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一、 必要性隨著對石油開采程度的加深，原油變稠、變重已成為世界性不可逆轉的趨勢。我國老油田都已進入高含水開發期，綜合含水率已超過80%。我國有豐富的稠油資源，是繼美國、加拿大和委內瑞拉之后的世界第四大稠油生產國。重點分布在勝利、遼河、河南、新疆等油田。新增探明儲量中的低滲透與稠油所占比例也逐年加大，油田挖潛效果變差，采油與集輸成本上升，原油加工困難。我國工業化步伐的加快，從國際石油市場進口原油比例將迅速增加，而這些進口原油大多是粘稠、超稠原油。可以說我國原油的高粘度、高含水、高含硫量是原油生產、運輸、加工中遇到的三個重要問題。由于原油是一種含有膠質、石蠟和瀝青質等多種組分的復雜烴類混合物，在溫度降低時蠟晶會析出，隨著溫度不斷下降，蠟晶逐漸增多，最終形成三維網狀結晶而失去流動性。在原油輸送及加工中，降低原油的粘度具有特別重要的意義，它能降低原油輸送成本，節約能耗，防止設備、管路堵塞，提高生產效率和經濟效益等。易凝高粘原油包括含蠟量較高的石蠟基原油(含蠟原油)以及膠質、瀝青質含量較高、密度較大的重質原油(稠油)。大慶、勝利、中原、南海等我國主要油田生產的原油大多為高含蠟原油，勝利、遼河、新疆、渤海等油田有大量的稠油，新近發現的億噸級渤海蓬萊油田也是稠油油田。我國所產原油80%以上為凝點較高的含蠟原油和粘稠的重質原油(稠油)，其加工后將會產生較多的重質油（渣油、燃料油等），這些重質油的資源化利用是煉油工業普遍遇到的問題，使得煉廠對重質油進行降粘、輕質化處理的集成技術及裝備的研制開發將有較大的需求。 石油的大量使用，開采程度的不斷加深，使原油變稠、變重已成為世界性不可逆轉的趨勢。部分區塊的特稠油外輸極為困難，為了降低原油輸送管路的摩阻損失，必須采取有效的降粘措施。超聲波降粘技術是近幾年來迅速發展起來的一種原油輸送與加工的共性新技術。二、 主要研究內容、技術關鍵和創新點目前，為運輸、加工重質油而改質的方法都基于一個思想，即將原油中大分子的C-C鍵斷裂，使重油中的組分輕質化；或改變重油中瀝青烯(asphaltene)等大分子的簇狀(cluster)結構成均勻、分散結構，從而降低黏度。降黏改質的方法：一類是化學改質方法，將原油催化裂化或添加降凝劑；另一類是物理改質方法，通過加熱、電場、磁場、超聲處理。然而，化學法存在工藝復雜、能耗高及對原油的二次污染等問題；加熱法成本高、效益低，電場或磁場處理方法的降黏效果不是很理想，且設備笨重。近年來，用超聲強化原油降黏及輕質化來改善含蠟原油流變性及超聲原油預裂解的改性技術已經越來越受重視，有望成為原油降黏及輕質化新技術。主要集中在超聲物理及化學效應降黏。超聲物理效應降黏分為乳化降黏及非乳化降黏，主要目的是提高開采效率，減少管輸成本。超聲化學效應降黏包括超聲作用在含水的原油體系中，會形成自由基反應，使得重組分可能裂化變成輕組分，從而使重油黏度下降，但降低輻度比較小。而在無水原油體系中，低溫條件下其空化裂化引起組分變化更小，從而表觀黏度基本不變或下降較少，溫度較高時裂化會有所增加，黏度降低。一般而言，原油中都含有蠟、膠質和瀝青質高分子聚合物。在超聲波作用下，超聲空化產生的高溫、高壓、強大機械沖擊力及高速微射流能使原油中長鏈石蠟烴分子、瀝青質分子斷裂，分子量減小，從而降低原油粘度，降低蠟的熔點，有利于油氣開采、運輸與加工，實驗表明：頻率為20kHz時，在10-100kW?m-2的強聲場作用下，粘度可下降30%左右。前蘇聯有人曾做過超聲波防止原油結蠟的試驗，試驗表明，在超聲場內，比蠟溶點低得多的溫度就可使純蠟完全溶解在原油中，防蠟、脫蠟效果較好。