辽宁石油化工大学学报
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含蜡原油管道化学防蜡剂研究进展
王首德, 刘德俊, 马辽
辽宁石油化工大学学报    2022, 42 (6): 8-15.   DOI: 10.3969/j.issn.1672-6952.2022.06.002
摘要332)   HTML12)    PDF (672KB)(300)    收藏

化学防蜡剂广泛应用于含蜡原油采输领域,为含蜡原油采输过程安全高效运行提供重要保障。目前已经开展了很多关于化学清蜡基础实验研究以及数值模拟研究,对化学防蜡剂的类型、作用机理及其应用范围进行了探究。常见的化学防蜡剂主要有稠环芳烃型防蜡剂、表面活性剂型防蜡剂、高分子聚合物降凝剂型防蜡剂以及新型纳米粒子防蜡剂,它们通常通过水膜理论或蜡晶改性理论防止蜡晶发生联合和沉积。其中,稠环芳烃型防蜡剂、表面活性剂型防蜡剂、高分子聚合物降凝剂型防蜡剂存在环境友好性差、环境适应性差或经济性差等缺点。今后的研究重点应该是探索绿色、高效且通用的化学防蜡剂,利用纳米粒子提高防蜡剂的性能,并且继续探索更加环保的化学防蜡剂。

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高黏原油和石英砂复配体系中水合物生成实验研究
刘志权, 刘德俊, 谢飞
辽宁石油化工大学学报    2021, 41 (6): 30-35.   DOI: 10.3969/j.issn.1672-6952.2021.06.006
摘要292)   HTML    PDF (797KB)(127)    收藏

在油井开采原油时,会产生伴生气,而在高压和低温环境中会生成天然气水合物,进而堵塞运输管道,因此研究油砂体系(含原油的体系)和纯石英砂体系(不含原油的体系)中水合物生成情况具有重要意义。在初始压力为4.00、6.00、8.00 MPa,石英砂粒径为20、30、60、80目,温度恒定的条件下,研究了油砂体系和纯石英砂体系中甲烷水合物的生成情况以及最终耗气量。结果表明,在初始压力相同的油砂体系中,石英砂粒径越小,水合物生成诱导期越短,水合物生成速率越大。研究石英砂粒径对水合物生成最终耗气量的影响发现,随着石英砂粒径的减小,耗气量先增加后减少,当石英砂粒径为60目时,耗气量达到最大,其值为0.19 mol。同时,对油砂体系和纯石英砂体系中水合物生成情况进行了对比。结果表明,由于两种体系中都存在SDS(十二烷基硫酸钠)溶液,因此水合物生成速率相差不大;在石英砂粒径相同的条件下,油砂体系中最终耗气量小于纯石英砂体系中的最终耗气量,这说明原油对水合物生成具有抑制作用。在油砂体系中,压力越大,越有利于水合物的生成。

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无机盐对石油磺酸钠乳状液性能的影响
李伸伸, 刘德俊
辽宁石油化工大学学报    2020, 40 (6): 21-24.   DOI: 10.3969/j.issn.1672-6952.2020.06.005
摘要342)   HTML    PDF (883KB)(91)    收藏
通过观察原油乳状液的表观黏度、界面张力和脱水率,研究了不同价态无机盐对石油磺酸钠(NPS)乳状液性能的影响。结果表明,一价无机盐NaCl和KCl在一定浓度范围内会增强NPS的作用;当NaCl和KCl的浓度分别为9 mmol/L和12 mmol/L时,可使NPS乳状液表观黏度分别升高224.03 mPa•s和122.48 mPa•s,界面张力分别下降10.6 mN/m和9.6 mN/m,脱水率分别降低10.7%和8.2%;随着二价无机盐MgCl2和CaCl2浓度的增加,NPS乳状液的表观黏度下降,脱水率上升,而界面张力呈先下降后上升的态势。
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地上输油管道泄漏危害研究进展
