石油化学工程原理大全11篇

石油化学工程原理篇（1）

[中图分类号] G712 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2013）11-0084-03

中国石油大学（北京）化学工程与工艺专业（化工专业）以石油、天然气、煤炭等化石能源的加工利用为背景进行人才培养，满足国家能源化工发展重大战略对专业人才的需求，是教育部特色专业和综合改革试点专业。经过多年的建设和发展，我校化工专业具有鲜明的石油石化特色，主要体现在以下几个方面：1.石油加工类专业课程的开设，包括“石油加工工程I”、“石油加工工程II”与“有机化工工艺”3门专业限选课，“近代炼油技术”专业选修课，以及40学时的“石油加工工程实验”必修课；2.在国有大型石化企业设立了实习实践基地，以此为依托开展专业认识实习与生产实习；3.绝大多数专业教师有着良好的石油实践背景，不仅讲课案例多与石油有关，而且为学生提供的毕业论文（设计）题目以及大学生课外科研训练题目也多与石油相关；4.学生就业去向主要是石油石化企业以及与此相关的单位。

学生工程实践能力的培养是工科专业人才培养的核心。我校化工专业学生的工程实践能力主要通过实验、实习、设计、科研训练、毕业论文（设计）等环节进行培养，其中在专业实验与实习方面进行了培养模式的探索与尝试，取得了良好的效果。

一、项目导向的研究式专业综合实验模式

实验是培养学生动手操作能力的重要途径。石油加工工程实验是我校化工专业的重要专业实验课程，为了更好地培养学生的工程研究与实践能力，创新了实验教学模式，优化了实验教学内容。石油加工工程实验的开设以项目研究为导向，主要内容包括30学时的油品综合评价实验和10学时的中试演示试验，在培养学生动手操作能力的同时，注重培养学生的科研能力、协作意识与表达交流能力。

油品综合评价实验以原油评价为核心，先通过对原油的实沸点蒸馏切割得到汽油、煤油、柴油、减压馏分和减压渣油等不同馏分油，然后让学生分组完成各个馏分油的性质测试，最后小组内部汇总各位同学的测试数据，撰写综合实验报告，提出原油的可行加工方案，并答辩汇报。[1]通过这一研究式综合实验，使学生掌握了原油蒸馏和馏分油性质测试的基本方法，模拟了石化企业对原油评价的整个研究过程，体会了石油炼制工业过程的内涵，学会了针对原油性质确定合适的加工方案，不仅学习巩固了基本知识和操作技能，同时培养了学生团队协作的精神，并通过最后的答辩环节培养学生的表达交流能力。

中试演示试验依托重质油国家重点实验室强大的科研平台和化学工程学院中试科研基地而开设，主要内容涉及原油的二次加工过程，包括渣油溶剂脱沥青、多功能提升管催化裂化、固定床催化加氢、碳四烷基化以及冷模流态化。学生分组参加中试演示试验，指导教师结合课堂所学理论知识讲解各中试装置的用途、原理、特点、工艺流程以及相应技术的工业应用状况等，并进行现场提问与讨论。通过中试试验的训练，引导学生了解了石油化工工艺发展的最新动态，培养了学生的工程放大意识以及将理论应用于实践的能力，并激发了学生的科研和实践热情。

二、“校内―校外―校内”的三段式实习模式

实习是工科专业工程实践教学的重要环节，是将学生所学的基础理论知识、专业知识和实际应用相结合的实践过程，是深化课堂教学效果的关键途径。我校化工专业的实习环节包括金工实习、认识实习和生产实习三部分。其中认识实习和生产实习分别在大二暑假和大三暑假进行，主要依托校外实习实践基地来开展。但是目前大型石化企业的自动化和技术集成程度越来越高，在企业“安全第一”的要求下，学生几乎失去了动手操作的机会，在企业现场的实习“只能看，不能动”，致使实习效果不佳。

为解决上述问题，提高认识实习和生产实习的教学质量，学校在校内建设了学生可以动手操作的实践基地，包括设备拆装实验室和炼油化工与自动化仿真实践教学基地，并在此基础上提出并实践了“校内―校外―校内”的三段式实习模式。学生首先在校内实习相关的理论知识，然后到校外实习基地（炼油企业）进行现场实习，最后回到校内实践基地进行操作训练。

（一）认识实习

认识实习的主要目的是让学生初步了解炼油企业，对企业、生产车间、生产装置有个初步的印象和概念，简单了解主要的炼油工艺过程、原油及石油产品，掌握加热炉、换热器、蒸馏塔、反应器、泵、风机、压缩机、管道、阀门等常见单元设备的工作原理、结构特点、主要用途等，并为《化工原理》、《化学反应工程》等后续课程的学习奠定良好的基础。

认识实共2周时间，首先在校内花约2天时间学习加热炉、换热器、蒸馏塔、反应器、机泵等常见单元设备的工作原理、结构特点及主要用途。然后到校外实习基地进行一周的现场实习，主要是在炼油厂参观典型化工设备，如泵、风机、换热器、过滤机、精馏塔、反应器等，请企业技术人员讲解设备的操作、维护与保养。另外，简单了解石化企业对原油的加工流程、典型加工过程，如常减压、催化裂化、加氢、重整装置等。通过现场学习，使学生对石化企业单元过程设备以及由其组成的工艺过程有初步的感性认识，为专业课程的学习奠定基础。最后回到校内的设备拆装实验室，结合所学理论知识和现场的参观实习，对照图纸进行设备拆装实习，了解化工设备内部的实际结构及特点，如蒸馏塔的塔盘及装填方式，压缩机活塞、进气阀和排气阀、离心泵的轴承座等的机械密封结构，安全阀和控制阀的执行机构的特点等。通过拆装实习，学生对设备的内部结构及工作原理有了直观和深入的理解。

（二）生产实习

我校化工专业生产实习的主要目的是让学生进一步了解炼油企业的生产过程，熟悉原油特点、实际加工方案及主要加工过程的工艺流程，了解或掌握某一生产车间的原料与产品、工艺流程与原理、产品质量控制指标与控制方法，加深理解主要工艺设备的结构、原理和操作，培养学生的安全与环保意识和工程实践能力，并为《石油加工工程》、《有机化工工艺》和《近代炼油技术》等后续课程的学习奠定基础。

生产实共4周时间，具体实施步骤如图1所示。首先结合炼油企业的具体实习车间，在校内用两三天时间学习原油加工方案与主要工艺过程的原料、产品、工艺流程、操作参数等理论知识。然后到校外实习基地进行两周的现场实习，并采用“集中-分散-考核-集中”的现场学习模式。[2]第一个“集中”是指学生进入企业后，请企业培训人员向学生集中介绍企业概况、车间概况、安全与环保规范及案例等，并到石油化工安全实训基地接受与企业员工类似的安全培训。“分散”指的是将学生分配到具体的车间进行岗位实习，熟悉学习车间的生产原理、工艺流程、原料处理、产品精制及用途、装置特点及作用、工艺操控、事故处理方案等。“考核”是指岗位实习一段时间后，由指导教师逐一对学生的掌握情况进行现场考核。最后一个“集中”是指现场实习结束前一两天，由指导教师分组带领学生对企业进行参观学习，让学生对各车间以及其之间的联系有一个宏观的了解。通过现场实习，培养学生的生产安全与环保意识，了解石化企业的实际生产过程、生产车间与岗位的工作环境与规范要求，熟悉工艺过程与生产原理。最后回到校内的炼油化工与自动化仿真实践教学基地，进一步学习主要炼油工艺过程的原理、流程，特别是产品收率与质量调控方法，并进行操作模拟，了解装置的开停工操作，掌握工艺参数调整对产品收率与质量的影响规律、生产事故的排查与处理方法。通过仿真实践环节，解决了现场实习“能看不能动”的缺陷，培养了学生的工程运行能力。与此同时，学生要完成生产实习报告和仿真培训报告，按照标准绘制现场实习车间与仿真单元的详细工艺流程图。

