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2021, 34 (1): 0-.
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本期推荐

稳定及提高 WO_3-x光催化活性的研究进展
赵冬雪，张 静，王芳芳
2021, 34 (1): 1-6. DOI:10.3969/j.issn.1006‐396X.2021.01.001
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在 WO3晶格中引入氧空位等缺陷，形成非化学计量比的氧化钨（WO3-x），是增强 WO3光催化活性的一种有效方法。首先综述了氧空位对 WO3光催化活性的影响机制，然后探讨了局域表面等离子共振（LSPR）效应及贵金属/含碳材料与氧空位协同效应对其光催化活性的影响，最后对 WO3-x在光催化领域应用中存在的挑战进行了展望。
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石油化工

V₂O₅/g⁃C₃N₄催化剂的制备及其模拟油中硫化物的脱除
张豪， 李秀萍， 赵荣祥
2021, 34 (1): 7-14. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2021.01.002
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以三聚氰胺、偏钒酸铵、硼酸为前驱体，通过煅烧法制备V₂O₅/g⁃C₃N₄催化剂。采用XRD、FT⁃IR、XPS、SEM和BET等技术对催化剂的结构与形貌进行表征。以V₂O₅/g⁃C₃N₄为催化剂，乙腈为萃取剂，H₂O₂为氧化剂对模拟油中二苯并噻吩（DBT）的脱除进行考察。探究了反应温度、催化剂质量、萃取剂体积、n(H₂O₂)/n(S)以及不同硫化物等因素对脱硫效果的影响。在模拟油体积为5.0 mL、萃取剂乙腈体积为3.0 mL、n(H₂O₂)/n(S)=8、催化剂质量为0.02 g、反应温度为30 ℃和反应时间为60 min的最佳条件下，DBT的脱除率达到91.9%，经过5次催化剂再生后脱硫率仍可以达到85.7%。
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船用残渣型燃料油脱硫技术进展
马锐， 宋永一， 张庆军， 张舒冬， 刘继华， 黎小辉， 张庆耀
2021, 34 (1): 15-21. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2021.01.003
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随着2020年国际海事组织（International Maritime Organization，IMO）船用燃料油限硫政策的施行，船用残渣型燃料油的脱硫技术受到了业界的较大关注。重质原料油是船用残渣型燃料油的主要组成部分，重质原料油脱硫技术分为加氢技术和非加氢技术。加氢技术主要有固定床、沸腾床（膨胀床）、悬浮床（浆态床）及移动床等。非加氢技术主要有碱金属化合物脱硫、选择性氧化⁃萃取/热解/过程强化脱硫、电化学脱硫、生物脱硫及钠法脱硫等。加氢脱硫技术中，固定床加氢技术更适合现阶段生产硫质量分数≤0.5%的船用残渣型燃料油，若要生产硫质量分数≤0.1%的船用残渣型燃料油，则需要控制原料油中硫质量分数或进行油品调和。非加氢脱硫技术中，选择性氧化⁃超声辅助及钠法脱硫技术均可直接生产硫质量分数≤0.1%的重质原料油，但钠法脱硫技术具有更好的应用前景。
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能源化工

基于铁基钙钛矿制备原位析出型SOFC复合阳极
徐璟升， 蔡洪东， 张磊磊， 姚桂彬， 宋昭远
2021, 34 (1): 22-27. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2021.01.004
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使用微量的Ni替换La_0.5Sr_0.5Fe_0.9Mo_0.1O_3-δ（LSFM）中高价态的Mo离子，通过破坏其还原气氛下的稳定性，在阳极还原气氛下电极表面原位析出Fe⁃Ni合金纳米颗粒，从而制备出高催化性能的复合阳极催化剂，并对其作为SOFC阳极的性能进行电化学表征。实验结果显示，La_0.5Sr_0.5Fe_0.9Mo_0.07Ni_0.03O_3-δ(LSFMN0.03)阳极制备的单电池在H₂和CO燃料下功率密度分别达到0.84 W/cm²和0.62 W/cm²(800 ^oC)，相应的极化阻抗分别为0.35 Ω·cm²和1.01 Ω·cm²(800 ^oC)。LSFMN0.03阳极的性能显著优于LSFM阳极。稳定性测试表明，H₂/CO混合燃料中的H₂比例大于40%时，以LSFMN0.03作阳极的单电池能保持良好的稳定性。
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新型GO/MoS₂复合电极的制备及对铅离子的吸附
王一明， 黄玮， 丛玉凤
2021, 34 (1): 28-33. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2021.01.005
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以二硫化钼(MoS2)与氧化石墨烯(GO)复合制备了一种新型电极，通过电容去离子法将此电极应用于吸附水体中的铅离子。对电极进行了X射线衍射（XRD）、拉曼光谱（Raman）、透射电镜（TEM）和比表面积（BET）表征；对吸附实验后的电极进行了X射线光电子能谱（XPS）、X射线衍射和循环伏安法（CV）表征，并探讨其吸附机理。结果表明，石墨烯的加入可以防止MoS2堆积，增加与溶液接触的界面面积；吸附机理为双电层吸附与赝电容吸附协同吸附，且以双电层吸附为主，吸附容量为4 614.9 mg/g，而单体GO和MoS2电极吸附容量分别为1 876.9 mg/g和1 175.4 mg/g。因此，GO/MoS2复合电极在去除高浓度铅离子方面有明显优势。
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石油工程