刘昱彤,刘德俊
辽宁石油化工大学学报    2019, 39 (2): 76-82.   DOI: 10.3969/j.issn.1672-6952.2019.02.014
摘要416)   HTML    PDF (1473KB)(188)    收藏
输油管道泄漏事故对环境的影响很大,如果泄漏产生的油池和蒸汽云遇明火发生爆炸和燃烧,会对企业造成严重的经济损失和人员伤亡,国内外学者针对输油管道泄漏危害进行了大量的研究,总结出了大量石油污染物的迁移规律,但是所得到的迁移规律大都受特定环境条件的约束,参考价值不大,因此寻找适用范围广泛的污染物迁移规律和影响其扩散效果的各个因素之间关系是今后研究的主要方向。石油蒸汽云的爆炸属于重气扩散,其扩散范围集中在近地处,受环境因素影响较大。遇明火室外爆炸评价使用TNO多能法比TNT当量法更为适用,模拟研究也证实了这一点,并且不同组分的蒸汽云产生的危害范围不尽相同。爆炸引发的池火灾的模拟主要是研究各因素对燃烧特性的影响及伤害范围,而小尺度油池试验得出的结论能否用于更大规模的池火灾需进一步论证。通过事故现场大数据对模拟模型进行修正,从而提高模拟精度,为爆炸燃烧特性的研究和企业预测危害范围提供理论支持。
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冷热原油交替输送安全节能研究
唐绍猛, 刘德俊, 丁晋晋
辽宁石油化工大学学报    2018, 38 (1): 31-36.   DOI: 10.3969/j.issn.1672-6952.2018.01.006
摘要611)      PDF (3707KB)(189)    收藏
当冷热原油交替输送时,如果混油温度低于其凝点则容易出现凝管现象,但是如果输送温度过高,虽然能保证输送安全,却极易造成能耗损失,因此有必要从节能及安全角度进行研究。通过CFD软件对混油段的温度场进行模拟,结合混油段凝点实验和长吉输油管线数据,与实验结果进行对比并找出了危险点,从而降低了冷油加热温度并达到了节能的目的。同时,给出了两种安全节能输送方案:俄油全程加热到10.0 ℃;只对油尾加热到30.0 ℃,加热长度为1380.8 m。进行经济对比分析的结果可知,第一种输送方案所需费用较传统输送方法可降低 91.54%,第二种输送方案所需费用较传统输送方法降低98.16%,第二种输送方案的节能效果优于第一种输送方案。研究结果对工业生产具有一定的指导意义。
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中转油库储运物流系统优化研究
王斅,李倩冬,孙国瑞,刘德俊,郑平
辽宁石油化工大学学报    2018, 38 (03): 51-56.   DOI: 10.3969/j.issn.1672-6952.2018.03.010
摘要645)      PDF (2681KB)(347)    收藏
优化储运物流系统应侧重于油品供应链的优化,既要考虑到油品物流过程中各个环节的成本问题,还要结合企业自身的实际需求制定优化方案。基于油品储存及物流的相关理论,结合某中转油库实际生产情况,对现有的储油罐、鹤位、装车系统等储运设施优化整合,并建立数学模型对配送运输问题进行合理优化,从而降低运行成本,为企业带来更大的经济效益。
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仿生肋条减阻技术在输气管道中的应用
于 洋, 刘德俊
辽宁石油化工大学学报    2017, 37 (4): 23-28.   DOI: 10.3969/j.issn.1672-6952.2017.04.006
摘要861)      PDF (4258KB)(252)    收藏