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图1 生产实习实施步骤示意图

三、校内外实践基地的建设

实践基地是开展工程实践教学的载体，在一定程度上决定了实习质量与效果，因此需要加强实验室与校内外实践基地的建设。[3]为更好地实践三段式实习模式，我校在校内建设了设备拆装实验室和炼油化工与自动化仿真实践教学基地，并在燕山石化、华北石化、石家庄炼油厂等建立了稳定的实习基地，与燕山石化共同建设了部级石油化工安全实训基地。

（一）设备拆装实验室

设备是拆装实验室的主体。为此，从石化企业引入了一批典型设备，如换热器、压缩机、热油泵（单级与多级）、计量泵、螺杆泵、控制阀、安全阀等设备；专业教师提供了不同类型的蒸馏塔盘；设计建造了加热炉、往复泵、轴流泵、蒸馏塔、反应器等有机玻璃动态演示模型。

（二）炼油化工与自动化仿真实践教学基地

在广泛调研的基础上，学校于2010年建成了炼油化工与自动化仿真实践教学基地，包括炼油化工过程的仿真培训系统和催化裂化半实物工艺流程仿真系统两部分。

炼油化工过程的仿真培训系统基于霍尼韦尔先进的ePKS（即Experion过程知识系统）DCS控制系统及Unisim模拟平台。该系统与目前石油石化企业仿真培训系统一致，与企业保持技术零距离。该系统由两部分构成：第一部分包括一套ePKS DCS控制系统；第二部分包括5套Unisim仿真模拟系统和5个标准工艺模型（常减压CDU、连续重整CCR、柴油加氢DHDS、加氢裂化HCU、催化裂化FCCU），其中催化裂化FCCU模型为定制开发，与所建设的半实物工艺流程仿真装置匹配。

催化裂化半实物工艺流程仿真系统按照真实炼油厂催化裂化装置进行8：1比例缩小建设，包括反应再生设备、塔、压缩机、机泵、换热器、空冷器等设备构件，体现提升管反应、两段再生、外取热、原料掺渣油、小回炼、催化裂化产物分离、液化气生产、汽油处理和稳定等过程的特点。装置内不运行实际物料，部分重要输入输出数据与真实DCS相连接，以DCS控制系统为中心，获取操作员仿真培训系统中催化裂化五套标准工艺模型的数据，反应―再生和分馏系统的重要数据在实物装置上显示，重要阀位数据可现场显示和调节双向传送。

（三）石油化工安全实训基地

石油化工安全实训基地是我校与燕山石化按照“优势互补、互利共赢”的原则共同建立的。在基地的规划与建设过程中，充分利用了燕山石化公司的设备、人力、场地、师资条件，并融入学校在安全方面的研究成果，提高了实训基地的技术水平。该实训基地是北京市校外人才培养基地和国家工程实践教育中心的重要组成部分。

安全实训基地位于燕山石化教育培训中心，包括基本安全技能实训室、现场安全操作和安全管理技能实训室、提高型安全实训室三部分。基本安全技能实训室包括个人防护基本技能实训室、抢险救护基本技能实训室、安全监测技能实训室、公用工程现场模拟实训室、危险品标识实训室五部分。现场安全操作和安全管理技能实训室包括电气安全实训室、危险化学品物性测试实训室、现场直接作业环节安全管理技能实训室、应急救援能力实训室、事故模式预测实训室。提高型安全实训室包括人机工程安全实训室、设备危险性预测实训室、综合现场管理实训室。

四、结束语

实践教学是培养工科专业大学生的重要教学环节，伴随我国高等教育对工程教育的重视，近年来各高校纷纷强化工科专业大学生工程实践能力的培养。工程实践教育的实施需要依托有良好的实验室和实践基地，更要有可行的实践教学模式。中国石油大学（北京）化工专业创建了良好的专业实验教学条件与稳定的大型国企实习基地，并拥有中试研究基地、设备拆装实验室、炼油化工与自动化仿真实践教学基地等特色校内实践基地，以及石油化工安全校外实训基地，为学生工程实践能力的培养奠定了良好的基础。另一方面，专业教师多年来致力于工程实践人才培养模式的探索与实践，形成了较为成熟的具有石油特色的工程实践人才培养模式，如项目导向的研究式专业综合实验教学模式、“校内―校外―校内”三段式实习模式。良好的工程实践硬件设施与可行的实践模式相结合，必将培养出具有较强工程实践能力的专业人才。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 李瑞丽， 徐春明. 石油加工工程综合实验的教学与实践 [J]. 实验技术与管理， 2007， 24，（4）： 108-109.

[2] 孟祥海， 孙学文， 周亚松. 提高化学工程与工艺专业生产实习质量的措施 [J]. 中国石油大学学报（社会科学版）， 2010， （S2）： 124-126.

石油化学工程原理篇（2）

中图分类号：TE986 文章编号：1009-2374（2017）08-0212-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.08.104

腐蚀现象一直困扰着石油化工企业，一旦石油化工设备存在腐蚀现象，必然会对它的功能、使用周期造成严重的影响，甚至会引发安全事故。石油化工设备的腐蚀现象是工业发展的难题，要想对其进行解决，必须深究其原因，从根本上进行控制。防腐措施的提出需要相关石油化工企业不断总结经验、研发技术，在保证生产效率的前提下，尽可能地降低石油化工设备的危险系数。

1 石油化工设备防腐的意义

腐蚀的发生是在特定的条件下进行的，它需要一定的介质，会使得设备的形状、大小、性质和功能发生变化，从而影响化工设备的正常运转。腐蚀的本质是一种破坏，尤其发生在石油化工企业。腐蚀的发生不仅影响了化工设备的使用周期，还将阻碍生产活动的正常进行。如果腐蚀发生在管道，将会发生泄漏现象，这一方面造成了资源的浪费；另一方面也会对环境造成污染，严重影响石油化工企业的经济效益。此外，在石油化工产品生产过程中，还会引发一些灾难性事件，严重危害着人们的生命财产安全。根据调查显示，我国石油化工企业出现的最为严重的事故为爆炸事故，由腐蚀引起的爆炸占据着较大的比例。在这种情况下，政府部门和石油化工企业都应该采取积极的措施，掌握石油化工设备腐蚀的原理和规律，逐步优化材料结构，并提出相应的防腐措施，以使石油化工企业长期保持良性发展。

