毕业时间：2022年6月（硕士）

毕业去向：广东邦普循环科技有限公司

导师：史权 教授

学科专业：化学工程与技术

研究方向：石油与天然气化学

 

学位论文题目

火驱过程成焦前驱物分子组成及生焦规律研究

Molecular Composition of Coke Precursor and Coke Formation Mechanism in the Simulated In-situ Combustion Process for Oil Recovery

 

论文摘要

火驱采油是一种热力采油方式，能够实现高黏稠油的高效开采，已成为新疆油田稠油开采的战略接替技术。前人的研究主要关注原油黏度、酸值和四组分等宏观性质的变化，对火驱过程中原油分子组成变化还没有详细的认知。本文以新疆红浅火驱原油作为研究对象，利用黄金管和高压反应釜进行不同条件下的热解反应，包括反应压力、气体氛围和反应时间等，采用气相色谱和高分辨质谱分析热解产物的化学组成，研究反应条件对裂解产物分子组成和性质的影响。

新疆红浅原油酸值高、黏度大；富含环烷烃，以2-4环环烷烃为主，多环短侧链的环烷烃相对较少。常压热解条件下液相产物可以检测到烯烃的存在，高压下无烯烃存在且液相产物的缩合度更高。

气体氛围的变化会影响焦炭的组成及收率。氧气气氛下，350℃就有焦炭生成且焦炭中氧元素质量占比高达5%。水的存在，使焦炭的氮和氧元素质量占比增加。二氧化碳气氛下，焦炭的收率最高且焦炭的H/C比最小。与氮气气氛相比，二氧化碳气氛的液相产物支链更长、缩合度更高，表明二氧化碳的存在会促进原油的缩合成环并抑制热解断链。随着反应时间的增加，焦炭的收率先升高后降低，说明热解过程中焦炭的生成与消耗存在竞争关系。液相产物的烃类随着时间的变化呈现不同的分布趋势，反应初期由于发生石油酸的裂解反应，产生大量的烃类，导致低碳数的石油烃相对含量较高，随着反应时间增加，裂解程度加深，石油烃类发生裂解反应生成小分子气态烃，从反应釜中排出，导致高碳数的石油烃类在热解油中相对含量增高。

关键词：稠油；火驱；焦炭；转化规律；高分辨质谱

 

发表学术论文

1. [1]Li Y, Liao G, Wang Z, Su R, Ma S, Zhang H, Wang L, Wang X, Pan J, Shi Q. Molecular composition of low-temperature oxidation products in a simulated crude oil in-situ combustion. Fuel 2022;316
   https://doi.org/10.1016/j.fuel.2022.123297

2. [2]Zhang B, Liu Z, Zhang H, Shi Q, Li Y, Xu C. Molecular selectivity in the water flooding heavy oil process from porous rocks. RSC Adv 2022;12(38):24839–48
   https://doi.org/10.1039/d2ra04721g