埕岛油田高质量浓度返排液量控制指标研究
吕家兴， 侯磊， 刘芳媛， 朱振宇， 王玉江
2021, 34 (1): 34-38. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2021.01.006
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油井酸化作业返排液直接进入集输系统会造成破乳剂等常规处理药剂效果变差或失效，埕岛油田返排液分为高质量浓度和低质量浓度两种。高质量浓度返排液用作业船运回岸上处理，低质量浓度返排液直接进入地面集输系统处理，返排周期长且易受海况影响。为了在现有原油脱水工艺下对高质量浓度返排液量进行合理规划，分析了酸化返排液中影响油水分离的因素，监测2口酸化油井返排液量及水相指标，进行返排液与进站原油混合热沉降对比实验。根据破乳效果和联合站外输原油含水率，量化出关键控制指标为：酸化油井水相pH高于6，铁离子质量浓度低于250 mg/L；辅助控制指标为：返排量达到酸液6倍。形成了易于现场操作的返排液进入集输流程的检验方法，在不增加新的处理流程下适当缩短进入集输系统所用时间，有助于增加油井生产时率，提高经济效益。
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高寒地区新建庆哈输油管道生产运行参数优化
魏立新， 郑立龙， 李文忠， 欧阳欣， 初勇强， 刘俊博
2021, 34 (1): 39-44. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2021.01.007
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对输油管道进行生产运行参数优化，可有效降低运行能耗，提高管道输送的经济效益。针对高寒地区新建庆哈输油管道，以生产运行能耗最低为目标，以温度约束、压力约束、输油泵工作特性约束等为约束条件建立了生产运行参数优化模型。为提高求解效率，采用混合PSO⁃Powell算法对该模型进行求解。优化结果表明，优化后热能损失降低了38.3%，压能损失升高了90.3%，总能耗损失降低了26.3%，节能效果明显。
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天然水驱稀油油藏提高采收率技术对策研究
李福堂， 辛春彦， 吴琼， 李佳慧， 王博
2021, 34 (1): 45-49. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2021.01.008
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南堡陆地浅层油藏为典型复杂断块油藏，按照油品划分60.9%的地质储量属稀油油藏，具有边底水活跃，油藏断块小，含油面积小的地质特征。目前其已进入特高含水开发阶段，水驱采出程度低，采收率低，急需开展技术攻关提高油藏采收率。针对油砂体含油面积小且天然能量充足的油藏地质特征，以高63⁃10断块NmⅡ4②小层为典型单元，提出采用深部吞吐驱油方式，该驱油方式可以提高油藏波及体积和驱油效率，具有小规模、低投入且调整灵活的技术优势，为同类油藏特高含水阶段开发调整提供技术借鉴。
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分段平移相渗曲线方法校准网格粗化效果
张继成， 闫志明， 范佳乐， 包智魁
2021, 34 (1): 50-57. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2021.01.009
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网格粗化就是保持粗化前后两个模型的油藏物性与渗流特征尽可能相同，从而保证模型粗化前与粗化后具有相同的开发效果。采用调和平均和算数平均对渗透率进行粗化，发现粗化后的采出程度与含水率的关系曲线与粗化前存在一定的差别。基于油藏工程理论推导得到油、水相对渗透率（Kro/Krw）与含水饱和度（Sw）的关系曲线的斜率与截距和水油比与采出程度关系曲线的斜率与截距存在函数关系，可以反推得到粗化后的相渗曲线。通过研究发现，相渗曲线的平移距离和水油比与采出程度关系曲线拟合直线的截距存在线性关系，进而可以计算得到相渗曲线的平移距离。采用实际油田数据对相渗平移规律进行验证，粗化后与粗化前的水油比与采出程度关系曲线误差为3.16%，精度较高。
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基于多元回归的套管钢含CO₂/H₂S腐蚀速率预测
陈昊， 杨二龙， 纪大伟， 李宜霖， 赵亮， 杨云清
2021, 34 (1): 58-62. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2021.01.010
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目前，关于含CO2/H2S井筒中油套管腐蚀速率研究是当前腐蚀与防护领域研究的热点。为准确研究油套管腐蚀情况，预测腐蚀速率，首先采取失重法研究不同腐蚀时间下油套管的腐蚀速率，并对实验结果进行拟合。其次，将研究结果与前人研究内容相结合，借助Table Curve 3D软件进行多元回归，确定腐蚀速率预测模型。结果表明，腐蚀速率随时间增加而不断减小，对实验结果进行拟合R2为0.989 3，误差较小。多元回归所建立模型能够准确预测腐蚀速率，误差在5%以内，满足精度要求，能够为现场油气井安全评价奠定基础。
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油气储运

