氮气在石油和天然气工业上的应用
浅谈化工生产中空分制氮的方法
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浅谈化工生产中空分制氮的方法摘要:在工业领域,氮气发生器广泛应用于石油化工、天然气液化、冶金、食品、制药、电子等行业。
氮气发生器的氮气产品可用作仪表气、工业原料和制冷剂,是工业生产中必备的公用设备。
制氮机主要有三种工艺:低温空气分离、膜分离和分子筛变压吸附。
关键词:化工生产;空分制氮;方法引言氮是最常见和最便宜的惰性气体,广泛用于化学生产。
氮可以作为保护、传播、封闭等的一种保护手段、氧化、易燃、易爆和腐蚀性材料;作为传热手段,它在金属粉末热处理中发挥着不可或缺的作用;作为原料气体,用于工业生产合成氨等。
1深冷制氮的原理及工艺流程1.1深冷空分制氮原理低温细蒸馏法也称为深冷氮气的制造方法,是基于空气中氮的沸点与氧的沸点不同的原则,在此基础上,氮与氧分离。
总的来说,氮气的沸点为-196 c,低于氧气。
液体空气蒸发过程中,液氮在液氧前转化为气体。
相反,在空气液化过程中,氧气在氮气之前转化为液体。
但是,由于氮气沸点和氧气沸点之间的差异并不十分明显,因此在制备深冷氮气时往往需要进行多次蒸发和冷凝循环才能得到纯氮气。
深层冷氮气系统中蒸馏柱的层数和蒸馏效率在很大程度上决定了氮的浓度水平。
1.2深冷空分制氮工艺流程压缩机将空气加压到约0.8MPa,然后在后冷却器和预热组冷却到20℃以下,空气进入用于交换的分子筛吸附器,空气中的二氧化碳、碳氢化合物和水被吸附净化。
净化空气回来的富氧空气以饱和温度冷却到约-168℃,进入蒸馏酒底部,参与蒸馏,从蒸馏酒顶部获得高达99.99%的纯氮。
部分氮通过主换热器加热后传输到产品中,其嘴进入冷凝蒸发器,凝结成液氮。
大多数液氮以逆流液返回蒸馏酒参与蒸馏,少量液氮被送到液氮埋藏层。
液氮产量约占气态氮产量的8%。
蒸馏酒底部获得约30%的氧气,富氧液体进入冷凝蒸发器的蒸发器侧,冷凝气体氮凝结。
从冷凝蒸发器顶部提取的富氧空气大多直接进入主换热器恢复热量,从主换热器中间提取,温度-153℃进入膨胀机绝热膨胀0.03MPa,温度-183℃通过另一气流节约提供冷量。
制氮机的用途
![制氮机的用途](https://img.taocdn.com/s3/m/f926c83391c69ec3d5bbfd0a79563c1ec5dad780.png)
制氮机的用途常应用于以下几个范围:1、煤炭开采及储存在煤矿中,采空区氧化区域发生火灾时,大的灾难是内部混合气体的爆炸。
充入氮气可以将混合气体中的氧气含量控制在12%以下,这样既可以抑炸概率,也可以防止煤自燃,让工作环境更加安全。
2、石油和天然气开采氮气是用于对来自大井/天然气藏区的油气进行再加压的标准气体。
利用氮的自身特性来维持油层压力,混合相以及不混溶的驱油和重力排水技术可以大大提高采油率,这对稳定石油生产和提高石油产量也具有重要意义。
3、石油石化根据惰性气体的特点,氮气可以在易燃材料的加工、储存和转移过程中建立惰性气氛,消除置换有害的有毒气体。
4、化学工业氮气是合成纤维(尼龙,丙烯酸),合成树脂,合成橡胶等的重要原料,氮气也可以用来制造化肥,例如碳酸氢氨,氯化铵等。
5、制药在制药行业,氮气填充工艺能有效提高药品质量,无论是输液剂、水针、粉针、冻干机还是口服液生产等。
6、电子、电力、电缆充氮灯泡。
在灯泡中填充氮气以防止钨丝氧化并减慢钨丝的蒸发速率,从而延长灯泡的寿命。
7、食用油脂充氮储油器是将氮气充入储油罐,并从储油罐中排出空气,以防止油被氧化,从而确保油脂的安全储藏。
氮含量越高,氧含量越低,越有利于储存。
可以说氮含量对食用油和油脂的储存有巨大的影响。
8、食物和饮料谷物,罐头,水果,饮料等为了能方便存储,通常用氮气包装,以防腐蚀。
9、塑料化工将氮气引入到塑料零件的成型和冷却过程中,使用氮气减少由塑料零件上的压力引起的变形,从而获得稳定,准确的塑料零件尺寸。
使用氮气注塑,可以提高注塑产品的质量和设计的灵活性。
根据不同的工艺条件,塑料注射成型所需的氮气纯度不同。
所以不适合用瓶氮,好使用现场型变压吸附制氮机直接供应氮气。
10、橡胶、树脂生产橡胶氮气硫化工艺,即在橡胶硫化的过程中,加入氮气充当保护气。
12、生产汽车轮胎往轮胎中充氮气可提高轮胎行驶的稳定性和舒适性,还能防止穿刺,延长轮胎寿命。
氮气的音频传导性差,使用氮气能减少轮胎噪音,提高行驶的舒适度。
氮气与人类生活的关系
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氮气与人类生活的关系氮气是自然界中最丰富的元素之一,在人类生活中扮演着重要的角色。
从植物生长到人类工业,氮气的应用十分广泛。
本文将从不同角度探讨氮气与人类生活的关系。
一、氮气在植物生长中的应用氮气在植物生长中扮演着极其重要的角色,它是构成植物蛋白质分子的基本成分之一。
植物通过根系吸收土壤中的氮素,将其转化为氨基酸,最终产生蛋白质。
然而,土壤中的氮素并不总是足够的,这时我们可以用化肥来给植物提供氮元素。
现代农业使用氮肥的历史可以追溯到19世纪末。
当时,人们开始利用空气中大量存在的氮气制取氨,进而合成氮肥,以此来满足粮食生产的需求。
然而,随着农业的发展,氮肥的使用可能导致环境问题,如地球温室效应、氮肥流失和污染等问题。
因此,发展绿色、可持续的农业已经成为现代社会的共识。
二、氮气在医学中的应用氮气在医学中应用广泛,它被称为“笑气”,是一种轻度全身麻醉药。
在口腔治疗和儿科手术中,医生常常会使用氮气进行麻醉。
氮气能够迅速达到麻醉效果,但是对身体几乎没有负面影响,因此它被广泛应用于医疗领域。
此外,氮气还被用于处理急性中毒和心脏病等急性疾病的紧急处置。
三、氮气在工业中的应用氮气在工业中也有广泛的应用。
例如,在钢铁生产、半导体制造和石油加工中均需要氮气。
在钢铁生产过程中,氮气用于保护钢材表面,防止氧化;在半导体生产中,氮气被用于制造高纯度硅晶体和保护氧敏感的物质;在石油加工中,氮气可以用来提取和输送原油或天然气。