我國山東石油大學閆向宏及嚴枳培也曾做過超聲波處理稠油的實驗，結果表明，20ml的稠油經超聲波處理2min后，其粘度降低24%。Shedid認為超聲輻照減小了瀝青烯的簇(cluster)結構的尺寸，從而減小了瀝青烯的沉積趨勢，也減小了原油的粘度。加拿大研究者利用超聲波處理降低瀝青的粘度，對于粘度為221256mPa.s的單純瀝青體系，超聲處理30min，降粘12.7％。美國南加州大學Teh Dunn等在常溫常壓下，利用超聲空化作用，使用California coastal asphaltene為實驗原料，采用還原劑氫硼化鈉(Sodium Borohydride)在水或重水體系中提供氫源進行烴轉化實驗，經MNR分析，脫氫24％、裂解16％。該研究認為烴轉化是自由基反應(NaBH4+2H2O→4H2+NaBO2，H2→2H*)，并提出當超聲能量施加在微小空化泡環境內，產生數千K的高溫及上百大氣壓的高壓，致使同時發生重組分鍵的熱斷裂與產生自由基，產生烴轉化過程(裂解、脫氫重整、脫氫環化與異構化)。另外，孫仁遠等做了稠油超聲波降粘的試驗研究。李兆敏、董賢勇等對勝利淺海原因做了降粘實驗研究，認為溫度是影響原油粘度最大的因素，溫度越高，超聲波作用降粘效果越不明顯；溫度越低，降粘效果越明顯。武繼輝[ ]研究了超聲波對原油粘度影響，認為超聲波處理可以明顯降低原油的粘度,降粘幅度可達50%以上。程亮、戴樹高等的綜述均認為超聲降粘是一種發展中的稠油降粘新技術。Poosekar等認為低頻超聲能夠降低原油的粘度。Mironov, M.A等人為，超聲作用在管道內的稠油時，存在一個振幅的閾值。調節環境溫度、管徑、油品類型都能夠使此振幅閾值成倍減少。張永發研究了超聲對原油粘度的影響、以及原油中聲衰減的規律。陳振林的專利涉及一種基于聲、光、電聯合作用的開采稠油的裝置。最適用于水平井條件下的油藏開采。Joseph Ady A.的專利將超聲裝置用于油井，目的是使油降粘，便于開采。Huffman等的專利將電磁場和超聲場結合起來，用于油井。超聲降黏的主要理論有三種：①超聲乳化作用，它可將原油形成水包油(O/W)型乳狀液，將油與油及油與壁之間的摩擦轉變為水與水及水與壁之間的摩擦，從而大幅度降低原油的表觀黏度。超聲強化降凝劑、降黏劑的作用，主要是利用超聲強化傳質、減少表面活性劑用量；②超聲熱效應，超聲在重油中傳播，部分能量轉化為熱能，使稠油的溫度升高，從而使稠油降黏；③超聲空化，它主要使重油中大分子裂解，從而使重油組分輕質化并降低黏度，可能增加輕油的產量。超聲空化同時改變重油中瀝青烯等大分子的簇狀結構成均勻、分散結構，從而降低重油黏度。超聲處理改質原油具有能耗低、設備簡單、處理周期短等優點。雖然國內外已對超聲降粘的機理及應用均進行了一定的研究，但這些研究主要是討論超聲頻率及強度對原油粘度的影響，并未深入研究超聲及聲空化對原油內部組成、結構及原油組分分子鍵裂解等的影響。如何進一步提高改質效果，其中超聲條件、環境條件、原油組成、還原劑、添加劑、氫源等對原油超聲改質的影響；改質油品的穩定性，處理過程的動力學研究，優化工藝，提高改質效率，降低成本和能耗等仍有許多問題需要解決。對于超聲波降粘的機理和規律尚缺乏足夠的認識，這影響了超聲波降粘技術的實際應用。針對以上介紹，給出如下主要研究內容、技術關鍵和創新點研究內容：1. 原油靜態超聲波處理降粘室內試驗，進行超聲強化原油降粘原理研究，重點超聲空化對蠟、膠質和瀝青質高分子聚合物的作用； 2. 超聲降粘原油組成、物性變化及其穩定性研究；3. 研究影響超聲波處理效果主要因素（主要內容為超聲聲場、頻率及強度與流體流動、處理時間、處理溫度等工藝條件的優化對稠油粘度的影響靜態實驗）；4. 