天然气超音速分离脱水技术研究进展
戴国华， 桑军， 万宇飞
2021, 34 (1): 63-71. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2021.01.011
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超音速分离技术在国外的研究与应用已经成熟，但国内的研究仍处于探索阶段。现已开展了较多的基础性研究和数值模拟研究，其中数值模拟研究主要集中在旋流流动过程、内部流动过程和凝结过程等方面，并取得一定成果，但实验性研究仍然较少，特别是在高压天然气的凝结机理及分离机理方面，未见工业性试验和现场测试试验的报道。在结构设计方面做了大量工作，主要集中在对比性分析和敏感性分析，未提出实质性的结构设计方法和思路。在液滴凝结方面的基础性研究更为少见，目前该过程主要由CNT模型和Gyamathy模型来表征液滴成核、生长过程，实际需根据各修正模型特点选择合适模型用于计算分析。今后的研究需加大入口温压、过饱和度、旋流器安装位置、超音速喷管结构参数等主要因素对凝结过程的影响性研究及高压天然气超音速分离脱液实验性研究，提高气体凝结和气液分离效率，尽早实现国内自主产权的超音速分离器的工业化应用，为空间有限的海上天然气的脱水、脱酸、脱重烃处理及外输提供有效手段。
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气浮选对含油污水沉降分离流场特性的影响
张菁， 庞艳萍， 黎志敏， 王志华
2021, 34 (1): 72-79. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2021.01.012
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以溶气气浮沉降工艺为对象，基于多相流混合模型数值模拟描述了含油污水气浮选沉降分离过程中的压力场分布、粒子运动迹线特征及除油、除悬浮物效果，并与普通重力沉降分离特性进行对比，揭示了气浮选对含油污水沉降分离流场特性的影响。结果表明，溶气气浮沉降能够适应处理量变化而获得更为稳定的压力场分布，能够避免涡流而取得相对稳定有序且在流场空间分布均匀的油珠、悬浮物粒子运动轨迹，模拟条件下的除油率和悬浮物去除率较普通重力沉降分离时提高8%~11%，有效改善了含油污水沉降分离效果,为气浮选工艺适配性构建及含油污水提效处理提供了依据。
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水中油滴在不同润湿性表面上的铺展行为研究
韩云蕊， 霍富永， 朱国承， 杜鑫， 池坤， 何利民
2021, 34 (1): 80-87. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2021.01.013
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通过高速显微实验与理论推导相结合的方式，从微观角度研究了水中油滴在光滑铜板基底的铺展行为；通过物理和化学修饰，实现了黄铜表面水下超亲油到超疏油的可控调节，观察了油滴浮升到修饰黄铜表面后铺展长度随时间变化的差异。与空气中液滴撞壁铺展不同，水中油滴的铺展需要同时考虑液滴铺展过程中周围流体对液滴铺展的黏性作用，其在基底表面的铺展过程十分复杂。采用能量守恒方法，得到了油滴在水中基底表面上的特征值之间的定量关系，建立了基于能量守恒方法的油滴在不同润湿性固体基底表面的铺展模型，用以指导新型油水分离设备的制备。
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考虑海管各覆盖层蓄热的停输温降与输送方案
万宇飞， 刘春雨， 李立婉， 黄岩， 郝铭， 王文光
2021, 34 (1): 88-94. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2021.01.014
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海底管道停输温降直接决定着海管置换与掺水输送时机，以及停输后能否顺利再启动。为了研究海管各覆盖层的蓄热对停输温降的延缓作用，通过理论分析各层相对流体的蓄能能力大小，模拟计算钢管和土壤蓄热对不同类型管道停输后温降的影响情况，并以渤海两条实际管道为例优化输送方案。结果表明，钢管蓄热总量约为所输原油蓄热总量的一半，所输水量的1/4，所输天然气的4~16倍（根据系统压力的不同）；钢管和土壤的蓄热散热对流体停输温降均有一定的延缓作用。对于保温管道，钢管的蓄热散热具有主导作用；不保温管道，土壤的蓄热散热影响很大；对于渤海油田常见的输油海管，考虑钢管的蓄热散热能提高管线出口温度3.5~13.5 ℃；对于混输保温管道，当气油比（GOR）大于10时，钢管蓄热对停输温降的延缓作用尤为明显，有利于安全顺利输送；考虑土壤或钢管的蓄热散热对停输温降的影响可以延缓或取消掺水输送。
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