2 石油化工设备常见的腐蚀类型

石油化工设备是石油化工企业的主要生产力，它长期在恶劣环境下作业，很容易受到外界因素的影响。在生产过程中，石油化工设备很容易受到化学溶液的侵蚀，从而影响石油化工设备的功能，不利于石油化工产品的生产。石油化工设备的腐蚀现象并非是单一的，它具有不同的类型和机理。从腐蚀发生的类型来说，它可以分为化学腐蚀和电化学腐蚀，前者主要是与化学物质发生了反应，后者主要是与电解质溶液产生了电荷交换。这两种腐蚀现象具有本质的区别，且有其各自的特点，化学腐蚀不会有电流的产生，而电化学腐蚀则会产生电流。此外，还有另外一种分类方式，是根据其部位的不同进行的分类，将石油化工设备腐蚀分为全面腐蚀和局部腐蚀。顾名思义，全面腐蚀即是整个设备的表面都参与了腐蚀，由于石油化工设备主要由金属组成，当发生了全面腐蚀后，会造成管壁变薄的现象，如果在进行生产的过程中施加压力，可能会发生管道爆破的现象，严重时引发爆炸事故。而对于局部腐蚀来说，仅仅是某一部位与腐蚀介质发生反应，它具有腐蚀速度快的特点，其危害性远远大于全面腐蚀。由于腐蚀的危害较大，防腐措施显得尤为重要。

3 石油化工设备常见的腐蚀原因

3.1 石油化工产品生产过程中的化学反应

在石油化工产品生产过程中，需要根据企业的目标和工艺要求加入一定量的化学试剂，其中具有腐蚀特性的试剂占有很大的比重。与此同时，在生产过程中，生产原料本身也会带有一定的腐蚀性。在石油化工产品加工时，会产生一定的化学反应，并生成一定的中间产物，某些中间产物也含有腐蚀性成分。由于石油化工过程具有特殊性，某些腐蚀性成分会逸散到空气中，这也会造成石油化工设备的腐蚀。与腐蚀性物质发生化学反应，会改变石油化工设备的材料特性，也会进一步影响它的正常运转。此外，当石油化工设备发生电化学腐蚀时，会改变金属的表面特性，从而改变了石油化工设备的某些功能。化学腐蚀和电化学腐蚀是石油化工设备腐蚀中最为常见的两种，它们是由金属与腐蚀性介质发生反应后而产生的，无论是哪一种腐蚀现象，均会对石油化工生产产生消极的影响，因此石油化工企业应该杜绝金属与腐蚀性介质的接触。

3.2 石油化工设备的金属性能存在缺陷

石油化工设备的金属材料不同，其性能也存在差异。不同的金属材料具有不同的抗腐蚀性，这与金属自身的结构息息相关。从金属的微观结构来看，晶粒的直径与抗腐蚀特性成反比。一般来说，铸铁和不锈钢是石油化工设备常用的金属原料，但由于铸铁的晶粒较小，其抗腐蚀性能也优于不锈钢。另外，金属材料的另一特性也与抗腐蚀性密切相关，即是金属材料的粗糙程度，越粗糙的金属材料，其抗腐蚀性也相对越差。现阶段，我国石油化工企业为了降低成本，通常采用晶粒直径较大的金属材料，从而导致抗腐蚀效果不佳。石油化工设备的金属性能如果存在缺陷，将会直接影响石油化工生产过程，也使石油化工设备存在着严重的安全隐患。

3.3 石油化工产品生产中气、液流动速度

石油化学工程原理篇（3）

1石油工程机械设备概述

在石油能源工程当中，其主要内容就是不断对石油钻井、石油完井、石油开采、油厂加工、原油成品油的储存运输等工作进行分析、评价和提出问题，并依据对石油工程各项工作所采集的数据进行合理和科学整理分析，根据分析结果提出并解决问题，提高我国石油生产产品优化率，使整个石油工程达到国际化标准，使中国石油产业奔着更优的方向发展。在整个石油开采、生产加工到应用的过程中，相关石油机械的应用必不可少，要想使整个工作流程达到最佳状态，就要在石油机械的使用过程中严格要求相关机械操作和产品检验，以保障在石油的采集、生产加工及最终产出产品的合格，并投入市场，使工作效率和工作成果得到最优化。石油开采和后期加工涉及纷繁复杂的石油机械，对石油机械设备的养护管理和更新换代的过程要严格按照石油工程工作标准展开相应的工作，使石油机械工作效率提高和原油出产品率提高，达到石油工程中石油机械的应用得到精细化管理和运行，使石油工程各项工作顺利有序进行。

2石油工程中石油机械设备应用现状分析

纵观整个石油工业，在石油开采、原油提炼、产品运输、存储的过程中对与机械的应用管理方式都得到很大的提升。但相比于一些发达国家，我国在石油工程中对于机械的应用和管理方式方法都还需要进一步的提升。

2.1石油工程中对于石油机械的管理制度有待不断健全

自我国改革开放开始，国有化石油企业都在国家的指导下进行了改革创新，该改革使得石油企业的经营和管理方式都得到了巨大的变化。但是面对突如其来的改革创新，许多企业领导人的思想并没有伴随着体制性改革而发生变化，还是依靠原本老化的思想方式对石油企业进行经营和管理，并逐渐使我国石油企业的发展步伐缓慢移步，跟不上社会主义经济生产的能源需求。国有化石油企业在实际的生产当中不能将石油机械得到合理和科学的应用，导致在国家整体快速发展的情况下对于化石能源的需求量不断提高。而化石能源相关企业不能对石油机械的应用和管理做出适宜的改革方案，使得各大石油企业在石油机械管理制度的制定和改革的不足逐渐暴露和体现。

2.2石油机械应用人才队伍建设滞后

由于传统的教育方式和经济观念的影响，一些石油企业的领导队伍的思想转变慢于当代社会的发展速度。在对石油机械的应用进程中，不能够合理规范地对石油机械进行操作，导致许多石油机械的使用寿命远低于设备设计者的理论使用寿命，石油机械操作者对石油机械的不当操作，不仅加快了石油机械的磨损，而且也降低了石油提炼中一些产品的产量。因石油企业领导团队的落后思想，导致在石油生产过程中忽视了对石油机械管理和应用技术人员的建设，对专业技术人员的招聘培养力度不够可直接影响在石油原油开采、产品加工过程中对有关机械的合理科学操作，无法促进石油产品生产效率的提升。因技术性人员的培养不是一蹴而就的事情，而是需要时间的积累，由质变达到量变的过程。由于对技术性人员的培养需要大量的人力、物力和财力的支撑，而且耗时长，导致对技术性人员的建设和培养力度低下，而且技术性人员相比企业高层管理人员的工资差距较大，导致大量的人才流失，以至于对石油产量的提升造成不利的现象。

2.3石油企业对于石油机械管理水平有待提高

石油工程建设过程中对石油机械应用技术性人员的建设缺乏。在石油机械的实际应用过程中，由于石油机械的实际操作者并不具备科学规范的操作技术，使得石油机械设备在使用的过程中造成不必要的损耗。石油机械的完好程度难以保持在优秀水平，使得石油机械的实际使用次数并不高，而且由于中国传统思想的影响，各企业的机械设备属于各企业的私有财产，并不能在企业之间流通，以至于出现机械设备闲置。当下的石油企业的管理模式使得我国石油机械利用率低下，设备分配不合理，而且我国对石油机械的制造效率也并不高。这些因素不仅导致了我国石油产量得不到提升，石油企业的财政消耗间巨大，盈利低，而且还对国内石油价格造成了一定的影响。