進行現場超聲波降粘試驗，研究連續超聲原油降粘的影響因素與降粘效果驗證；5. 超聲處理的原油輸送過程模擬、實驗研究及技術經濟評估。技術關鍵1、工藝流程合成與條件的優化。2、超聲波反應器聲場結構及聲學參數的確定。3、超聲降粘處理大功率成套設備的開發與放大規律的獲得。創新性：對原油超聲降粘技術的研究成功，可改進原油的流動性，降低原油的粘度，確保在現有輸送條件下，使聯合站外輸溫度得到有效控制，輸送泵在額定揚程之內安全輸送，確保裝置的安全、節能、高效運行，形成具有自主知識產權的原油降粘外輸工藝技術。原油品質的多樣化及市場要求，使得煉廠對重質油進行降粘、輕質化的集成技術及裝備的研制開發將有較大的需求，將原油超聲改質預處理，達到降粘、增加輕組分，有利于原油煉制，具有廣闊的應用前景。利用系統工程的方法進行重油改質工藝流程的合成與優化，是一種新的工業技術研發方法。目前國外僅有少量重汽油及油田稠油超聲降粘、改質專利，有關本項技術工業化綜合研究及集成裝備的開發國內外少有成果發表。本項目研究結果可直接用于工業化開發，將形成具有自主創新與知識產權的原油采輸及煉油加工的新裝備與共性新技術，有較好的經濟效益和社會效益。至少可申報重質油降粘改質改質技術及反應處理設備專利各一項。三、 研究基礎我所對于該項技術綜合集成的研究及裝備和處理系統的開發已進行了較長時間的研究，已發表相關文獻和獲得發明專利授權。嘗試利用系統工程的方法進行原油改質工藝流程的合成與優化，形成具有自主創新的煉油加工新技術。南京工業大學超聲研究所研究表明，江漢油田重油經超聲降粘處理后，粘度一般可下降25％。如使用降粘劑的話，可減少助劑用量，降低稠油降粘降凝的生產成本。經實驗室試驗并結合熱學及流體力學模擬計算，得到如下結論，即經105℃超聲處理后，在相同條件原油管道輸送過程中，油溫由進口105℃降到出口60℃時，其降粘率由10%變化到40%，即整個輸送管路的平均降粘率約為25%，輸送能耗也將比無超聲處理的要下降25%左右。若經90℃超聲處理后，在相同條件原油管道輸送過程中，油溫由進口90℃降到出口60℃時，其降粘率由11.76%變化到37.5%，即整個輸送管路的平均降粘率約為24.63%，輸送能耗也比無超聲處理的要下降25%左右。現需要與企業合作完成中試或工業化試驗驗證。我們的前期實驗研究表明超聲波對重質油具有降低粘度的作用，超聲還可作為原油改質處理(降粘、輕質化)的一項新手段[28,29,30]，可知渣油在超聲作用下發生的變化。當反應溫度從260 ℃升至400 ℃時，超聲作用后降黏率由32％增加至63％，無超聲作用的降黏率由11％增至34％，但其增加幅度卻小于超聲作用的增加幅度，可認為該過程存在熱裂化之外，同時也有空化裂化作用，兩者影響都比較大，使得其降黏率升高，還使渣油中500℃前組分含量增加了1.0％，凝點下降了1℃。另外研究還發現在超聲強化作用下，可使降凝降粘劑與乳化劑更均勻分散，減少試劑用量，提高降粘效果，使原油乳液更穩定，達到延長原油穩定時間的結果。以上實驗結果的降粘原因有待進一步研究，但超聲降粘的效果還是顯著的。課題組依靠自身良好的工作基礎，通過技術創新、設備開發和系統集成，努力實現改善原油輸送及煉制加工過程、提高石油利用率、為石油工業的發展發揮作用。