近年来,随着天然气需求量的不断增加,输气管道输送效率问题越来越受到重视。由于输气管道的主要损失为摩擦阻力损失,因此降低摩擦阻力成为研究输气管道的重点。为探究V形肋条在输气管道减阻中的应用,采用FLUENT软件对两种不同几何尺寸的V形肋条进行数值模拟,把大管径管道仿生肋条的减阻研究近似转换为平板输气管道的数值模拟。研究结果表明,V形肋条输气管道与光滑输气管道在对数层的速度位置轮廓线不同|在相同天然气进口速度下,V形肋条肋顶的切应力大于肋底的切应力,且肋底的近壁局部湍动能较小|肋高h、肋宽s均为0.90 mm的V形肋条输气管道的减阻效果好于肋高h、肋宽s均为0.51 mm的V形肋条输气管道。
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冷热原油交替输送土壤温度场重建研究
丁晋晋, 刘德俊, 唐绍猛, 任 帅, 于 欢
辽宁石油化工大学学报    2017, 37 (1): 34-37.   DOI: 10.3969/j.issn.1672-6952.2017.01.007
摘要566)      PDF (3588KB)(286)    收藏
建立冷热油输送管道的土壤截面模型,利用CFD软件模拟夏冬季节冷热原油交替输送土壤温度场的变化情况,以及再次改输热油时温度场的重建情况。模拟结果表明,冬季改输冷油后热油管道形成的温度场120h基本被破坏;夏季改输冷油后热量消耗缓慢,由于地温较高,可继续对冷油放热,温度场不能完全被破坏。当冬季土壤温度场被破坏,再次输送热油时,需要提高热油温度,以保证输送安全。以长吉输油管线冬季情况为例,输冷油240h后土壤温度场完全被破坏,再次输送热油时,将出站热油提高到53℃,输送30h后,即可以恢复到先前的稳定热油温度场。在实际输送过程中,可以把交替输送中的温度场变化作为确保输送安全的参考依据之一。
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超稠油掺稀降黏实验研究
周志强,刘德俊,关 丽,魏思达,丁晋晋
辽宁石油化工大学学报    2016, 36 (1): 31-33.   DOI: 10.3696/j.issn.1672-6952.2016.01.007
摘要556)      PDF (1509KB)(337)    收藏
随着全球对能源需求的不断增加, 轻质原油的消耗量日益增多, 而常规原油的产量逐年减少, 因此稠
油作为常规原油有效的补充资源逐渐受到人们的关注, 如何高效、 经济地输送超稠油也引起了人们的重视。利用
R S 3 0 0旋转流变仪及凝点温度计, 对某油田掺柴后的超稠油进行了黏温特性、 流变特性、 凝点及稳定性实验。实验结
果表明, 柴油的体积分数达到2 5%时, 掺柴油的超稠油凝点较低, 具有较好的流动性, 且具有较好的稳定性。当进一
步增加柴油的体积分数时, 其凝点未发生变化。
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无风条件下大型油罐密封圈火灾的安全评估
关新凤,刘德俊,葛 岚,魏亚峰,官学源
辽宁石油化工大学学报    2015, 35 (3): 31-34.   DOI: 10.3696/j.issn.1672-6952.2015.03.008
摘要477)      PDF (1711KB)(470)    收藏
针对油罐密封圈火灾的安全问题, 以1 0×1 0 4 m3浮顶原油储罐为研究对象, 采用 V i s u a lC++6. 0编
程软件计算了密封圈火灾的模拟区域, 应用F LUENT流体模拟软件对着火油罐辐射的热量分布进行了模拟, 进而
确定了距着火油罐距离不同时的辐射热量及其对人及设备的伤害程度。研究结果表明, 在无风的稳态池火灾条件
下, 着火油罐向周围均匀地辐射热量, 随着距着火油罐距离的增加, 接收点接收到的辐射热迅速减小; 当辐射热量由
3 7. 5kW/m2降至1 2. 5kW/m2时, 对人及设备的伤害程度大大降低; 如果不考虑风速及临近油罐的喷淋带来的影响,
临近油罐的安全距离应为3 5. 5m。
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海底半裸露原油管道泄漏数值模拟研究