3石油机械在石油工程中的应有要求与应用策略

目前石油机械在石油工程的实际应用还尚不够完善且得不到合理化应用，并且石油机械在实际石油工程的管理措施和要求并不完善。因此对石油工程中石油机械的使用制定和提出相关的要求与应用策略对石油产量的提高进行推动。

3.1石油机械在石油工程中应用的要求

石油机械的有效使用对提高石油提炼率和石油产量有直接的影响。伴随着国家发展对能源的需求量不断加大，石油机械在实际石油工程中的应用对石油产量的影响已经逐渐凸显出来，而石油机械的管理也进入了无微不至的时代。对石油机械的精细化管理和依据所制定的管理方案对石油机械的实际操作进行恰当的规范，可以提高石油工程的产品产量，减少石油生产过程中不必要的损耗。在石油机械实际操作的过程中，对操作者的操作体验和操作感受进行统计和对使用机械所产出的石油产品进行科学的分析和测评，以便于依据石油机械操作者的感受和实际分析数据对石油机械进行合理的改进和创新，使石油机械得到合理的维修和养护，提高其服役时间和使用寿命。

3.2石油机械在石油工程中的应用策略

3.2.1管理工作的问题和处理办法

使用石油机械装备不能只保证其正常的工作运行，还要对其加以适当的维修和养护，以保证石油机械设备在之后依旧可以正常运转。这就要求石油机械的实际操作者具备一定的石油机械操作和维修技术，并能够及时发现机械设备出现的问题和对问题加以解决的能力。专业技术人员对石油机械设备进行科学规范化的操作，不仅可以延长石油机械设备的使用寿命进行延长、提高石油产品的质量、降低石油设备后期维修养护消耗、降低石油价格，还可以对石油设备操作者的安全操作提供保障。若石油机械的操作者和相关技术性人员不能及时发现石油机械存在的安全问题或者对石油机械设备维修和养护工作不到位，就一定存在安全隐患和增加对后期的机械设备维修养护工作的资金投入，还会对石油产品的质量造成一定的影响。因此在石油机械的使用过程中要使用具备机械操作技术的技术人员进行机械设备的操作，以避免因操作不当对机械使用安全造成影响和对石油产品质量的影响。在石油机械使用前和使用后应及时对机械设备进行检查，及时发现并解决石油机械出现的问题，使石油设备使用达到最大程度的应用。

3.2.2保养与使用脱节的处理办法

如果对石油机械设备的维护不进行预防以及对设备出现问题后及时地对设备进行维修，就会导致石油生产周期延长，使原本计划目标无法达成，甚至因石油生产周期增长导致供不应求的现象，以至于石油价格上涨，构成短期性的“油荒”。或者因维修工作的模式和未随技术的进步而发生改变，对石油机械设备后期使用造成不可挽救的影响。例如：在石油机械的使用中，因长期的机械设备维护不到位，造成石油机械在实际工作时出现问题，对工人安全造成很大的影响，而且还对企业的正常工作流程和工作进度造成影响。因此对石油机械维修和养护做出具体的规范细则使工作人员按照工作细则定期对石油机械设备进行检查和维护，并按照详尽的规章制度对石油机械操作人员的操作方式进行科学化的规范，以提高石油工程整体的工作效率，降低相关安全事故的发生。

3.2.3员工自身原因导致的问题和处理办法

对石油机械设备进行检查维修和养护的过程中不仅要对石油机械设备进行检查，还要对石油机械设备周边环境做出一定的勘察，并对环境作出一定的分析。依据对环境和对石油机械设备所产生的问题进行合理的联系，思考环境因素与该次石油机械设备所出现的问题是否有一定的联系，避免同样问题反复出现，影响石油工程进度。如果石油机械设备所处的环境的确对石油机械设备的损耗有一定的影响，那么就要对问题进行合理并科学的分析，若环境因素可以改变，那么就对环境做出符合石油机械设备运行的环境，若环境因素不可改变，那就依据合理科学的方法进行问题修复方案规划，并挑选出比较符合实际的机械设备维修方案对石油机械进行维修。如果维修工作人员因粗心，导致石油机械设备的问题连续不断地出现，那就会使机械设备的使用寿命缩短，并且对石油工程造成一定影响，使石油产量不能达到如期预估值。因此，对石油工程中员工的工作做出工作规范准则和奖惩制度，并成立工程施工监察小组对工程施工人员的日常工作施工进行监察，使整个石油工程项目的工程质量和工程进展得到提升。

3.2.4对资源进行优化配置

为加快石油工程进度和将石油质量提升，在对老型石油机械设备进行维修和养护的同时考虑老设备对现代化的新型石油机械设备与石油工程进度的影响和对石油质量的影响，决定石油机械设备是否需要对石油机械设备进行更迭，以促进石油工程的整体进展和使我国石油生产再上一个新的台阶。在对我国石油机械设备进行更迭的同时也要考虑国内石油机械和国外石油机械的性价比，进行合理的选择，在节约资金消耗、提高石油工程施工进度和提升石油产品质量的前提下进行合理的取舍，以降低石油生产耗能。

4结束语

为加快石油工程的施工进程，提高石油产品质量，促进我国能源市场经济稳步可持续发展，推动石油机械在石油工程中合理、科学的应用，我国应加大对石油机械操作、维修、养护等技术性人员的培养力度和对石油机械制造工厂的建设，并提高石油工程中机械修护队伍的专业化技术水平，提高石油机械在石油工程中的应用率。

参考文献

[1]张洪涛.浅析石油机械加工与制造行业特点及其质量控制措施[J].中国石油和化工标准质量，2019（14）：242.

石油化学工程原理篇（4）

中图分类号：X703 文献标识码：A

石油化工工业是一个"三废"排放量大、容易产生污染、危害环境的工业产业。石油化工生产的特点决定了其污染的普遍性和复杂性，因此，在加快发展石油化工工业的过程中，必须高度重视污染防治工作，这对石油化工工业可持续发展具有十分重要的意义。

1石油化工废水的特点

1. 1废水处理难度大

石油化工废水中的主要污染物，一般可概括为烃类、烃类化合物及可溶性有机和无机组分。其中可溶性无机组分主要是硫化氢、氨化合物及微量重金属；可溶解的有机组分，大多数能被生物降解，也有少部分难以被生物降解或不能被生物降解，如原油、汽油、丙烯等。

随着油田开采期的延长，尤其是油田开发的中后期，原油含水虽越来越高，但无水开采期则越来越短，目前我国大部分油田原油综合含水率己达80%，有的甚至达到90%，每年采油废水的产生量约为4 .1亿t，成为主要的含油污水源。含油污水中的石油类主要由浮油、分散油、乳化油、胶体济解物质和悬浮固体等组成。含油废水中的浮油是以一个连续相的形式浮于水而，这类污染物一般可通过机械或物理的方法去除。油品在水中的溶解度非常低，通常只有儿个毫克每升。去除水中的溶解油需要根据其化学性质决定其处理方法。

1 .2废水排放量大

石油化工生产工艺过程较为复杂，产生的废水量变化范围大.如石油炼制，随其加工深度不同，l k吨原油在生产过程中废水的排放量变化很大，在0.69-3.99 m3之间，平均值为2.86 in'；生产侮吨石油化工产品的废水排放量为35.81-168.86 m3，平均值为117 m3生产每吨石油化纤产品的废水排放量为106.87 -230.67 m3，平均值为161.8 m3生产侮吨化肥的废水排放量为2.72-12.2 m3，平均值为4.25 m3：生产每吨合成橡胶的废水排放量平均值为3.31 m3.当生产不正常或开停工、检修期间，废水排放量变化更大。