此外,氮气还被广泛应用于焊接、切割和搬运等工业过程中的保护性气体。
四、氮气和环境的关系氮气在人类生活中扮演着重要的角色,但同时也带来了环境问题。
氮气的流失和污染可能对人类健康和生态系统造成影响。
例如,在氮肥施用过程中,水和空气中的氮元素可能被转化为氨、氧化亚氮、硝酸盐和氮氧化物等含氮化合物。
这些含氮化合物可能会导致地球温室效应、酸雨和污染等环境问题。
因此,为了保护环境,有效地管理和利用氮气资源已经成为当前社会的重要议题之一。
制氮机的用途
![制氮机的用途](https://img.taocdn.com/s3/m/0fb814ed32d4b14e852458fb770bf78a65293a21.png)
制氮机的用途制氮机是一种利用空气分离技术制取高纯度氮气的设备。
它将空气中的氧气和氮气分离出来,获得高纯度的氮气,可以被广泛应用于多个领域和行业。
工业在工业领域,氮气是一种重要的工业气体。
制氮机可以制造出高纯度、干燥和无油的氮气,这种气体可以被用于各种工业过程。
例如,在金属冶炼和加工领域,氮气可以被用作惰性气体,它可以保护金属材料,防止氧化反应的发生。
在食品加工和包装领域,氮气可以被用作保鲜剂。
制氮机可以保证从氮气中除去所含氧气和水分,从而确保氮气不会促进食品变质。
医疗在医疗领域,氮气可以被用作麻醉剂和进行医疗治疗。
例如,一些医疗设施需要使用高纯度的氮气,如医院的麻醉管道系统、病房氧气设备以及医疗设备中的气体稳定系统。
氮气的低温性质也使其成为冷冻试验、储存和输送的最佳气体之一。
此外,氮气的无毒性和无味性使它成为一种非常安全和可靠的气体,因此在手术室,紧急和救援场景中使用氮气是非常常见的。
能源行业制氮机在能源行业也有广泛用途。
煤炭、石油和天然气等化石燃料都需要向高压气体中注入氮气来提高系统的效率。
氮气可以被用于压电材料制造、太阳能电池的生产、以及半导体研发中的氮化二氮化硅生产。
在石油和天然气勘探和开采工作中,氮气可以被用于增加井压,从而防止井塌陷,同时还可以强化水驱注入系统,提高油藏开发利用率。
其优异的干燥性能,使得氮气可以被用于选煤工业以及生产和输送管道中的防腐保护。
城市规划在城市规划领域,氮气也具有重要作用。
例如,氮气可以被用于城市公园和绿地中的废水处理,氮气的作用可以使污水的处理和净化工作更加快速、高效和环保。
同时,氮气也被用于城市石化厂、化工厂和造纸厂的净化系统中,在净化废气中起到重要的作用。
总结制氮机的用途非常广泛,可以被应用在工业、医疗、能源、城市规划等多个领域和行业。
高纯度的氮气为其他气体或气溶胶制备提供了必要的条件,从而创造了广泛的应用前景。
随着制氮机技术的不断发展,未来还将会有更多的用途被挖掘出来,这将为相应的领域和行业带来更多的机遇和挑战。
公用工程介质氮气指标
![公用工程介质氮气指标](https://img.taocdn.com/s3/m/fbd85a4877c66137ee06eff9aef8941ea76e4b23.png)
公用工程介质氮气指标摘要:一、氮气的概述与应用二、公用工程介质氮气的指标分类1.纯度指标2.压力指标3.流量指标4.温度指标三、氮气质量检测与控制方法四、氮气在公用工程中的应用案例五、总结与展望正文:一、氮气的概述与应用氮气(N2)是大气中含量最高的气体,占空气体积的78%。
在工业领域,氮气具有广泛的应用,如作为保护气体、制冷剂、清洗剂等。
此外,氮气还在石油、化工、电子、食品等行业中发挥着重要作用。
二、公用工程介质氮气的指标分类1.纯度指标:氮气的纯度是衡量其质量的重要指标。
公用工程介质氮气的纯度一般要求在99.999%以上,以确保其在应用过程中的稳定性和安全性。
2.压力指标:氮气的压力对其应用效果有很大影响。
一般情况下,公用工程介质氮气的压力分为低压(0.5-1.0MPa)、中压(1.0-6.0MPa)和高压(6.0MPa以上)三种。
3.流量指标:根据不同应用场景的需求,公用工程介质氮气的流量也有所不同。
在确定流量时,需综合考虑设备的进气量、工艺要求等因素。
4.温度指标:氮气的温度会影响其输送和应用效果。
通常,公用工程介质氮气的温度分为常温(0-40℃)和低温(-40℃以下)两种。
三、氮气质量检测与控制方法为确保公用工程介质氮气的质量,需要对其进行严格的检测和控制。
常见的检测方法包括在线分析仪、气体色谱仪等。
在实际操作中,还需结合氮气的应用场景和需求,制定合适的检测方案。
四、氮气在公用工程中的应用案例1.石油、天然气开采:氮气可用于井下压裂、油气输送等环节,提高油气产量。
2.化工行业:氮气作为保护气体,可用于防止化工设备氧化、腐蚀,确保生产安全。
3.电子行业:氮气在半导体制造过程中,可作为清洗气体,提高产品质量。
4.食品行业:氮气可用于食品包装、保鲜,延长食品保质期。
五、总结与展望公用工程介质氮气在众多行业中发挥着重要作用。
随着科技的进步和产业的发展,对氮气质量的要求也越来越高。
因此,加强氮气质量检测和控制,提高氮气应用的可行性和安全性,是当前亟待解决的问题。
氮气在能源行业中的应用
![氮气在能源行业中的应用](https://img.taocdn.com/s3/m/3028ba3ef56527d3240c844769eae009591ba241.png)
氮气在能源行业中的应用氮气是一种常见的无色无味气体,具有广泛的应用领域。
在能源行业中,氮气也扮演着重要的角色。
本文将探讨氮气在能源行业中的应用,包括石油、天然气、核能、可再生能源等方面。
首先,氮气在石油行业中扮演着很重要的角色。
石油是全球最重要的能源资源之一,而氮气的应用可以帮助提高石油开采的效率。
例如,在油井压裂作业中,氮气可以用作压裂液的增粘剂,提高裂缝的稳定性和石油的产量。
此外,氮气还可以用于石油储运过程中的防爆、清洗和干燥操作,确保石油的安全和质量。
其次,氮气在天然气行业中也有广泛的应用。
天然气是一种清洁、高效的能源,而氮气的应用可以帮助提高天然气的提纯和储存效率。