关 丽,刘德俊,赵 梁,周志强
辽宁石油化工大学学报    2015, 35 (3): 27-30.   DOI: 10.3696/j.issn.1672-6952.2015.03.007
摘要368)      PDF (2568KB)(310)    收藏
海底输油管道如果因失效而发生泄漏事故, 则不仅影响原油的正常输送, 而且泄漏的原油危害海洋
环境。针对半裸露海底管道的泄漏事故, 在海水流速、 泄漏方向不同的条件下, 利用流体分析软件F LUENT进行了
二维数值模拟。模拟结果表明, 海水流速和泄漏方向直接影响海底原油的扩散过程, 泄漏方向与海水的逆流方向成
4 5 ° 时, 泄漏的原油扩散很剧烈; 海水流速越大, 原油溢出海面所需时间越长; 泄漏方向对原油扩散的影响随海水流速
的增大而加强。模拟结果可为应对海底原油泄漏提供理论依据。
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脱水沉降罐经济保温层厚度的逆向优化计算
关 丽,刘德俊,周志强
辽宁石油化工大学学报    2015, 35 (2): 46-49.   DOI: 10.3696/j.issn.1672-6952.2015.02.010
摘要521)      PDF (2280KB)(347)    收藏
在确定沉降罐内的最佳脱水温度的情况下, 分析了大罐的能量平衡, 通过逆向运算求出了一次沉降罐出口温度。利用油品升温所需的燃油费用以及加设不同厚度保温层所需的总投资费用, 建立了综合费用为最优的数学模型, 通过C++程序进行求解得出了经济保温层厚度。经优化求解确定的大罐的经济保温层厚度约为6 8mm, 最低总费用约为1 4 5. 6 3万元。
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大型储油罐运行费用计算分析
王芙,刘德俊,李小月,高钊,马焱,高吉庆,王升
辽宁石油化工大学学报    2014, 34 (1): 52-55.   DOI: 10.3696/j.issn.1672-6952.2014.01.014
摘要437)      PDF (1922KB)(263)    收藏
随着国家经济的快速发展,石油能源的需求量也越来越大。目前我国的石油储备体系正在逐渐完
善,一大批原油储备库也将随之投入运营。原油储量的大量增加使储存期间消耗的蒸汽量非常巨大,所以库区的节
能降耗成为当下的重要任务。油品储存温度影响维温温度和加热时间,直接关系到蒸汽的消耗量。通过计算分析,
研究了在不同周转次数下储存温度对储罐运行费用的影响,对比了不同储油运行方案。在确保安全运行的前提下,
对储罐的运行方案进行优化,可降低运行费用,达到节能降耗的目的。
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土壤温度场对管内热油流态分布的影响
李小月,刘德俊,王芙,马焱,高钊
辽宁石油化工大学学报    2013, 33 (4): 41-44.  
摘要469)      PDF (1827KB)(205)    收藏
土壤温度场随季节呈周期性变化,在长输热油管道运行周期内,不同土壤温度场下的管道运行工况
不同。当设定出站油温时,管内牛顿流体、非牛顿流体油流长度及进站油温均随土壤温度发生变化。模拟热油管道
与周围土壤相互作用下的复合温度场,分析了管道在不同土壤温度场下的散热情况,建立数学模型并分析了不同土
壤温度场的管内热油流态分布及进站温度的变化。依据计算结果,调整出站油温可实现整体优化,为输油管道运行
投产提供理论依据。
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含硫天然气管道泄漏危险区域的数值模拟
官学源,刘德俊,范欣,毕潆,王秋莎,赵志强
辽宁石油化工大学学报    2013, 33 (1): 39-42.  