1.3废水中污染物组分复杂

石油炼制、石油化工、石油化纤、化肥及合成橡胶生产过程中产生的废水，除含有油、硫、酚、知脐），COD，氨氮、SS酸、碱、盐等外，还含有各种有机物及有机化学产品，如醉、醚、酮、醛、烃类、有机酸、油剂、高分子聚合物（聚酷、纤维、塑料、橡胶）和无机物等。当生产不正常或开停工及检修刻间，排放的废水中的污染物含量变化范围更大，往往造成冲击性负荷。

2石油化工废水的治理原则

2.1控制工艺过程尽量少产生水污染

增强生产工艺过程的环境保护意识，不断改进技术及设备，选用无污染或少污染的生产工艺、设备及原材料，极大限度地降低排污量及废水排放量。

2.1.1控制生产过程

石油加工过程采用千式减压蒸馏代替湿式减压蒸馏，用重沸器代替蒸汽汽提。产品粘制采用催化加氢工艺代替酸碱洗涤。

2.1.2选用适当的生产方法

在石油化工生产过程中，用低碱醉解法代替高碱醇解法生产聚丙烯醇，采用裂解法工艺代替脱氢法工艺生产烷4苯。在石油化纤生产过程中，采用直接酷化法代替酷变换法生产聚酷熔体和切片，采用干法纺丝代替湿法纺丝生产丙烯睛.

2.2节约用水，提高水的重复利用率，降低排水量

根据炼油、化工、化纤、化肥生产过程对水温、水质的要求不同，采取一水多级串联使用、循环使用、废水处理后再回收利用等方法，减少生产过程的废水排放量。

2.2.1一水多用

将锅炉使用的一次性水，先用于工艺过程的冷凝、冷却，升温后送化学水处理进行脱盐，再送到除氧器脱氧供给锅炉使用。将丁二烯精馏塔、脱水塔冷却水串级使用之后送循环水厂做补充水用。

2.2.2循环使用

对工艺过程的冷凝、冷却应泞先选择空冷或增湿空冷代替水冷。对必须用水冷却的工艺，则采用循环水进行冷却。改进水质，加强水质稳定处理，提高循环水的浓缩倍数，从而降低循环水的补充用水量，减少循环水的排污量。

2.2.3废水回用

开源节流，利用中水系统进行废水回用。如将炼油工艺过程中产生的含硫含氨冷凝水，经汽提脱H2S氨、氰后的净化水回用作为电脱盐的注水。将冷焦水、切焦水经隔油、沉淀、过滤后闭路循环使用。将洗槽废水经隔油、浮选、过滤后"自身"循环使用。将二级废水处理后的排放水，作为废水处理滤池的反冲洗用水及瓦斯罐、火炬水封罐的补充水。

2.3加强分级控制，搞好污染源的局部预处理和综合回收利用

石油化工工艺过程产生的废水中所含的污染物.大多数为生产过程流失的物料及有用的物质。因此，治理废水要从加强污染源控制，实行废水局部预处理及综合回收利用人手，回收废水中有用的物料，降低消耗，变有害为有利。这是消除废水中污染物、减轻对环境污染的有效办法。

3石油化工废水处理的技术和方法

3.1吸附

吸附法就是利用吸附剂的多孔，比表而积大而且表而疏水亲油的特性，使油经过物理或化学作用吸附在表面或空隙内，从而达到除油的目的。一般吸附剂以煤灰、矿渣、果壳、锯末、粘土等为原料，经过炭化、活化或有机改性来扩大空隙，增加比表面积和提高表面亲油性。一般吸附剂分成粉末状和颗粒状两种类型，粉末状直接投加到水中，而颗粒状则以吸附柱的形式应用。

3.2膜技术

近几十年来，膜分离技术发展迅速。在国外，膜技术己广泛应用于含油污水中乳化油、溶解油的去除和脱盐的研究与工业化试验。微滤（MF）S f 1]超滤（Fu）技术处理含油污水的特点是：不加药剂，是一种纯物理分离，不产生污泥，对原水油份浓度的变化适应性强，需要压力循环污水，进水需严格与处理，膜需定期杀菌清洗。简单的除油机理是乳化油基于油滴尺寸大于膜孔径被膜阻止，溶解油则是基于膜和溶质的分子问的相互作用，膜的亲水性越强，阻止游离油透过的能力越强，水通量越高。含油污水中油的存在状态是选择膜的首要依据，若水体中的油是因有表面活性剂的存在，使油滴乳化成稳定的乳化油和溶解油，油珠之间难以相互粘结，则须采用亲水或亲油的超滤膜分离，为此超滤膜孔经远

3.3高级氧化技术

水处理的高级氧化技术是近20年兴起的新技术。它通过化学或物理化学的方法将污水中的有机污染物直接氧化成无机物，或转化为低毒的易生物降解的有机物，在制药、精细化工、印染等有机废水处理中有广泛应用研究，主要有化学氧化、湿式氧化、光氧化、催化氧化合生物氧化等技术。

结语

由于炼油、化工、化纤和化肥等厂的生产性质不同，产品品种差别很大，生产过程中产生的废水种类又较多，水质差异很大，因此，排水系统应主要根据废水的水质特征和处理方法来确定。只有科学合理地划分系统，才有利于清污分流、分级控制及分别进行局部预处理和集中处理，确保废水达标排放。

参考文献

石油化学工程原理篇（5）

中图分类号：P618.13 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）02（c）-0015-01

就目前来看，石油化工生产方式的特点，主要包括高度自动化、连续化以及密闭化。石油化工生产过程中，每一个生产环节中的产品都具有易燃易爆性，一旦发生燃烧、保障，将会造成严重的安全生产事故。石油化工生产中，在生产有机烯烃、烷烃、聚烯烃等一系列大分子有机物的时候，一般都需要深度冷冻、高压以及高温等相应的化学反应条件，例如：在生产高压聚乙烯的时候，需要在2.95×10 Pa（3000 kg/cm）高压环境与800～900 ℃高温环境下才能够有效的开展生产；这些因素在很大程度上增加了石油化工生产中安全事故发生的概率。

1 石油化工生产发生火灾保障事故的分析

随着我国石油化工生产技术的不断改进与发展，石油化工生产效率与质量得到了有效的提升，一些危险系数较大的石油化工产品都被禁止生产，这在很大程度上减少了特大安全事故的发生。但是，石油化工生产规模正在逐渐拓展，石油化工生产中大型高温高压设备的数量也在逐渐增加，无疑给石油化工生产带来了较大的安全风险，引发更加严重的安全事故。

石油化工产业作为我国经济发展过程中的支柱产业，对于国民经济的快速发展有着十分重要的作用，控制石油化工生产中出现相关的安全事故，是我国必须充分重视与解决的重要问题。2010年，我国发生了7・16特大型石油爆炸事故，事故中大量的原油发生泄露，并且引发重大的火灾；同样是在2010年，我国北京市大兴区一家石油化工公司中的轻烃罐车在对轻烃进行卸载的时候，突然发生爆炸，引起重大的火灾事故；这些石油化工安全生产事故，提醒我们石油化工生产过程中存在巨大的安全风险，应当充分重视石油化工防火技术的应用，采取合理的措施。