在天然气提纯过程中,氮气可以用作各种吸附剂的脱附剂,去除其中的杂质和润滑剂,提高天然气的纯度。
此外,氮气还可以用于天然气的输送和贮存过程中的压力测试和气密性检测,确保天然气的安全运输和储存。
此外,氮气在核能行业中也发挥着关键的作用。
核能是一种高效、清洁的能源,在核反应堆中,氮气可以用于控制核裂变反应的过程。
氮气可以用作冷却剂,帮助控制核反应堆的温度和压力。
同时,氮气还可以用作防止氢气爆炸的抑制剂,在辅助系统中起到保护设备和人员的作用。
最后,氮气在可再生能源领域也有重要的应用。
可再生能源包括太阳能、风能、水能等,而氮气可以用来提高这些能源的利用效率。
例如,在太阳能电池的制造过程中,氮气可以用作氧化铝的保护气体,防止其在高温环境下与空气发生反应。
此外,氮气还可以用于风能装备的制造过程中的气密性测试和润滑处理,确保其正常运行。
综上所述,氮气在能源行业中扮演着重要的角色。
在石油行业中,氮气可以提高开采效率和确保石油质量。
在天然气行业中,氮气可以提高气体的纯度和安全性。
在核能行业中,氮气可以参与核反应的控制和保护。
在可再生能源领域中,氮气可以优化设备制造和过程操作。
随着能源需求的增长和技术的进步,氮气的应用前景将会更加广阔。
我们有理由相信,氮气在能源行业中将继续发挥重要的作用,并为能源领域的发展做出贡献。
制氮装置运行模式优化及节能
![制氮装置运行模式优化及节能](https://img.taocdn.com/s3/m/4a390838a58da0116c1749fd.png)
制氮装置运行模式优化及节能随着科学技术的进步,促进了各行业的快速发展,在煤矿、化工行业中,氮气是非常常见的一种惰性气体,制氮装置最初被广泛应用于煤矿井下的防灭火,其原理主要就是利用氮气的惰性。
随着制氮装置逐步由煤炭行业向非煤领域的拓展,其应用领域日益扩大。
不同行业对制氮装置的氮气浓度要求越来越高,氮气纯度要求达到99.99%,这就迫使企业必须与时俱进,通过研发高纯度制氮装置,对制氮装置运行模式进行优化,来提高产品的性能指标,适应市场的需求。
标签:制氮装置;运行模式;优化;节能在石油天然气、工业气体分离中,氮气因为自身的优势有非常广泛的应用。
目前,一般的制氮方式主要有深冷分离、变压吸附、膜分离,变压吸附法(简称PSA)制氮技术通常使用两塔并联,在常温下以空气为原料,以碳分子筛(CMS)为吸附剂,N2与02在CMS上的扩散速率和吸附容量不同,02直径较小扩散较快,较多进入分子筛固相,使N2富集于气相中。
一段时间后,分子筛对02的吸附达到平衡后,降压,碳分子筛解除对氧的吸附。
两塔交替进行加压吸附和减压解吸,从空气中吸附和释放02,从而分离出N2。
变压吸附是一项非常有效的气体分离新技术,具有投资小、自动化程度高、操作维护简单、常温运行等优点。
一、制氮装置组成及技术简介(一)组成部分DT-495/40变压吸附式碳分子筛制氮装置是以碳分子筛为吸附剂制取氮气。
主要由空气净化组件、空气罐,PSA氧氮分离组件、氮气缓冲组件、电控系统五大部分组成。
(1)空气净化组件。
空气净化组件的作用顾名思义就是除去压缩空气中的尘埃、水和油,为氧分离组件提供洁净的原料——空气。
碳分子筛是变压吸附制氮装置的核心部分,由于空压机排出的压缩空气通常含有油和水,所以必须在压缩空气进入氧氮分离组件之前采用空气净化组件进行除油、除水。
空气净化组件一般由汽水分离器、预过滤器、冷冻干燥机、精过滤器、超精过滤器、活性炭除油器、自动排污阀、球阀等组成。
氮气的作用
![氮气的作用](https://img.taocdn.com/s3/m/dcd2392f0066f5335a81210e.png)
氮气的作用:在国民经济和日常生活中,氮气有广泛的用途。
首先,利用它“性格孤独”的特点,我们将它充灌在电灯泡里,可防止钨丝的氧化和减慢钨丝的挥发速度,延长灯泡的使用寿命。
还可用它来代替惰性气体作焊接金属时的保护气。
在博物馆里,常将一些贵重而稀有的画页、书卷保存在充满氮气的圆筒里,这样就能使蛀虫在氮气中被闷死。
利用氮气使粮食处于休眠和缺氧状态、代谢缓慢,可取得良好的防虫、防霉和防变质效果,粮食不受污染,管理比较简单,所需费用也不高,故近年来进展较快。
目前,日本和意大利等国已进入小型生产试验阶段。
近年来。
我国不少地区也应用氮气来保存粮食,叫做“真空充氮贮粮”,亦可用来保存水果等农副产品。
利用液氮给手术刀降温,就成为“冷刀”。
医生用“冷刀”做手术,可以减少出血或不出血,手术后病人能更快康复。
使用液氮为病人治疗皮肤病,效果也很好。
这是因为液氮的气化温度是-195.8℃,因此,用来治疗表浅的皮肤病常常很容易使病变处的皮肤坏死、脱落。
过去皮肤科常以“干冰”治疗血管瘤,用意虽然相同,但冷度远不及液氮。
医治肺结核的“人工气胸术”,也是把氮气(或空气)打进肺结核病人的胸腔里,压缩有病灶的肺叶,使它得到休息。
现在,人们还利用液氮产生的低温,来保存良种家畜的精子,贮运各地,解冻后再用于人工授精。
如广西省水产研究所试用液态氮保藏鲵鱼精液,获得成功。
氮气还是一一种重要的化工原料,可用来制取多种化肥,炸药等等。
氮是“生命的基础”,它不仅是庄稼制造叶绿素的原料,而且是庄稼制造蛋白质的原料,据统计,全世界的庄稼,在一年之内,要从土壤里摄取四千多万吨氮。
科学家对氮气抱有很大的希望,他们认为;根瘤菌之所以有一套巧夺天工的妙法,能把空气中的氮直接捕捉下来变成氮肥。
是因为它体内有一种固氮酶,这种酶就是捕捉氮气的能手,倘若我们能用化学的方法人工合成大量的固氨酶,岂不轻而易举地巧将氮气变氮肥了吗?普通氮气发生器的特点和应用领域点击次数:296 发布日期:2010-3-2 来源:本站仅供参考,谢绝转载,否则责任自负氮气发生器本仪器主要由电解系统、压力控制系统、净化系统和显示系统组成。
氮气在油气生产中的使用安全性问题
![氮气在油气生产中的使用安全性问题](https://img.taocdn.com/s3/m/4fc2ef32192e45361066f5f3.png)