目前我國鍛造行業的主導設備仍以蒸空鍛錘為主，據統計現役蒸空鍛錘有2300多臺，這些設備大部分是三、四十年代設計，五、六十年代制造，結構落后，設備老化，能源利用率極低，錘頭動能只能達到燃料熱能的0.5％～2％。由于設備的老化造成效率低下，污染等公害嚴重，工人的工作環境很差。電液錘是蒸空錘換代產品，它不僅能很好地滿足各種工藝和生產要求，而且可將能源利用率提高到20％左右，消滅鍋爐燒煤造成的系列污染公害，提高設備的工作效率，改善工人的工作環境，減小司錘的勞動強度。 北京理工大學是目前國內應用最廣泛的泵蓄能器組合傳動、單桿、排油打電液錘驅動頭的原始發明單位，該驅動頭包含一項發明專利、三項實用新型專利。該技術九一年獲部級科技進步一等獎，九二年獲國家科技進步二等獎，這是目前國內蒸空錘改電液錘技術的最高獎。該技術已被列入《八五國家重點新技術推廣計劃》《九五國家重點新技術推廣計劃》《國家科技成果重點推廣計劃》《國家十項重點示范新技術》等。

1. 項目概述流體動壓型機械密封屬非接觸式密封，密封面被一層微米級的流體膜隔開，適用于高壓、高速和潤滑性差的介質（氣體、沸騰液體、低溫液體等）。本項目開發了考慮流體、固體、熱三者耦合效應的密封端面的改形設計方法，對密封端面動壓槽的幾何參數進行優化設計，削弱了流體膜的摩擦熱對密封性能的影響，提高了密封性能。2. 技術優勢本項目開發的流體動壓型機械密封的改形技術具有較強的通用性，應用范圍廣，氣體、液體密封均適用。該成果對于控制泄漏、節能減排、延長設備壽命具有重要意義。開發了配套的設計軟件，操作簡單，便于工程技術人員掌握。3. 技術水平國內首創、國際先進

項目簡介在石油危機的今天，發展石化石油的替代品具有重要的意義。由于生物柴油與石化柴油具有相近的性能，且生物柴油具有可再生、易于生物降解、燃燒污染物排放低、溫室氣體排放低等特點，因此生物柴油具有廣闊的發展前景。本技術已以廢棄物麻風樹籽油、黃連木籽油、棉籽油為原料，采用生物催化的方法制備生物柴油，具有產率高、環境友好等優點。二、市場前景我國生物柴油產業作為新興的高新技術產業剛剛誕生，但其發展前景是廣闊和光明的，據有關部門預測：到2020年中國石油需求將達到4.5億噸每年，而屆時中國石油年產量預計只有2億噸左右，將產生2.5億噸的缺口。且目前，生產柴汽比約為1.8，而市場的消費柴汽比均在2.0以上。云南、廣西、貴州等省區的消費柴汽比甚至在2.5以上。隨著西部開發進程的加快，隨著國民經濟重大基礎項目的相繼啟動，柴汽比的矛盾比以往更為突出。由此可見，生物柴油具有廣闊的發展空間。麻風樹、黃連木是公認的生物能源樹。主要生長在我國云南、貴州、四川、廣東、廣西、福建、海南、太行山等地區。綜合開發利用潛能高，不占耕地，耕作栽培成本低，可以生長在荒山、荒地等貧瘠的土地上，一方面有利于綠化荒山野嶺，改善生態環境，另一方面其籽油又可以作為生產生物柴油的原料。我國是產棉大國，但棉籽油目前沒有得到充分利用。因此本技術市場前景廣闊。三、規模與投資按年產5萬噸規模計，總投資約400萬元左右。四、生產設備主要設備：反應釜、過濾機、精餾塔五、效益分析產品售價：0.6萬元/噸，生產成本：0.5萬元/噸，利稅：0.1萬元/噸六、合作方式面議。項目負責人： 高 靜聯系電話：  022-60204293

（1）裝置功能特點 整個裝置分為反應工段、分餾工段、壓縮機工段及公用工程部分。反應工段主要包括兩個反應器，兩個反應器可以串聯使用、單獨使用、用一備一，反應器的加熱爐采用工業上方形加熱爐；分餾工段使用工業上圓筒形重沸爐形式，使用重沸爐泵強制循環，分餾塔使用玻璃視盅，便于操作者觀察精餾塔板操作狀態；壓縮機工段包含新氫壓縮機、循環氫壓縮機、新氫緩沖罐及循環氫緩沖罐等設備；公用工程部分包含儀表空氣壓縮機、壓縮氣體干燥系統（本裝置有24臺氣動調節閥）、工藝氣體壓縮機、工藝液體的配制及回收系統。 本裝置不投入物料體系，完全依靠仿真軟件、DCS控制系統和實物模擬裝置協同運行，實現柴油加氫全流程工業實操模擬，軟硬件協同內外操協同、交互響應。 仿真軟件流程清晰并與工業生產工藝一致、數據真實，硬件裝置安全可靠、堅固耐用、布局美觀大氣、儀表泵閥均可操作，控制系統技術先進、可靠性高、故障率低。

