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。

在含蜡原油的开采和运输过程中，石蜡容易沉积到壁面并形成蜡沉积。近年来，微生物清防蜡技术因其经济环保的优点而受到广泛关注。从原油污泥中筛选出五种菌株，通过对其石蜡降解率及表面疏水性的测定，选定一种高效的石蜡降解菌B3，经鉴定为中间布鲁氏菌（Bruella intermedia）。结果表明，菌B3在温度为40 ℃、初始pH为6、摇床转速为160 r/min的条件下表现出最佳的生长活性，并且对石蜡的降解效果最为显著；当菌B3以石蜡为碳源进行生长代谢时，能够产生脂肽类生物表面活性剂，使液体石蜡的乳化系数达到52.5%；菌B3与原油作用7 d后，防蜡率高达77.2%，在41 ℃的温度下降黏率达到50.2%。综上，菌B3能有效降解石蜡，提高原油流动性，减少蜡沉积。

吐哈丘陵油田的低渗透油藏在注水开发过程中表现出部分油井见水早、含水上升快的特征，动态分析显示储层中可能存在优势通道或裂缝。为进一步改善油藏开发后期的开发效果，提高原油采收率，有必要核实、确定储层微裂缝发育情况。在水洗检查井岩心描述的基础上，开展了储层裂缝发育及分布研究，提出了一种基于测井曲线的裂缝发育层位的判断方法；分析了2口井测井资料，并对吸水剖面进行了对比。结果表明，该判断方法可行、可靠，为吐哈丘陵油田改善水驱开发效果、有效动用及开采剩余油提供了技术支撑。

采用溶胶凝胶法制备了n（Ag⁺）/n（Ti⁴⁺）分别为0.001、0.003、0.005、0.010、0.030和0.050的Ag掺杂的粉体及陶瓷空心微珠负载TiO₂光催化剂；通过SEM、XRD和Uv?Vis DRS等手段对所制备的催化剂进行了表征分析，并以氙灯为光源对其光催化性能进行了测试；结合第一性原理，对掺杂机理进行了分析。结果表明，0.005Ag?TiO₂粉体在90 min光催化测试中对10 mg/L亚甲基蓝的降解率为76%，最佳n（Ag⁺）/n（Ti⁴⁺）为0.005，陶瓷空心微珠负载型催化剂90 min光催化测试的降解率为97%；Ag掺杂能够在TiO₂体系中引入杂质能级，使价带电子可以通过分级跃迁的方式到达导带，计算结果与实验结果的变化趋势相一致。

随着人类社会对清洁能源需求的持续增加，燃料电池因具有高效、安全以及应用场景广泛等优点，受到研究者们的广泛关注。其中，阴离子交换膜燃料电池因具有环境友好、可使用非贵金属催化剂以及高安全稳定性等特点展现出广阔的应用前景。作为阴离子交换膜燃料电池的核心元件，阴离子交换膜起到隔离阳极与阴极直接接触以及传导氢氧根离子等作用，对阴离子交换膜燃料电池的性能起到至关重要的作用。在阴离子交换膜发展过程中，氢氧根离子离子电导率低与离子电导率稳定性差等问题成为制约其发展的关键技术难题。此外，发展柔性阴离子交换膜对促进阴离子交换膜燃料电池的进一步商业化具有积极的作用。基于此，从聚合物分子链设计、结构优化设计、新材料合成与复合三个方面综述了近年来国内外关于柔性阴离子交换膜的研究进展。

ZSM?5分子筛在石油化工领域有广泛的应用，但是其传统合成方法使用大量的有机模板剂，因此造成严重的环境和成本问题。以硅酸四乙酯为硅源、十八水合硫酸铝为铝源，以成品HZSM?5分子筛的碱溶解液代替有机模板剂，对ZSM?5分子筛的水热合成过程进行了研究；采用XRD、TEM、SEM、氮气物理吸附、热重分析等手段对合成的分子筛进行了表征。结果表明，在无有机模板剂的条件下，成品HZSM?5分子筛的碱溶解液可以成功诱导合成ZSM?5分子筛；ZSM?5分子筛的结晶度和比表面积比传统方法合成的样品低。该研究实现了分子筛绿色合成工艺以及多级孔分子筛后处理合成工艺的有机结合。

研究了硫化温度对NiW/Al₂O₃加氢处理催化剂在硫化过程中催化脱硫、脱氮、脱酸性能的影响；对硫化不完全的催化剂进行重新硫化，并对其加氢性能进行了研究；采用物理吸附仪（BET）、X射线衍射仪（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）等技术对硫化态催化剂进行了结构表征。结果表明，催化剂上硫、碳质量分数和硫化度随着硫化温度的升高而增加，这导致催化剂的比表面积、孔容和平均孔径均下降，硫化后催化剂的活性相由低活性的W⁶⁺、Ni²⁺相向高活性的W⁴⁺、Ni-W-S相转变；重新硫化后催化剂的孔容、平均孔径均下降，比表面积、硫质量分数、碳质量分数均增加，碳质量分数的增加导致裸露的活性中心数减少，降低催化剂表面W与Al的原子个数比，硫化态活性金属发生聚集，降低催化剂的活性，表明重新硫化催化剂的活性难以达到完全硫化态催化剂的活性。