氮气在油气生产中的使用安全性问题作者:田华来源:《中小企业管理与科技·下旬刊》2014年第10期摘要:伴随全球对油气的使用需求不断变大,油气的生产已经成为了全球关注的问题。
氮气是油田油气生产过程中应用最多的元素,而氮气本身是一种比较特殊的气体,因此对于其的使用安全问题也是油田油气生产企业的重点问题。
本文就氮气的各项特征、性质进行分析,提出一些氮气运用在油气生产中需要注意的安全性问题的主要措施。
关键词:氮气油气生产使用安全性众所周知,氮气本身是一种惰性气体,也就是说化学性质较为稳定,由于其特殊的性质,被广泛用于各种工业生产。
包括合成氨、用于汽车轮胎的稳压、油气的生产等工业作业中,另外,由于氮气的不燃性,已经逐步被应用在了石油石化等各领域的生产中。
但在实际的油气生产过程中,会因为氮气使用的保护不当,出现很多的安全事故,造成的危害性相当大。
1 氮气的性质、作用和危害1.1 氮气的性质和作用。
氮气在通常的状况下呈一种无色无味且无毒的气体,是大气总量78.2%比例的气体。
在标准的大气压下,如果将氮气冷却到-195.6℃,氮气就会变成没有颜色的液体,而继续冷却到-218.8℃时,液氮则会变为固态的。
通常用于生产时,是采用黑色的瓶罐来运输与存储氮气。
另外,氮气的化学性质也不活泼,很难燃烧,常温下能与锂元素反应,炽热时可以与镁、钙、氢等直接化合;氮气还能微溶于水和乙醇,能用来制硝酸、氰化物或者炸药上面,作为惰性气体还能用来填充灯泡、高温计等,还可以用作物质的保护剂和冷却剂。
1.2 使用氮气可能造成的危害。
空气中的氮气一旦含量和比例过高,不仅会导致生物吸入氧气的分压下降,严重的还会导致缺氧窒息。
人类一旦吸入稍高浓度的氮气,可能会发生胸闷、气短、疲惫无力或者烦躁不安、极度兴奋、神情恍惚的状态,严重的可能导致昏迷。
而吸入高浓度的氮气时,会迅速昏厥、呼吸困难导致死亡。
因此,氮气运用在油气生产中,一定要注意好氮气的安全性使用。
注氮提高采收率的应用与其设备的优化配置
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注氮提高采收率的应用摘要氮气在石油工业中应用广泛,可用于包括稠油和低渗透油藏在内的各种油田提高采收率、钻井、完井、氮气置换和保护、氮气汽提回收溶剂等方面。
对制氮技术的机理、技术工艺特点及综合效益进行了论述,并介绍了膜法富氮技术的特点及应用效果。
关键词氮气膜法富氮提高采收率前言经历的几十年的开采,我国大部分油田已经进入了二次采油甚至三次采油阶段,开发出的二采和三采方法不断更新。
从最初始的水驱,聚合物驱,表面活性驱,复合驱,到目前较新的气体混相驱。
气体混相驱中,最开始开发的二氧化碳驱,到目前新开发的注氮法提高采收率。
一旦选择注气作为保持压力的最佳方案,就需考虑以下儿种气体:天然气、CO2、燃料气、空气以及氮气。
并对每种气体进行了多方面的分析,例如:气源供应的可靠性、成本、项目基础设施费、注入成本以及环境与安全规定及对油藏的影响。
通过研究证明,注氮是保持压力的最好方式。
根据国内外文献调研及油藏动态分析,考虑注入的蒸汽与氮气的儿种比例为1:10.1、1:20.1、1:30.1、1:50.1、1:100,结合吞吐井的现场注汽情况,确定的最佳混注比例为1:20到1:50,即注It蒸汽的同时注入氮气量20-50m3。
其它注入参数参照热采优化参数进行设计,分别如下:注入压力:l0 Mpa注入温度:蒸汽300o C以上氮气:20o C常温注入速率:蒸汽14.6m3/h氮气400- 600m3/h注入干度:取混合值50%就成本而论,注氮的现场成本为$0.04/m3,而注天然气的现场成本则为$0.1/m3选择注氮后对氮气供应采取承包制,价格确定为$0.01/m3左右。
注氮的其他优点是:1、对油层无污染;2、氮气供应不受限制;3、氮气是惰性气体,不会造成环境污染,也不具有可燃性和腐蚀性;4、注氮气可节省天然气3965×104m3/ d(如果选择注气方式),占墨西哥天然气总量的31%。
方法逐步改进,气体混相驱是由于氮气与油、水互不相溶,而目来源广,是气体非混相驱提高采收率的重要气源。
天然气在石化工业中的应用
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天然气在石化工业中的应用天然气是一种具有高热值和低污染的燃料资源,在石化工业中具有广泛的应用。
本文将探讨天然气在石化工业中的应用领域和其带来的益处,以及未来发展趋势。
一、天然气在原料加工中的应用天然气作为石化工业的重要原料和能源来源,在原料加工过程中发挥着至关重要的作用。
首先,天然气可以被利用作为原料的化学基础。
例如,通过与空气中的氮气反应,可以得到苯乙烯等重要化学品。
此外,天然气还可以作为裂解石油和煤炭产生的原料,通过合成气的转化,制得合成氨、准碳素等重要工业原料。
二、天然气在燃料供应中的应用天然气作为石化工业的清洁能源,广泛用于工业生产过程中的燃料供应。
相对于传统的燃料(如煤炭、石油等),天然气燃烧不仅产生较少的环境污染物,还能提供更高的热效率。
因此,在石化工业中,使用天然气作为燃料,不仅能够减少大气污染的排放,还可以提高工业生产的能源利用效率。
三、天然气在石化工业过程中的应用天然气在石化工业过程中的应用还体现在它作为工业生产过程中的热力介质和催化剂。
在许多化学反应中,天然气的高热值以及燃烧时释放的热能可以被用作驱动各种工业反应的热力来源。
此外,天然气还可以作为催化剂的重要组成部分,通过合理设计催化剂,提高工业生产过程中的反应速率和选择性。
四、天然气的发展趋势随着全球对清洁能源需求的增长,天然气作为一种清洁低碳能源,其在石化工业中的应用前景广阔。
首先,随着科技进步和技术创新,天然气的开采和利用技术将得到进一步改进,提高开采效率和利用效率。
其次,随着国际燃料和环境政策的制定和执行,对于天然气的需求将持续增长,为石化工业的可持续发展提供了有力的支撑。
此外,智能化和自动化技术的应用也将提高天然气石化生产过程的效率和安全性。
综上所述,天然气在石化工业中具有广泛的应用领域和巨大的潜力。