2 石油化工防火技术措施分析

2.1 重视原料混合的比例配置

催化剂在化学反应中起着非常重要的作用，对于新物质的产生、化学反应速度的控制以及化学反应进程的推进发挥着较大的作用；对于催化剂配比出现误差状况，特别是催化剂使用过量之后可能导致的安全事故，应当重点对其进行控制处理。石油化工生产过程中，对于氧化剂、易燃物质以及可燃物质之间进行化学生产的时候，应当对催化剂的分量进行严格的控制，将催化剂的使用量控制在燃烧、爆炸的极限范围内，或者在生产过程中加入氮气、水蒸气等一系列惰性气体，在石油化工生产中起到一定的稀释作用，以此来降低石油化工生产中发生安全事故的几率。

2.2 合理控制投料数量

石油化工生产中，应当对投料的数量进行严格的控制，不然会引发剧烈的化学反应，严重浪费生产原料，甚至导致安全事故的发生。石油化工生产中，若是放热化学反应，投料数量过多会造成温度升高，当冷却不足的时候，会对化学反应造成一定的影响。一次性投料生产中，若是投料的数量过多，那么物料的温度在升高之后会出现体积膨胀状况，还可能导致生产容器、设备发生爆裂。所以，应当按照石油化工生产设备的80%对易燃液体、液化气体进行装料，对投料数量进行合理的控制。

2.3 保证物料投料顺序的合理性

石油化工生产过程中，必须按照相关规定中的投料顺序对物料进行投料操作，例如：氯化氢合成中，应当先对氢进行投料，然后对氯进行投料；三氯化磷生产中，应当先对磷进行投料，然后对氯进行投料。

2.4 合理控制温度

石油化工生产中，化学反应物必须在一定的温度下才能够有效的生成，温度过低或者温度过高，都会影响化学反应，而且温度过高可能会引起火灾，甚至爆炸。石油化工生产过程中，温度迅速降低或者迅速升高，都会造成生产设备、设施的损坏，还可能会引起剧烈的化学反应，导致安全事故的发生。因此，石油化工生产中要对温度进行合理的控制，按照相关规定的流程开展生产活动，这样就能够有效的防止安全事故的发生。

2.5 合理控制化学反应过程中产生的压力

石油化工生产过程中使用的设备与反应器都有其自身承受压力的极限值，一旦压力值过大，可能导致反应器与设备的损坏，甚至出现爆炸事故。因此，石油化工生产中，要避免高压系统中的压力进入低压系统中，定期对石油化工生产设备、反应器等一系列设施进行耐压检验，并且在生产设备设施上安装压力机、安全阀等安全装置。

2.6 严格按照操作规程进行生产

石油化工生产中，生产人员应当了解与掌握生产工艺流程，熟悉生产原料具有的特性以及生产设备的特点，在出现突发状况的时候，能够采取合理的措施进行处理，严格按照石油化工操作规程进行生产；同时，石油化工生产人员还保证存储容器、生产设备以及输送管线等一系列设施的密闭性，避免反应物与原料出现泄露状况，防止安全事故的发生。

3 结语

石油化工企业应当充分重视防火技术措施，根据石油化工生产实际状况，制定合理的预防策略；石油化工生产人员应当具备良好的安全意识，熟悉操作方式与流程，严格按照相关规定进行生产操作；只有这样才能够有效的避免安全事故的发生，促进石油化工的生产。

参考文献

[1] 汪珂吉.石油化工防火技术的现状及应对措施研究[J].江西化工，2013（1）.

石油化学工程原理篇（6）

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）07（a）-0160-01

石油工程概论课程是对东北石油大学勘查资源工程、地球化学、经济管理等非石油工程专业学生设置的一门拓宽学生专业知识和专业技能的特色课程，教学内容包括油藏渗流物理基础、钻井工程基础、油田开发设计基础与分析方法、采油工艺原理、提高石油采收率等，以基础理论、基本知识、基本技能为重点[1]，旨在培养复合型人才。但课程涉及学科领域多，内容专业性强，有些概念抽象，加之学生知识储备有较大差异，因此教学难度大，甚至在教学中产生了脱节情况。针对课程设置的内容，既要拓宽学生的专业知识又要保证学生的学习兴趣，就要结合学校现有教学资源，通过教学改革，以激发学生学习兴趣增强理解力提高教学效果[2～3]。

1 目前石油工程概论课程教学中存在的问题

（1）学习主动积极性差异。近几年来，我校加快了各专业教学进程，大部分学生在学习中，主要是集中精力学习基础课程，有些学生在大学阶段较多接触到了跟石油工程领域相关的知识，而有些学生连基本的石油工程专业知识都不了解，所以学生的主动积极性表现出较大差异。在石油工程概论课程教学中，无视这种差异，对学生采用“一刀切”的授课方法，这会出现学习好的而对专业感兴趣的学生想了解更多，学习能力差或对专业知识不感兴趣的学生跟不上而失去兴趣。这是非石油工程专业石油工程概论课程教学必须面对的一个问题。

（2）理论教学与实践教学相脱节。石油工程概论课程是一门理论与实践相结合较强的课程，要求在理论学习中及时应用和实践。很多学生存在这样的情况，上课听老师讲授的内容都能听懂，但是当自己去应用或解释问题时就无所适从，即课堂授课理解和自己实践应用出现脱节。当要求学生用理解的语言解释或描述说明一些石油工程方面的问题、机理时，学生就脑袋空白了。

（3）学时少与授课内容多的矛盾。由于各种原因，出现了教学内容多与学时少造成了不相匹配的情况，如果面面俱到，教师们感觉课程内容讲得不够深入或部分内容讲不完，很多授课内容很难完整地讲授出来，如果教师讲课内容多，学生又觉得老师讲得太快、无法消化吸收。

（4）概念抽象、原理复杂。石油工程概论课程涉及到地质工程、油层物理、渗流力学、油气田开发工程、油田矿场机械及计算机软件等，所涵学科领域多，专业知识理论也多，需要的理解的概念更多，而且像注水方式、油气渗流、完井方法等等这些概念比较抽象，钻井、采油、提高采收率等这些原理也比较复杂，面对这些知识的时候，学生很难理解和接受，有的情况下，即使教师有意讲解，但也不能面面俱到，因此，有的学生认为这些知识感觉像“无字天书”。这样的话，教学效果是可想而知的。

2 石油工程概论课程教学改革探索及效果

2.1 合理优化教学内容

课程的设立为学生今后从事本专业工作时具有良好的石油工程方面的基础知识和基本能力起到了技术支持的作用。在教学中就要结合实际的教学对象专业特点，优化教学内容，完成专业知识的衔接，如地球化学专业的学生在教学环节中对石油钻井工程基础理论、油田开发、采油工艺、动态分析理论进行重点讲授，使之与地球化学专业的地质知识理论相衔接，形成“在哪找油、如何找油、如何采油、如何调整、如何提高采收率”连贯思路，这有助于学生在实际工作中的能力的培养。

2.2 改革教学方法及效果

（1）模块一“理论教学”。根据学生的实际状况，我们在理论教学中优化教学内容，教学采用的是循序渐进的引导式讲授、师生互动的授课模式。这个模块结束后，使学生学习主动积极性增强。