传统水力压裂物理模拟方法在定量研究裂缝形态和动态监测裂缝扩展路径方面存在一定不足，难以精确评价裂缝起裂与扩展的动态过程，因此亟需发展数字化与智能化技术，以提高水力压裂物理模拟方法的精确性。系统调研了数字岩心重构、声发射定位和分布式光纤监测等技术的方法原理、研究现状和发展方向，探究了多方法联合监测实验过程中数据获取、裂缝重构和数据解释的关键技术原理，厘清了水力压裂物理模拟中的试样制备、方法组合和适用范围，指出了真三轴水力压裂物理模拟非平面、非对称和非均衡的起裂和扩展特征，并进行了展望，以期帮助研究人员深入认识复杂裂缝扩展的动态过程，水力压裂物理模拟方法的数字化和智能化是未来研究趋势，为水力压裂物理模拟技术发展、实验方案设计和现场应用提供参考。

采用化学镀的方法，在紫铜基体上制备非晶NiP?WC（碳化钨）复合镀层，研究了镀层在质量分数为3.5%的NaCl溶液以及浓度为1 mol/L的盐酸溶液中的耐蚀性；利用扫描式电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）EDS、X射线衍射仪（XRD），对镀层的表面形貌、成分及微观结构进行了表征；采用动电位极化和阻抗谱对镀层的耐蚀性进行了分析。结果表明，在质量分数为3.5%的NaCl溶液中，NiP?WC镀层的自腐蚀电位较非晶NiP镀层正移约111 mV，自腐蚀电流密度减小约68.8%，电荷转移电阻提高约6.7倍；在浓度为1 mol/L的盐酸溶液中浸泡，NiP?WC镀层较NiP镀层的腐蚀速率下降约1个数量级，表明均匀分布的WC粒子可以显著提高非晶NiP的耐蚀性。

油气管道的断裂损坏通常始于微裂纹，弱磁检测法对长输油气管道的微裂纹内检测具有现实意义。然而，管道微裂纹微观结构复杂，传统弱磁检测模型很难实现对管道微裂纹的精准量化计算。基于磁电耦合理论建立了管道微裂纹弱磁信号数学模型，对不同激励条件下的微裂纹弱磁信号进行了对比分析,解析计算了不同深度微裂纹的扩展特性和不同提离值下的信号检测特性。研究结果表明，应力使微裂纹产生的弱磁信号远大于地磁场，且随应力增加其信号差值逐渐增大；弱磁信号随应力增大而增大，当到达微裂纹扩展临界点时，由于微裂纹扩展，磁性能释放，弱磁信号随应力增大而减小；微裂纹扩展后,材料磁力学敏感度降低，线性特征更加明显；微裂纹深度越大，其弱磁信号越强，损伤更易被检测；随提离值增加,弱磁信号呈指数衰减，线性区域信号检测精度最高。

随着全球能源结构向更加清洁、可持续的方向转型，天然气作为低碳环保的化石能源，其消费量持续增长。然而，随着天然气管道网络的不断扩展、覆盖区域的日益增大以及输送距离和输送量的显著增加，管道的安全运营面临着前所未有的挑战，其中管道泄漏问题尤为突出。针对油气管道泄漏长期监测的需求，在负压波检测原理的基础上，通过LabVIEW这一强大的图形化编程平台，结合先进的传感器网络、数据通信技术以及信号处理算法，构建了一套高效、可靠的管道泄漏监测模拟系统，并用于油气管道的泄漏监测，同时通过实验验证了系统的性能。结果表明，该系统能够检测管道的泄漏情况，还能通过高效的算法迅速定位泄漏点，为及时抢修提供关键信息，有效地保障油气管道的安全与稳定。

海上油田由于复杂的地质条件和高昂的开发成本，以及平台寿命有限且井位稀缺，导致化学驱提高采收率的能力受到限制。基于海上油田的不同地质特征，结合大庆、大港及胜利油田化学驱和井网加密协同增效技术方面应用的效果，论证了化学驱油剂、井网加密及层系调整间的协同能力，并明确了化学驱与加密协同增效技术的实施途径。通过数值模拟方法，优化了SZ36?1油田的化学驱与加密协同增效方案，明确了储层渗透率、渗透率级差、原油黏度对增效能力的影响，并给出了相关界限。结果表明，将原反九点井网加密为斜反九点法井网后，井距缩小1/2，结合聚合物驱油技术，采收率提高幅度可达9.8%，相比单独进行加密水驱和单独进行化学驱的采收率之和增加了3.4%。该结果证实海上油田通过化学驱与井网加密技术相结合，可进一步提升驱油体系的波及体积，大幅度提高采收率，实现产能最优化。