YOLOv5火焰检测算法，该算法用Ghost卷积替换常规卷积以实现网络的轻量化；其次，添加改进的注意力机制模块和小目标检测锚框来增强小目标检测能力；最后，将由光流网络提取的火焰运动信息与原始火焰数据进行融合送入改进的YOLOv5火焰检测算法中，进一步提高对火焰的检测精度。大量的现场测试表明，该系统能够实时识别和定位厂区内火焰，检测帧率可达15 ms/帧，检出率达到100%，具有较高的稳定性，可为化工行业提供一种高效、可靠的火灾监测解决方案。

利用有限元分析软件COMSOL Multiphysics，模拟了单泡超声空化的动力学特性；通过求解考虑能量黏滞损耗和球形气泡振动引起的辐射阻尼的Rayleigh?Plesset模型，对超声正弦波、方波和三角波驱动下单一空化气泡在水中振动时的运动过程进行了仿真，分析了气泡半径、气泡壁的运动速度、气泡壁的动能和气泡内压力的变化。结果表明，在相同条件下，正弦波驱动稳定性最优；方波驱动具有最好的空化效果，但发生空化的时间最长；三角波的空化效果最弱；在三种波的驱动下，第1次塌缩时气泡壁的运动动能最大，在气泡塌缩到半径最小时气泡内压力最大；相较于方波和三角波驱动，正弦波驱动下气泡内的最大压力最大。

采用VOF模型模拟了熔融镍液滴在等离子喷涂沉积过程中的凝固和飞溅现象，并通过动量方程与流体体积法相结合的方法分析了颗粒的自由表面；利用焓法对包含相变的热传递过程进行了建模；通过设定三组不同的实验条件，模拟镍液滴形成涂层的过程，深入分析了镍涂层的形成机理。结果表明，液滴的撞击速度越大，其扩展系数越大，并且在喷涂过程中会产生飞溅现象；基板温度越高，液滴的扩散距离越大；液滴直径越大，扩散距离越大，但并非呈严格的线性关系，并且其凝固形成的薄片越厚。

立式吸附塔对烟气中二氧化碳的脱除至关重要，但其复杂多变的吸附过程对优化生产提出了挑战，因此实现气体的均匀分布至关重要。通过计算流体力学(CFD)，对各种气体分布器进行评估，并比较了无分布器、圆锥形分布器（Ⅰ型气体分布器）、圆台形分布器（Ⅱ型气体分布器）及筛板加挡板的组合型气体分布器（Ⅲ型气体分布器）的性能；根据速度矢量平滑度和曲线均匀性对实验结果进行了评价。结果表明，单一筛板的不均匀气流集中在塔中心；Ⅰ型气体分布器和Ⅱ型气体分布器可改善气流流通的均匀性，但效果仍不理想；Ⅲ型气体分布器的气流均匀性显著提高；在挡板直径（d）为100 mm、筛板与挡板的距离（h）为150 mm时，气流分布最均匀，对二氧化碳的吸附效果好。