高硫原油

p & nbsp & nbsp 全球已探明的油藏中很大一部分是含硫原油，有不少高硫原油经历了生物降解。此外，全球供给的原油含硫量呈逐年上升趋势，高硫原油泄露引发的环境问题也相当突出，微生物修复技术已被成功地应用于漏油事件的处理中。已有研究表明，无论是在有氧还是在厌氧条件下，微生物都可以将一些结构简单的模型有机硫化物（二苯并噻吩等）作为碳源和/或硫源，但对原油中结构复杂的有机硫化物的降解机理的研究仍不够深入。这是因为原油中的大多数有机硫化物不仅分子结构和组成都非常复杂，极性弱且不稳定难以离子化，其降解产物的浓度也非常低，因此很难对有机硫化物的降解机理进行深入的研究。近期，中国科学院广州地球化学研究所研究员廖玉宏课题组通过原油好氧生物降解模拟实验的方法，结合中国石油大学（北京）教授史权课题组研发的加入HCOONH4的方法来增强弱极性的硫化物的电离效率，采用广州地化所最新引进的傅里叶变换离子回旋共振质谱仪（FT-ICR MS，型号为SolariX XR 9.4T），研究了高硫原油的有氧生物降解过程。型号为SolariX XR 9.4T的傅里叶变换离子回旋共振质谱仪能够提供极高的分辨率和灵敏度，比常规的GC-MS都要高几个数量级，因而能很好地分辨出原油中各种浓度悬殊的有机硫化物及其降解产物。 /p p & nbsp & nbsp 模拟实验中使用的含硫原油来自江汉盆地潜江组，所用的降解菌富集培养自内蒙古扎赉特旗露头油砂矿的油浸土壤，培养的时间最长达到了17周，从0周（Z-0）到17周（Z-17）每隔1到数周取出一个油样进行分析。随着降解时间增加，原油中的正构烷烃逐渐减少（图2），最终正构烷烃几乎消耗殆尽，异构烷烃也部分损失，因此这些降解油处于轻微-中度生物降解阶段。与烷烃的减少相对应的是，原油中羧酸的含量随着生物降解的加剧而呈上升趋势。这与研究人员之前对一高蜡原油的好氧生物降解模拟实验结果一致（Pan & amp Liao*等, 2017,& nbsp Energy & amp Fuels）。这是因为烷烃发生末端氧化生成了羧酸。有趣的是，原油中的长链有机硫化物的降解似乎有着与烷烃降解类似的降解机理：随着降解时间增加，正构烷烃迅速减少直至基本被消耗完毕，随后发生降解的主要对象变成了只含有一个五元或六元硫环、与正构烷烃结构具有较高相似性的长链有机硫化物，说明长链有机硫化物在降解过程中也发生末端氧化形成了相应的有机酸类，这可以从原油中的含硫羧酸类化合物的快速增加得到印证。 /p p & nbsp & nbsp 此外，研究人员并没有发现原油中的亚砜和砜类化合物与对照组相比有明显增加，这也从另一侧面证实了长链有机硫化物的降解产物主要为含硫羧酸而不是亚砜和砜类，即降解优先从烷基侧链开始。此外，研究还发现有机硫化物的环数增加可以提高其抗生物降解性能（图3）。这与Oldenburg等（2017）在储层中观察到的含硫原油的降解规律类似。这样的相似性可能表明储层中含硫原油的生物降解是好氧和厌氧微生物共同作用的结果。 /p p & nbsp & nbsp 该项成果得到中科院先导科技专项B和A、国家自然科学基金面上项目以及有机地球化学国家重点实验室自主课题资助。论文近期发表在国际期刊Organic Geochemistry上，论文的第一作者为博士生刘卫民，通讯作者为廖玉宏，共同作者还包括广州地化所助理研究员潘银华、工程师蒋彬、实验员曾清，以及中国石油大学（北京）教授史权和佛罗里达州立大学教授许强。 br/ /p p 论文信息：Liu, W., Liao, Y.*, Pan, Y., Jiang, B., Zeng, Q., Shi, Q. and Hsu, C.S., 2018.& nbsp Use of ESI FT–ICR MS to investigate molecular transformation in simulated aerobic biodegradation of a sulfur-rich crude oil. Organic Geochemistry, Vol.123, pp.17-26. /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/c1f069a2-8da7-4870-adef-700bb0ae57ba.jpg" title=" 1.jpg" / /p p br/ /p p style=" text-align: center " 图1 广州地化所2016年引入的傅里叶变换离子回旋共振质谱仪（FT-ICR MS，型号为SolariX XR 9.4T） /p p br/ /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/cbee4a85-50c8-4a5b-b2cd-c36bebd20f5f.jpg" title=" 2.jpg" / /p p style=" text-align: center " 图2 降解油饱和烃的总离子流图 /p p br/ /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/10c5643b-0356-4533-901b-38e1db1209b5.jpg" title=" 3.jpg" / /p p style=" text-align: center " 图3 含有1、2、3个硫原子的有机硫化物的相对丰度 /p p br/ /p