1 成果簡介原料油脂費用占生物柴油生產成本的 80％以上，目前原料油脂價格高居不下并不斷上漲，制約了生物柴油產業化和商業化。國內外生產生物柴油的主要原料是大豆油、菜籽油、花生油、棕櫚油、地溝油等。它們與農業爭地，與食品及飼料爭原料，單位生物量的產油率低，生產周期長，消耗大量的水資源、化肥和能源。 清華大學發明了微藻異養發酵生產生物柴油的新技術，其技術特征在于：通過對一種特別藻株特殊品系的篩選和代謝途徑的改變，Chlorella protothecoides 0710 strain 由光合自養轉變為化能異養，細胞由綠變黃，生長繁殖更快，油脂含量提高 3－4 倍，達細胞干重的 61％以上。又將工業界成熟的發酵技術應用于高油脂異養微藻的生產，進一步提高發酵規模和細胞密度，現細胞發酵密度超過了 100 g/L，獲取了大量異養干藻粉后提取油脂，經轉酯化反應生成了高質量的生物柴油。 該技術的創新點： （ 1）發明了微藻異養發酵生產生物柴油新技術，打通了以糖、淀粉、有機廢水、二氧圖1 吉化工程新型塔及常規塔運行外觀 圖2 慶陽石化工程新型塔（ 左側） 及常規塔（ 右側）運行外觀化碳等為原料、工業自動化條件下高效生產生物柴油的新途徑； （ 2）異養藻細胞發酵產量和油脂含量不斷創造新高（ 細胞干重 100 g/L，含油量 60％），提高了該技術工業化生產的經濟性。 （ 3）在發酵前引入利用 CO2和光合作用來減少糖或淀粉的消耗，降低成本同時減少溫室氣體的排放。該技術獲 3 項國家發明專利和 2007 年全國發明大會獎。2 應用說明應用目標：與有實力的企業界合作，在工業化規模上進一步降低微藻發酵過程的成本，實現該技術的商業化運作。 主要生產原料為以下 4 類之一：（ 1）二氧化碳；（ 2）甜高粱、甘蔗等糖質原料；（ 3）或木薯、玉米等淀粉質原料；（ 4）或含糖有機廢水等。 生產設備：微藻培養池、光生物反應器、工業發酵設備及廠房為主。 生產消耗：電能、蒸汽等（無污染等環境問題）。 產品應用：微藻生物柴油質量好，應用范圍與目前市場上銷售的柴油完全相同。 投資風險：本技術創新性強，沒有前人的實踐、范例和經驗；通過工業化和規模化來實現進一步降低成本的目標；高技術、高投入、預期高回報的同時也存在投資風險。  圖 1 流程圖3 應用說明中國境內的生物柴油能源市場等。4 效益分析全世界油脂價格和液體燃料價格瘋狂上漲，對世界經濟、政治和國家安全等產生重大影響。實現本技術商業化運作的經濟效益和社會效益巨大。5 合作方式雙方共同合作，在工業化規模上進一步降低微藻發酵過程的成本，實現該技術的商業化運作。6 所屬行業領域能源環境。

水和油是不互溶的。要使二者成為混合液，需借助外力或加入表面活性劑，由燃料油（煤油、汽油、柴油、重油、渣油）和水組成的乳化液就被稱為乳化燃料。乳化油是油包水型分子基團，油是連續相，水是分散相。由于該液珠中水的沸點（1000C）低于汽、柴油沸點（130℃以上），在汽缸溫度急劇升高時，液珠中的水先沸騰汽化，體積在幾萬分之一秒的瞬間增大了1000倍，其效果相當于一次極小的爆炸。無數小液珠的爆炸進一步擊碎油滴，形成二次霧化，加大了空氣與油霧的接觸面積，于是完全燃燒提高了發動機燃燒效率，增強了發動

防爆柴油無軌膠輪車，是根據隧道運行工況的特點，研制隧道用新型專用車輛。以柴油機為動力，采用靜液壓驅動方式，配置先進，工作可靠，驅動力大，爬坡能力強，僅為1400mm的超窄寬度和全輪驅動性能，提高了車輛在狹窄巷道運行能力，雙向駕駛功能，解決了車輛在迎頭工作面的調頭難題，車輛進得順暢，回得自由，機動靈活，適應性強，安全高效，運輸成本低。