（2）模块二“专题研讨教学”。针对重点部分，要求学生课前通过各种渠道进行重点专题的搜集调研，加之学生自己的分析理解，在课堂中，由教师组织所有学生进行专题研讨，激发学生的兴趣，使理论教学与实践教学相结合。在这个模块结束后，大部分学生回馈反映在专题研讨中学到了很多知识，还了解了些许科研思路和方向，大大加深了学生对课程理论知识的理解。

（3）模块三“参观和操作室内实验室，参观露天设备实物教学”。如果单纯采用板书、多媒体课件的形式在教室完成石油工程概论课程所有理论知识的讲授，学生觉得陌生，抽象很难理解，甚至乏味。通过教学相关单位的协调，安排参观时间，针对授课学生特点组织安排学生参观和操作内容。比如：如何把埋藏在油层中的油采到地面，如果让学生进实验室和参观露天采油设备，亲身体会能看得见、摸得到的实物模型、流程模拟设备、钻井采油工具设备、现场施工图，了解它们的结构特点，工作的原理，这就能大大激发学生的学习兴趣，大大提高教学效果。经过实践和口头、书面调研反馈，所有学生，无一例外一致表示通过参观和操作实验室设备、原理，学到了很多知识，感性认识很快上升到理性认识，大大加深了理解。

2.3 改革考试方法

石油工程概论课程教学的任务是向学生传授石油工程方面基础知识，加强和扩宽学生的专业技能，使得学生掌握石油工程的基本知识和工作原理的同时，学会使用和应用石油工程的思维能力和实践能力，这不仅体现在日常的教学过程中，还应当体现在考试方式上。考试既要检阅学生的理论水平也要检验学生的实践能力，所以考试由两部分组成：笔试和平时测试。两者都及格这才视为考试合格。而且我们改变了一下考试的时间，在平时上课我们随机进行阶段性测试，如描述钻井工艺流程、绘制采收率与井网密度关系曲线等，这样可以培养学生良好的学习习惯，并不是到期末集中突击，这有利于学生扎实地掌握知识。

3 结论

通过上述措施实施，有效地解决了非石油工程专业概论教学中学生学习主动积极性差异，理论教学与实践教学相脱节、学时少与授课内容多的矛盾、部分概念抽象、原理复杂、教学脱节等问题。相信在以后教学中，教师会更加自信，通过教学带科研，科研促教学，不断地创新教学方法和教学模式，来培养出更多更好的能适应新时代需要的复合型人才。

参考文献

石油化学工程原理篇（7）

虽然我国的石油产业处于世界前列，但是石油工程的项目管理水平还不如一些发达国家。石油企业的项目管理工作还存在着诸多问题。项目管理的意识不够、落后的管理方式和不完善的管理制度都是存在于项目管理当中的问题，这些问题不能得到及时的解决，会严重制约我国石油产业的发展。

(1)缺乏项目管理意识

我国主要的石油企业仅有中石油、中石化和中国海洋石油公司，这三家石油企业在我国的石油行业当中处于垄断的地位，这就导致了石油企业管理者和员工缺乏竞争意识和忧患意识，往往自我感觉良好，对于项目管理工作不重视，只是一味的抓生产，提高石油产量。石油企业的各单位部门没有处理好各自的行政关系，造成管理松散，导致员工思想松懈，观念落后，缺乏工作的热情，对石油企业员工工作积极性产生了不好的影响。

(2)管理方式落后

当前我国的石油企业，在项目管理上采用的方式往往都是原有的经验，没有结合当代石油工业发展需要而进行改革创新。现有的技术跟不上时展的需要，石油工业正处在快速发展的关键阶段，落后的管理方式会成为石油行业发展的制约。现如今是信息科技时代，如果缺乏先进的科学技术和管理理念，石油工程的项目管理工作将会越来越艰难，由于石油工业在管理中存在的问题，其产生的负面影响会逐渐增大，甚至会影响到生产质量，导致其在世界石油行业中缺乏竞争力。

(3)项目管理制度不完善

不完善的项目管理制度，是造成石油企业项目管理意识不足和管理方式落后的主要原因。由于没有一个完善的石油工程项目管理制度进行规范，造成企业管理者对于项目管理不重视，员工也缺乏项目管理的意识，使石油工程项目管理松散，起不到管理的作用。项目管理成了形式，使石油企业的管理工作没有效果，严重影响到石油企业未来的发展。

2提升石油工程项目管理的措施

正是由于石油企业在项目管理当中还存在缺乏项目管理意识、管理方式落后和项目管理制度不完善等诸多问题，只有合理有效的解决这些管理问题，才能将石油工程的项目管理工作真正的落实好。

(1)强化项目管理意识

树立项目管理意识，将项目管理写到石油企业的企业文化当中去，让每个员工都将项目管理工作重视起来。贯彻落实好石油工程的项目管理工作，首先，明确石油工程每个项目的工作目标，以目标为核心，围绕其展开生产工作，使项目工作进展更加高效。然后，将项目管理系统化，借鉴当前世界上的石油工程的先进项目管理理念，与之接轨，让项目管理和工程生产相配合，使石油工程生产更加高效。最后，将项目管理作为石油工程管理的重点工作，纳入到日常的管理当中来，真正将项目管理融入到石油企业生产当中，使石油企业更好更快地发展。

(2)采用科学的管理方式

应用科学合理的管理方式来取代原有落后的管理方式，会让石油企业的项目管理水平得到“质”的提升。将科技创新融入到项目管理的实际工作中，改进项目管理模式，将石油工程的项目管理水平提升到一个新的高度。对石油工程项目管理进行了大幅度的改革创新，最大限度的优化资源利用，走科学管理之路。用最科学的方式对石油工程进行管理，从而促进石油工程项目的高效运行。

(3)建立健全项目管理制度

由于石油企业在石油工程管理中的项目管理制度不完善，导致项目管理工作落实的不到位。建立健全项目管理制度，在加大对石油工程管理力度的同时，还要建立明确的责任制度，将责任落实在每一个员工身上，增强每个员工的责任心。由于石油工程是一个复杂而庞大的工程，对每一项的工作都要做到面面俱到，这就需要各级部门、各级单位之间以及员工都要明确石油工程每一项的工作，能够很好地加以把握和控制，使整个石油工程安全有序的进行下去。

石油化学工程原理篇（8）

（一）教材的选择

关于石油加工的特色高职教材较少，而且实践性教学内容篇幅较少，不能满足高职教学中对实践教学课时的要求。本课程选择陈长生主编的全国高职高专教育“十一五”规划教材《石油加工生产技术》教材。课程组教师为了更好地进行实践教学，随着石油化工生产技术专业提升专业服务能力建设正在编写石油化工实训指导书。理论教学与各种实习及综合训练环节相结合，完成培养石油化工操作工的基本训练，为毕业后从事石油化工操作与技术工作打下基础。

（二）教学内容的精选

所选教材主要内容包括：石油及其产品的组成和性质、石油产品的使用性能和规格指标、原油评价方法及加工方案确定、原油加工典型工艺和主要生产操作技术以及介绍国内外石油化学加工技术状况及发展动向。在石油化工行业就业岗位群中该课程主要对应工艺操作岗位、工艺控制岗位、管理调度岗位等。讲授各岗位所应掌握的职业技能和应遵守的岗位职责，对学生职业能力的培养和职业素养养成起着主要支撑作用。