原油是炼化企业最基础、最核心、最根本的生产资料，在原油加工过程中，原油采购成本占总加工成本的90%以上。在生产过程中，原油评价数据不但可以为一次加工提供依据，而且也是二次加工，如重整、加氢、润滑油生产、渣油加工、焦化、沥青生产和科研的技术工作者提供可靠的分析数据。可见原油评价工作在石油加工和石油研究中处于重要的地位。实沸点蒸馏是原油评价的首道工序。是根据原油中各组分的沸点不同，用加热的方法从原油中分离出各种石油馏分。而实沸点蒸馏仪针对实沸点蒸馏，是原油评价中最重要和最基础的设备，能够根据要求对原油进行窄馏分和宽馏分的切割，得到原油各馏分的效率，然后对宽馏分和窄馏分进一步分析，从而*得到全面的原油评价数据。其中TBP系统（常压蒸馏法）最/高切割温度能够达到400℃，蒸馏柱的效率在全回流时具有14 – 18块理论塔板数。根据需要，在回流比5:1的条件下切割出不同的馏分。剩下常压渣油，其中含有沸点较高的蜡油、渣油等组分。将常压渣油经过加热后，送入PS系统（罐式蒸馏法），是常压渣油在避免裂解的较低温度下进行分馏，PS系统最/高切割温度能够达到常压相当温度565℃，分离出润滑油料、催化料等二次加工原料，剩下减压渣油。 PD400CC原油实沸点蒸馏仪德国Pilodist PD 400系列原油实沸点蒸馏仪可分成两部分：原油蒸馏标准试验仪（PD 100系列）和重烃类混合物蒸馏仪（PD 200系列）。☑ PD 100系列符合ASTM D2892标准方法，切割范围从脱丁烷到400℃，他在全回流状态下具有15块理论塔板，蒸馏柱中装满不锈钢填料，在5:1的回流比下蒸馏。☑ PD 200系列符合ASTM D5236标准方法，切割范围从150℃到565℃，压力从10mmHg到0.1mmHg，蒸馏柱较短，没有填料，只相当于一块理论塔板。仪器特点：① Pilodist原油实沸点蒸馏仪完全符合ASTM D 2892和ASTM D5236标准方法；② 蒸馏过程由计算机控制，基于WINDOWS系统的操作软件操作方便，参数设置灵活，通过计算机输入测试运行参数，控制蒸馏运行，记录测试数据，显示测试曲线，蒸馏过程中操作人员可以随时对各技术参数进行修改设置，具有很强的灵活性；③ 蒸馏速率控制：自动闭环控制，根据样品回收质量速率或体积速率控制蒸馏加热功率，严格符合标准方法要求；④ 馏分切割，自动进行减压馏出温度和常压AET温度的换算，并根据预先设置AET切割温度实现自动馏份切割、收集、质量称量和体积测量；⑤ 数据处理：计算机实时显示测试过程数据，测试结果直接用EXCEL文档显示。试验结束显示和打印wt%、vol%实沸点蒸馏曲线。

近日，由西北油田完井测试管理中心完成的红外成像搭载底部原油装置在顺北4-9H井首次运用，顺北4-9H井是顺北4条带一口重点开发井，由于该井生产原油为密度每立方厘米0.77毫克的轻质油，具有高含硫化氢、易挥发的特征，在试采装车过程中，不同的原油罐车装油口的大小与鹤管装油装置存在一定间隙，轻质原油挥发伴随硫化氢逸散，给现场施工带来一定安全隐患。该装置在实现全密闭打油的同时，人员不上罐观察，就可以通过红外热成像监测到液面的位置，既不影响原油装车，又保证了人员的安全。据悉，配套装置将在5月底在西北油田各完井测试现场全部配置到位。图为：在顺北4-9H井施工现场，施工人员正对红外成像搭载底部原油装车进行巡检图为：施工人员在顺北4-9H井施工现场，正在安装底部原油装车管线。