通过加强研发和技术创新,进一步提高天然气资源的开采利用效率,推动天然气在石化工业中的应用,必将为工业生产的清洁化和可持续发展做出重要贡献。
氮气在石油开采领域中的应用
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氮气在石油开采领域中的应用氮气,国外已作为强化采油气体。
美国太阳石油公司原注天然气,如停注最多只能再生产一年;后采用注氮,可再持续生产20年。
美国七十年代开始用含氮气85%以上和含二氧化碳15%以下的烟道气进行提高油田采收率研究和工业试验。
至八十年代中期,日注氮气量总计达到1500万米3(每年50亿米3以上)。
1986年,美国用氮气驱油的油田增加28.6%。
1987年5月,美国德士古公司获准在埋藏41砂层的区块上进行注氮作业,在进行的三个注氮周期中,在每一个周期内,15天注氮110万米3。
由于注氮成功,该区块获增产原油约0.88万吨。
氮气作为“驱油气体”,要求无油无水的干燥氮,纯度99.99%以上,注入压力20~60兆帕,目前广州惠临空气分离设备有限公司专业研制的制氮机设备都能生产出高纯度无油无水的干燥氮,能够满足“驱油气体”各方面的要求。
1985年5月4日,我国首次氮气泡沫压裂在辽河油田施工成功,标志着我国氮气泡沫压裂工艺技术已向国际先进水平起步。
施工中,氮气排量每分钟为540米3,累计用氮气量19879米3,液氮量28.56米3。
施工新用设备中,有液氮泵车4台、45米3贮液罐2个、液氮罐车1台。
施工结束后反排顺利,日产油从压前4吨增加到压后的13吨。
中原油田、大庆油田在压裂增产中,也应用了挤入液氮助排的方法。
从1997年起,天津梅塞尔分别向辽河、江汉、胜利三大油田提供了六套油田制氮机现场制氮注氮装置,用于三次采油来提前采收率,经几年运行均取得可喜成果。
2000年,天津梅塞尔生产的车载式制氮注氮装置NPU-600/25EF-L成功地应用于滇黔贵油田云南云参1号欠平衡钻井,这是中国首次在油田欠平衡钻井中使用现场制氮机制氮注氮装置。
这个具有90年代国际先进水平的欠平衡氮气泡沫钻井技术,是天津梅塞尔与胜利油田钻井工艺研究所共同开发的。
2000年底,天津梅塞尔与中国石油天然气总公司四川石油管理局签订合同,为其承包伊朗石油钻井提供一套“欠平衡空气泡钻井系统装置”,制氮机设备制气能力7200m3/h(标态),注气压力150MPa、柴油机驱动、车载撬装式、合同金额达180万美元,使天津梅塞尔的这一技术第一次走出国门。
氮气在化工系统生产用途
![氮气在化工系统生产用途](https://img.taocdn.com/s3/m/4f8e3b8f0408763231126edb6f1aff00bed5702b.png)
氮气在化工系统生产用途氮气是一种广泛应用于化工系统中的重要工业气体。
它具有无毒、无味、无色、无燃性等性质,在不会造成二次污染的情况下,可以用于多种用途。
下面将详细介绍氮气在化工系统中的生产用途。
首先,氮气可以用作惰性气体。
由于氮气的不活泼性,它可以作为化学反应过程中的惰性气体存在,以保护反应物和产物免受外界氧气和水分的影响。
例如,在高温高压下进行的一些反应,如裂解石油、催化氧化等过程中,氮气可以作为惰性保护气体,避免反应物和反应产物发生意外反应、氧化或水解。
此外,氮气还可以用于惰性气氛下的储存和输送一些高纯度化学品和材料。
同时,氮气还具有保护性质。
化工生产过程中,有些物质容易受到氧气和水分的影响而发生变化。
例如,易受氧化的物质在储存和运输过程中容易被氧气氧化,导致质量下降。
使用氮气作为保护气体,可以有效地防止氧气的接触,延长物质的保存期限。
此外,氮气也可以用于保护气氛下的包装,如在食品、药品和化妆品的包装过程中,使用氮气可以有效地防止氧化、腐败和变质。
氮气还可以用于制冷和凝聚。
在化工生产中,有些反应需要在低温条件下进行,以提高反应速率或改变反应性质。
氮气可以作为制冷介质,通过降低温度来满足反应的需要。
此外,氮气的低温蒸发可以通过冷凝降低气体中有害物质的浓度,从而净化气体。
例如,在天然气储运过程中,采用液化天然气(LNG)制冷,通过氮气冷凝可以去除其中的硫化氢和二氧化碳等有害成分。
氮气还可以用于干燥。
在某些化工生产过程中,需要去除材料中的水分。
氮气可以通过吹扫和替代的方式将水分从材料中排除。
例如,在某些纺织品和石化产品的生产中,通过吹扫氮气可以去除纤维和材料中的水分,以提高成品质量。
此外,氮气还可以用于压力控制。
在化工生产中,有些反应需要在一定的压力条件下进行,以提高反应效果或保证反应的可控性。
氮气可以作为辅助气体,通过调节氮气的进出来控制系统的压力。
例如,在气相反应和催化反应中,氮气可以用来控制反应器的压力,保持反应的稳定性和可控性。
氮气的超临界流体特性和应用
![氮气的超临界流体特性和应用](https://img.taocdn.com/s3/m/5e3af17d11661ed9ad51f01dc281e53a5802510e.png)
氮气的超临界流体特性和应用氮气是一种常见的气体,在常温下呈现为无色、无味、无毒的状态。
然而,当氮气处于超临界状态下时,它拥有一些独特的流体特性,这些特性使得氮气在科学研究和工业应用中具有广泛的用途。
超临界流体是指在一定温度和压力下,物质处于介于气体和液体之间的状态。
与传统的气体或液体相比,超临界流体具有多种特殊的性质和行为。
对于氮气而言,它在超临界状态下具有以下几个显著的特性:1. 高溶解度:相比于普通气体,氮气在超临界状态下具有更高的溶解度。
这意味着它可以更好地溶解其他物质,使得其在化学反应、材料加工等领域有广泛的应用。
例如,氮气超临界流体可用于萃取、气体分离、有机合成等过程中,有效地增加反应效率和纯度。
2. 较低的粘度:在超临界状态下,氮气的粘度显著降低。
这使得其在输送和混合时具有非常快速的扩散速度,从而提高了传质效率。
这一特性使得超临界氮气成为制备纳米材料、微粒子等的理想工具。
利用超临界技术,可实现对微尺度颗粒的精确控制和制备。