摘要311)      PDF (2196KB)(209)    收藏
针对埋地含硫天然气管道泄漏的实际情况,采用有限体积法,对埋地含硫天然气管道持续泄漏的甲
烷及硫化氢体积分数进行了数值模拟。在模拟过程中,考虑了管道上层土壤作为多孔介质对气体扩散的影响,比较
分析了同一时刻甲烷和硫化氢的危险区域,得出同一时刻硫化氢泄漏所造成的剧毒区域远大于且完全覆盖甲烷危
险区域。对硫化氢和甲烷的共同影响区域,应同时采取防火防毒措施,而在硫化氢影响区域只需采取防毒措施。
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基于GM(1,1)模型预测海底管道腐蚀速率软件的开发
程浩力,刘德俊
辽宁石油化工大学学报    2011, 31 (3): 58-61.   DOI: 10.3696/j.issn.1672-6952.2011.03.016
摘要472)      PDF (394KB)(244)    收藏
针对海底油气管道的腐蚀速率,提出了基于灰色理论的海底管道的腐蚀速率预测方法。在测量数据
较少的情况下,利用GM(1,1)可以预测海底管道的腐蚀速率。基于该方法,采用VS2010编制了管线腐蚀速率四数
据、五数据及新陈代谢模型的预测软件,为在原始数据较少的条件下确定油气管道腐蚀检测周期提供了不同的检测
途径,并通过实验数据进行了检验。结果表明:所建立的GM(1,1)预测软件具有较好的预测精度,可以通过该软件
预测腐蚀速率。
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城镇燃气管道泄漏扩散模型及数值模拟
程浩力,刘德俊
辽宁石油化工大学学报    2011, 31 (2): 27-31.   DOI: 10.3696/j.issn.1672-6952.2011.02.009
摘要452)      PDF (338KB)(451)    收藏
城镇燃气管道的分布区域人口及建筑众多,燃气管道一旦发生泄漏,将有可能造成重大的财产损失
甚至人员伤亡。因此,为了量化城镇燃气泄露危害,针对管道不同的破坏情况及气源建立了燃气泄漏各种源模型以
及扩散模型,并且建立了燃气管线动态泄漏扩散模型及伤害性危险范围。对第三方破坏所造成的城镇燃气管道泄
漏模型进行了模拟,采用CFD技术对管道泄漏燃气的扩散进行模拟研究,获得了泄漏气体的扩散数值模拟结果,为
城镇燃气管道安全运行提供了理论依据。
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滩海油气设施海冰灾害及减灾措施分析
程浩力,刘德俊,高忠杰
辽宁石油化工大学学报    2011, 31 (1): 32-35.   DOI: 10.3696/j.issn.1672-6952.2011.01.009
摘要445)      PDF (4148KB)(308)    收藏
在渤海海域,海冰可能会对滩海油气田冬季生产造成影响。简述了渤海海域的特点、海冰冰情及海
冰灾害。在分析海冰对海工结构的危害作用的基础上,借助于ANSYS有限元分析软件对直桩及锥体结构的抗冰性
能进行了比较分析,椎体结构能抵抗水平冰力。探讨了导管架平台及人工岛两类抗冰结构的特点和性能,指出应结
合近海工程环境参数设计和推广有效的抗冰结构,并根据历史及调查资料建立完善的预警机制及应急预案。
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注汽锅炉高含盐回用水引发爆管分析
鹿钦礼, 刘德俊,马贵,申龙涉
辽宁石油化工大学学报    2010, 30 (2): 19-22.   DOI: 10.3696/j.issn.1672-6952.2010.02.006
摘要425)      PDF (207KB)(347)    收藏
辽河油田锦州采油厂注汽锅炉采用回注水生产蒸汽,由于回注水水质超标使二氧化硅和盐在过热段
结垢和结晶,造成炉管局部过热,导致炉管材料的许用应力急剧下降,发生爆管。由于注汽锅炉使用油作燃料,火焰
最大直径为3m,二氧化硅和盐在此同时结垢和结晶,这两种最恶劣工况同时在此发生,导致爆管。降低蒸汽干度或
干度交替变化,使这两种最恶劣工况在此不同时发生是解决问题的主要方法。
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涡轮搅拌桨混合过程三维非等温流场数值模拟
刘德俊
辽宁石油化工大学学报    2005, 25 (3): 65-68.  
摘要264)      PDF (607KB)(315)    收藏
    化工搅拌装置内的流体流动伴随着显著的传热过程, 由于搅拌流动的复杂性以及温度的分布难以测量, 采用试验法具有一定的局限性。利用计算流体力学(CFD)软件, 采用标准κ-ξ紊流模型, 分析了非稳态非等温情况下, 涡轮搅拌桨混合过程中搅拌槽中流体的三维紊流流场和温度场的分布。结果表明, 桨叶旋转时, 在叶轮区产生高速射流, 径向射流在流动过程中夹带着周围流体撞击到槽壁后, 径向排出并分成两部分, 在叶轮上下两侧附近形成了两个循环涡流。随着桨叶搅拌时间的增加, 搅拌槽内流体温度逐渐趋于均匀, 但在六叶轮斜上区出现6 个低温区。桨叶所产生的能量绝大部分都消耗在桨叶附近的排出流区。
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