3. 调控性:通过调节温度和压力,可以在超临界氮气的流动性和溶解性之间实现平衡,从而使其适应不同的应用需求。
这使得超临界氮气可以用于纳米颗粒的制备、液相色谱分析、材料的合成等多个领域。
超临界氮气还可以被用作催化反应和催化剂活性研究的载体。
除了以上特性外,超临界氮气还具有较高的扩散速率、较低的表面张力以及较高的热传导性能,这些特性使得超临界氮气在多个应用领域具有独特的优势。
在医药领域,超临界氮气被广泛应用于制备药物纳米颗粒载体。
由于超临界氮气具有高溶解度和调控性,它可以有效地增加药物的溶解度、生物可利用度和稳定性,从而提高药物的治疗效果。
此外,超临界氮气还可用于药物的微球化、控释等制备过程中。
在材料科学领域,超临界氮气可用于纳米材料的制备和研究。
通过调节超临界氮气的温度、压力和流动速度等参数,可以控制纳米颗粒的大小、形状和分布,从而实现对材料性能的定制化设计。
此外,超临界氮气还可用于金属氧化物的纳米薄膜制备、纳米复合材料的制备和纳米结构的表征。
氮气在石油化工的工艺
![氮气在石油化工的工艺](https://img.taocdn.com/s3/m/9948568459f5f61fb7360b4c2e3f5727a5e924b7.png)
氮气在石油化工的工艺氮气在石油化工的工艺中具有广泛的应用。
下面将详细介绍氮气在石油化工工艺中的主要应用。
首先,氮气常用于石油储罐和输送管道的惰性气体保护。
由于石油及其衍生品具有可燃性和易燃性,为了防止石油储罐和管道内部发生爆炸或火灾事故,需要在其中填充惰性气体,以降低氧气浓度。
而氮气是一种优秀的非可燃性惰性气体,既能有效地保护设备和人员的安全,又不会对石油的质量造成任何影响。
其次,氮气还可作为分离气体应用于石油和天然气的增压减温过程中。
在石油化工生产中,常常需要对原油进行增压或降温处理,以满足后续工艺的要求。
而氮气因具有较大的压缩系数和较低的温度,可在相对较低的能耗下实现石油和天然气的压力和温度调控,从而提高生产效率和产品质量。
此外,氮气在催化裂化和氢化工艺中也发挥着重要的作用。
催化裂化是石油化工中常用的一种重要工艺,通过在高温和高压条件下使用催化剂将长链烃类分解为低碳烃和芳烃,从而得到更多的汽油和石脑油等高附加值产品。
而氮气被广泛应用于催化裂化反应中的惰性气体床和惰性气体充填装置,以保证催化剂的稳定性和催化效果。
对于氢化工艺而言,氮气同样具有重要的应用价值。
氢化是将石脑油中的不饱和化合物或杂原子与氢气进行化学反应,将其转化为饱和化合物的一种重要方法。
而在氢化反应中,氮气可以用作惰性床层和稀释气体,以提高催化剂的活性和选择性,并减少不必要的氢气消耗。
此外,氮气还可用于干燥反应气体和冷却反应器等工艺中,以提高反应的效率和控制反应的温度。
另外,氮气还可用于石油化工装置的清洗、干燥和保护。
在一些特殊工艺中,设备和管道内部需要进行清洗和干燥,以去除一些杂质和水分,保证工艺的正常运行。
而氮气具有较强的溶解性和低温冷凝能力,可用于吹扫设备和管道内的杂质和湿气,并在清洗和干燥过程中保持设备的完整性和材料的安全性。
总之,氮气在石油化工的工艺中扮演着重要的角色,具有广泛的应用。
通过在石油储罐和输送管道中的惰性气体保护,增压减温过程中的分离气体应用,催化裂化和氢化工艺中的惰性气体床和稀释气体,以及装置的清洗、干燥和保护等方面的应用,氮气能够保证石油化工工艺的安全性、高效性和可持续发展。
氮气的化工生产和化工应用
![氮气的化工生产和化工应用](https://img.taocdn.com/s3/m/821adb0cff4733687e21af45b307e87101f6f819.png)
氮气的化工生产和化工应用氮气是一种广泛应用于工业和农业领域的重要工业气体。
在化工生产中,氮气通常作为惰性气体使用,以维护反应器内高压下的稳定性和安全性。
此外,氮气还可以用作氢、氧、氯等高活性物质的稀释剂,以减缓其火灾和爆炸风险。
本文将从氮气的化工生产和化工应用两个方面进行阐述。
一、氮气的化工生产氮气最早是通过液氧的蒸发和液氧的空气分馏过程中收集而得到的。
到了20世纪之后,人们开始使用以空气为原料的低温分离气体技术来生产氮气。
这种方法的基本过程是先通过压缩、冷却和净化,将空气中的O2、N2、Ar等气体分离出来,然后再通过膨胀和进一步冷却将N2单独提取出来。
通常情况下,制造商会在压缩气体的过程中逐渐增加压力,使其达到接近临界压力的程度才进行膨胀,以便进一步提高氮气的质量和产量。
化工生产中,氮气的用途十分广泛。
主要包括以下几方面:1.纯化制品:氮气可以用来净化化学制品。
例如,将氮气注入液体表面,可以迫使其中的有机分子变成气相,从而减少有机杂质,并使产品更易于提纯。
2.反应气体:氮气是许多化学反应中重要的反应气体,通常用于填充反应器内以稀释其他反应气体,从而降低反应的温度和压力。
3.加工气体:氮气可以用来加工各种材料,如钢、铜、铝等金属。
例如,在钢铁制造过程中,氮气可以用来加热和冷却金属,从而控制其硬度和收缩率。
4.医疗行业:氮气被用于一些生物医药行业的药物制造和医疗设备的清洗。
5.其他:氮气还可以用于防止粉尘和沙尘的腐蚀,以及在保护性气氛下使某些制品密封等。
二、氮气的化工应用氮气在现代化工中也有很多应用。
其中较为重要的是:1.合成氨:氨是由氮、氢组成的一个关键化学物质,它广泛应用于肥料、药品、合成材料等许多领域。
工业上合成氨的过程通常使用哈-博斯过程。
该过程中通过对氮气和氢气进行高压和高温反应,生成氨气。
2.氮肥生产:氮肥是肥料中最重要的一种,在现代农业中扮演着至关重要的角色。
氮肥的主要原料是合成氨,通常将其与其他元素(如磷、钾)混合使用,来实现植物的高效营养。
工业气体应用领域(氮、氧)
![工业气体应用领域(氮、氧)](https://img.taocdn.com/s3/m/77ee02d15022aaea998f0f6e.png)
气体应用领域(氧、氮)工业气体是指氧、氮、氩、氖、氦、氪、氙、氢、二氧化碳、乙炔、天然气等。
由于这些气体具有固有的物理和化学特性,因此在国民经济中占有举足轻重的地位,推广应用速度非常快,几乎渗透到各行各业。
工业气体用量最多的传统产业有:炼钢、炼铁、有色金属冶炼、化肥生产、乙稀、丙稀、聚氯乙稀、人造纤维、合成纤维、硅胶橡制品、电缆和合成革等石油化学工业、机械工业中的焊接,金属热处理、氦扦漏等,浮法玻璃生产等。
由于这些传统产业在近几年发展迅速,工业气体的用量也达到高峰。
工业气体用量正在掘起的产业有:煤矿灭火、石油开采、煤气化和煤液化,玻璃熔化炉、水泥生产窑、耐火材料生产窑,砖瓦窑等工业炉窑、食品速冻,食品气调包装、啤酒保鲜、光学、国防工业中的燃料、超导材料生产、电子、半导体、光纤生产、农业、畜牧业、鱼业、废水处理、漂白纸浆、垃圾焚烧、粉碎废旧轮胎等环保产业、建筑、气象、文化、文物保护、体育运动、公安破案、医疗保健产业中的冷刀、重危病人吸氧、高压氧冶疗、人体器管低温冷藏、麻醉技术及氧吧等。
工业气体应用正在试验中的产业有:固体氮生产,燃料电池生产,磁性材料生产,超细加工,天然气发电,压缩天然气汽车,氢能汽车生产等。
工业气体用量较多的产业如钢铁、化肥、化工、玻璃及化纤行业均自建气体生产设备,实行自产自销的企业经营方针,一些工业气体用量较少的产业,主要依市场购买工业气体。
因此工业气体的液体市场正在掘起,应用领域也越来越广泛,如1999年美国液氧和液氮市场,按行业分,各行业的占有比例如下:∙液氧市场:机械16%、金属14%、保健13%、电子12%、焊接10%、运输10%、化工9%、玻璃5%、运输服务2%、造纸1%、实验室1%、其他7%。
∙液氮市场:化工22%、食品20%、电子16%、机械7%、金属6%、油气5%、石油4%、运输4%、橡胶3%、实验室3%、制造2%、其他8%。
我国的江苏、上海和马鞍山有丰富的液态工业气体资源。
氮封工作原理
![氮封工作原理](https://img.taocdn.com/s3/m/a08ed4859fc3d5bbfd0a79563c1ec5da50e2d69f.png)
氮封工作原理氮封是一种常用的密封技术,广泛应用于工业设备和系统中。
它通过使用氮气作为密封介质,防止气体、液体或者固体物质泄漏,确保设备和系统的正常运行。
本文将详细介绍氮封的工作原理及其应用。
一、氮封的工作原理氮封的工作原理基于氮气的特性和原理。
氮气是一种无色、无味、无毒的气体,具有较低的沸点和较高的气体密度。
因此,它可以作为一种理想的密封介质。
氮封的工作原理包括以下几个关键步骤:1. 密封介质选择:氮气被选择为密封介质的原因是它的稳定性和可靠性。
氮气不易与其他物质发生化学反应,不会引起腐蚀或者污染。
此外,氮气的密度较大,可以有效地填充密封空间,形成有效的密封效果。
2. 密封装置设计:氮封密封装置通常由密封头、密封环、密封垫等组成。
密封头是将氮气引入密封空间的装置,密封环和密封垫则用于防止气体泄漏。
密封装置的设计应考虑到工作环境的特点和要求,确保密封效果可靠。
3. 氮气供应系统:氮气供应系统是氮封工作的关键部份。
它通常由氮气源、压力调节器、流量计和管道组成。
氮气源可以是气瓶或者氮气发生器。
压力调节器用于控制氮气的压力,流量计用于调节氮气的流量。
管道将氮气输送到密封装置中。
4. 氮气注入密封空间:在密封装置安装完毕后,需要将氮气注入密封空间。
通过控制氮气的压力和流量,确保氮气充分填充密封空间,形成有效的氮气封闭环境。
5. 密封效果检测:完成氮气注入后,需要对密封效果进行检测。
常用的检测方法包括压力测试、泄漏测试和红外扫描等。
通过这些测试,可以确保氮封的效果符合要求。
二、氮封的应用氮封广泛应用于各种工业设备和系统中,包括但不限于以下领域:1. 石油和天然气工业:在石油和天然气开采、储存和输送过程中,氮封可用于防止气体泄漏和减少安全风险。
例如,在石油钻井中,氮封可用于控制井口气体的泄漏,确保工作场所的安全。
2. 化学工业:在化学工业中,氮封可用于防止化学物质的泄漏和污染。
例如,在化工厂的储罐和管道系统中,氮封可用于保持化学物质的稳定性和纯度。
氮封工作原理
![氮封工作原理](https://img.taocdn.com/s3/m/6d4457862dc58bd63186bceb19e8b8f67c1cef20.png)
氮封工作原理氮封是一种常用的密封技术,主要应用于工业设备和系统中,以确保设备的正常运行和安全性。
氮封通过在设备内部注入氮气,形成一个氮气保护层,以防止外界空气、湿气和其他有害物质进入设备内部。
本文将详细介绍氮封的工作原理及其应用。
一、氮封的工作原理氮封的工作原理基于氮气的特性和作用。
氮气是一种无色、无味、无毒的气体,具有惰性和稳定性。
在氮封过程中,氮气被注入到设备内部,形成一个氮气保护层,起到以下几个方面的作用:1. 隔绝空气和湿气:氮气具有较低的溶解度,可以有效隔绝外界空气和湿气进入设备内部。
空气和湿气中的氧气和水分可能会导致设备内部的氧化、腐蚀和变质,从而影响设备的正常运行和寿命。
2. 防止爆炸和火灾:某些设备和系统中可能存在易燃易爆的物质,如石油、天然气等。
通过注入氮气形成氮气保护层,可以将氧气浓度降低到安全范围内,减少火灾和爆炸的风险。
3. 减少磨擦和磨损:在一些需要高速运转的设备中,如轴承、齿轮等,磨擦和磨损会导致能量损失和设备寿命的缩短。
氮气的注入可以减少磨擦和磨损,提高设备的效率和使用寿命。
4. 维持稳定的工作环境:氮气具有稳定的性质,可以维持设备内部的稳定工作环境,避免外界环境的影响。
例如,在半导体创造过程中,氮气可以用于控制温度和湿度,确保产品的质量和稳定性。
二、氮封的应用氮封技术广泛应用于各个行业和领域,以下是一些常见的应用场景:1. 石油和天然气行业:在石油和天然气开采、储存和运输过程中,氮封可以用于防止氧化、腐蚀和爆炸,确保设备和系统的安全运行。
2. 化工行业:在化工生产过程中,氮封可以用于控制反应条件、防止氧化和腐蚀,提高产品质量和减少能源消耗。
3. 电子行业:在电子创造过程中,氮封可以用于控制温度和湿度,减少静电和尘埃对产品的影响,提高产品的可靠性和稳定性。
4. 食品格业:在食品加工和储存过程中,氮封可以用于保鲜、防腐和防止氧化,延长食品的保质期。
5. 医药行业:在药品生产和储存过程中,氮封可以用于保护药品的稳定性和有效性,防止氧化和污染。
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氮气在石油和天然气工业上的应用
一.氮气在油田中的应用
随着石油工业的发展,石油储量在逐年下降,石油的开采越来越困难了。
然而仍然有近2/3的原油因为一二次未能采出而被封锁在地下,现在人们正为此而全力探索新方法和新技术。
向油层注氮以提高原油采收率,就是其中一项新技术。
利用氮气自身特性进行油层压力保持、混相与非混相驱及重力泄油等技术,可大大提高采收率,对我国石油工业稳产、高产具有很大意义。
按传统作业方法进行一次采油和二次采油采出的原油只有原始地质原油储量的1/3,仍有2/3左右的原油被封闭在油层中。
在美国靠传统的开采技术已采出大约1000亿桶原油,油层中仍还有近70%的原油约3000亿桶残留在地下。
要想尽可能多的采出这部分原油,就必须不断采取提高采收率的新方法。
一般来说,向油藏中注入流体包括液体和气体,就是这样一种新方法。
与注液体相比,注气具有注入质量少与油层不混相等优点。
注入气体有空气、天然气、二氧化碳和氮气等。
由于注入空气可能会导致空气和地下天然气混合达到爆炸极限,而产生爆炸,历史上曾发生过这种悲剧,因此现在注空气已被禁止或严格控制使用。
本世纪60年代期间,以天然气作为提高采收率的主气源,后因天然气供应不足及价格升高等原因,人们又寻求用二氧化碳做气源。
但二氧化碳气源通常在远离井场的地方,因此使用也不方便,而且二氧化碳在原油中有一定的溶解。
70年代后期,开始转向资源丰富的氮气,因为空气中就含有大量的氮气(空气中含有78%的氮气,21%的氧气,1%的其它气体)而且与天然气和二氧化碳相比具有无腐蚀、适应性好、经济等优点。
三者相比较氮气的价格为每立方米约合人民币0.12-0.24元,天然气的价格为每立方米约合人民币0.46-1.38元,而二氧化碳的价格为每立方米约合人民币0.39-0.92元。
目前,美国和加拿大每天向油层中注入高达一千四百多万立方米的氮气,用以提高原油的采收率。
在美国实施注气的30个油田中,注氮气的就有25个。
从多油藏的角度看,油层注氮主要有如下几方面作用
1.保持油层压力
将油气层的压力保持或高于其露点压力或泡点压力,或保持在目前压力水平上,以使油气层流体能顺利流出。
2.重力泄油和非混相驱
根据氮气密度小的特点,将其注入构造顶部或允许其运移至构造顶部,增强向下驱替油层流体或重力和稳定混相段塞的作用,提高油气层流体的产量。
3.混相驱
利用氮气的多次接触混相作用驱替油气层中的油气。
4.驱动二氧化碳段塞
利用氮气作为驱替流体扒动二氧化碳等溶剂在油气层中所形成的混相段塞。
5.阁楼油开采
高压氮气可将构造顶部的阁楼层中被圈闭的原油驱替到生产井中。
6.气顶驱替
在油藏最佳部位注入氮气,可保持或提高油藏压力并同时驱替和采出气顶气。
从其具体使用情况看主要有以下几方面的用途
氮气泡沫液由含表面活性剂的水溶液和氮气组成,其中气体是分散相,液体是连续相。
气体在液体中呈小气泡分散状态。
气体的直径越小,泡沫流体的性能越好。
同时泡沫流体具有密度小、粘度大、携砂能力强,遇水敏性地层不会产生粘土膨胀问题,同时具有良好的封堵能力等特性,被广泛的应用于钻井、压洗井、压裂、酸化、堵水、调剖,氮气泡沫驱等方面。
1.高压应用
1.1压裂酸化
压裂酸化作业是目前油田稳产、增产的有效措施之一。
压裂酸化后,油层裂缝通道加长、渗透性改善、油气采收率提高。
根据有关统计资料,油气井进行得当的酸化作业后,产量可增加几倍至几十倍。
1.2气举排液
压裂酸化完成后,要进行必要的排液和诱喷作业。
近年来油田采用气举诱喷新工艺,效果良好。
气举排液、气举诱喷是指向井筒内注入一定量的高压气体,高压气体将油管内的液体扒到油管最下部,高压气体从油管下部进入套管空间成正举法,使环形空间内的液体和气体充分混合,并一同从井口喷出。
此时井底压力急剧减小,油气喷向低压区的井底口,渗透并引起自喷。
因井底积水停喷的油井使用氮气排液后,可将井抽活成为自喷井。
向油井内注入的高压气体必须具有阻燃抗爆的特性,而空气中的氧分在高压高温下容易引起燃烧爆炸不宜使用,目前油田普遍使用液氮和液态二氧化碳。
液氮和液态二氧化碳价格昂贵,需要专用设备长途运输,不适合油田的过程,从热能方面来讲,也是一种极大的浪费。
而现场制取氮气系统可从空气中直接分离氮气,不需要外加电源及其他外围设备,消耗能源少,移动方便。
1.3蒸汽、泡沫、氮气注井
实践证明,蒸汽、加泡沫剂、加氮气注井是稠油开采及油气井二次开采的最有效手段。
在重质稠油地层,稠油粘度高、渗透性及流动性极差,用传统采收技术无法奏效。
单独注入蒸汽会发生汽串而减低蒸汽的驱油效力。
使用蒸汽泡沫注入工艺,向井内注入高温蒸汽泡沫,蒸汽泡沫阻尼大,地层中原有裂缝通道对蒸汽阻力增大,从而减低汽串的负面作用,使含油地层温度升高,在高压氮气的作用下,稠油井可以成为自流井。
1.4管道、容器试压
在管道或容器内残存易燃、易爆气体或液体时,氮气系统可同时做吹扫及试压工作。
2. 中压应用
2.1管道吹扫
易燃易爆气,液输送管线维修前,须对管道中残留气、液进行吹扫。
根据管道的实际情况,用一定压力和流量的氮气对管路进行吹扫作业。
2.2燃油储罐气封
燃油储罐顶部残存空气是造成油罐起火爆炸的主要原因之一。
在油罐顶部充氮,是解决这一隐患的根本途径,这一方法同样用于其它液体储罐
从资料上看,美国参与注氮项目的30 个油田中的5 个油田因注氮气而产出原油累计1 1 . 4 亿地面桶,占其原始地质储量的68 %。
在洛杉矶地区的4 个油田,为了油层非混相驱、混相驱和凝析油藏保持压力而向油层注入了452 . 8 万立方米的氮气,由此增产的原油达2 亿桶。
相比之下中国的注氮技术刚刚起步。
目前在中国辽河、胜利、华北等油田己开始进行注氮项目的试验研究,并已经取得了一些可喜成果。