因此 ，我们在课程教学中坚持理论知识与实验实践操作同等的原则 ，在实践教学中补充了与炼厂实际生产相关的实践知识。一方面 ，我们把石油炼制技术分为石油及其石油产品的组成与性质、原油加工方法的确定、石油加工方法三个部分。在教学中注重介绍与实际工程相关的方法、过程、装备和系统 ，以及介绍实际生产中存在问题的解决方法 ，为学生提供一个从基础理论到工程实际应用的阶梯。另一方面，我们将基本理论与实践操作相结合 ，对每个部分设计了实践操作，提高学生动手能力，促使学生运用基本理论分析和解决工程问题。例如 ，在催化裂化部分 ，设计了催化裂化装置的开停车实践操作，培养学生的操作技能，并在实践操作中分析问题、解决问题。

二、教学方法的讨论

随着石化行业的不断发展对技能型人才的多样性要求，使职业院校现行的课堂教学模式面临严重的挑战。主要有两个方面，一是学生生源素质较差，表现为：学生知识基础差，厌学、不自信、没有良好的学习习惯；二是职业院校教模式、教学方法陈旧，缺乏职教特色，导致学生的学习能力、心理素质与教学之间存在一定的差距，教学质量不高。

（一）教学资源库的运用

在传统的教学中主要通过图片和讲解来完成对设备、生产的认识，因此出现了教师难讲、学生难学，导致学生感觉课程枯燥，学习兴致不高。为此课程组教师们通过《石油炼制技术》院级精品课的建设，搜集了大量的视频、动漫、图片、录像等教学资料，通过多媒体的展示将工厂一些实例和生产设备运行搬到课堂，大大提高了学生的学习兴趣。例如：介绍车用汽油的性能要求时首先通过动漫展示汽油发动机的工作过程，使学生对发动机工作时汽油的运行情况有所了解，从而掌握汽油的性能要求。增强了学生感性认识以及对抽象事物的了解，提高了课堂效率。

（二）任务驱动式教学方式

“任务驱动”就是在学习过程中，以学生为中心，在任务问题动机的驱动下，引导学生学习的实践教学法。它有为目标性和教学情境而创建的“任务”，使学生根据真实的任务独立思考、积极探索、讨论并逐步通过操作、演练充  本文由wWW. DyLw.NeT提供，第一 论 文 网专业写作教育教学论文和毕业论文以及服务，欢迎光临DyLW.neT分发挥学生在学习中的主导作用，使他们主动地获取知识和发展智能。例如：教师介绍粘度概念，提出“测定90号汽油的粘度”，由学生分组讨论，查找测定方案，再由教师指导确定测定方案后按组实施测定，最后通过报告方式完成任务。

（三）“教、学、做”一体化的教学方式

“教、学、做”一体化教学法适合本课程学生理论与实践一体的学习特点。传统教学模式通常是“三步曲”，即：老师提出概念——解释概念——举例说明，学生听、练习、作业。而教学做一体化教学法则采用“四重奏”，即：提出任务——分析任务——完成任务——总结评价。在“石油炼制技术”课程授课中，授课教师将授课内容变为任务，下达给学生，学生通过小组共同查阅资料、整理资料、自学讨论、完成任务、汇报任务、互评交流等方式在完成任务中学习知识，培养能力。

教师首先将一个班级学生进行角色定位，然后分成由6～8人组成的小组，所下达的任务要求每小组共同完成。学生在查阅资料、研究讨论、方案汇报等过程中不仅学习了知识，还锻炼了学生发现问题、分析问题、解决问题等能力，并使学生的综合素质得到了提高。

实践教学与课堂理论教学相结合，实验内容与课堂教学进度的配合使实践丰富了理论，增加了学生对实际问题的认识。除了教学实验装置为基础外，课题组教师还应积极开展不同种类石油产品的实验教学研究，进一步完善石油炼制技术课程的教学内容体系。教学过程当中坚持预习、提问、实验、报告等环节的工作，以提高实践课程的质量。

三、考核方式与成绩评定的调整

传统的课程成绩考核方式是以期末书面考试为主（占据了总分的60%），强调了对书本知识的记忆和理解 ，很难全面考查学生的综合素质。炼油企业往往要求从业人员拥有较强的操作技能以及分析解决问题等综合能力。因此，本课程采用了多种考核方式相结合的形式，扩展了培养学生综合素质的有效途径。期末考试分=平时成绩+实践成绩+材料整理及书写报告成绩+课堂讨论成绩+期末考试成绩，每项各占20%。平时成绩主要考察学生的出勤率、上课态度、作业完成情况；实践成绩主要考核学生实验操作规范程度及 完成情况；材料整理及书写报告成绩则考核文献查阅、报告书写规范情况，注重考察学生的分析、总结和写作能力；课堂讨论成绩考核针对于实践操作过程的问题、课堂设问中学生的能力，反映学生的快速反应、归纳总  本文由wWW. DyLw.NeT提供，第一 论 文 网专业写作教育教学论文和毕业论文以及服务，欢迎光临DyLW.neT结和口头表达能力；期末考试成绩则以学生对理论知识的掌握为主。灵活多样的考核方式，从根本上避免了“一张试卷定成绩”的传统模式，促进了学生综合素质的提高，强有力地达到了提升学生职业能力的目的。

四、结束语

总之，对石油炼制技术这样一门最能体现生产与操作特点的学科，让学生掌握并运用它是很不容易的。在教学中，从实际情况出发注重因地制宜、因材施教，引导学生主动进行学习，培养和锻炼学生动口、动手和动脑的习惯。只有紧跟时展的步伐，改革创新，才能使石油化工教学适应时代变化，培养出适应社会发展的创新型人才。

石油化学工程原理篇（9）

1.石油工程企业信息化现状

石油工程板块的经历多次专业化重组，而石油工程企业的信息化也经历多次飞速发展，信息化是推动各业务专业化发展的重要步骤，大规模的信息化也标志着石油工程企业专业化企业走向现代化企业的建设征程，通过信息化的深度融合，石油工程企业将整体转变发展方式，大力促进体制机制创新，加强科技创新和人才队伍建设，走专业化、高端化、国际化发展道路，为石油工程企业打造核心竞争力，提升国际竞争力，打造世界一流的石油工程技术服务商。

2.石油工程企业信息化发展面临的挑战与机遇

在石油工程企业信息化在各企业总部的建设推动下，在信息化基础建设、生产运行管理、经营管理等方面，已经部分建设了相应的信息化应用，但由于其石油工程企业的主要业务仍是工程建设，随着工程建设的快速发展，原来的信息化不能很好满足满足工程建设的信息化要求，石油工程是一种多学科交叉的工程，石油工程施工厂所多集中在沙漠或者交通极不发达区域，工程工程密集的技术需求、使得信息化在石油企业发展中面临一定的挑战。同时石油工程的信息化发展相对其它行业，即是挑战也是机遇，石油工程企业施工的厂所不固定，信息化基础建设需要多次投入，石油工程企业的密集技术需求对应着信息化深度发展需求，这些也是信息化能够在石油企业飞速发展的基础。着眼于石油工程企业未来发展以及信息化的发展方向，建设以生产为核心的信息系统，建立信息化运行保障体系势在必行。石油工程企业信息化的建设是一个全面的技术体系建设，牵涉到的业务面广泛、技术体系结构复杂。在现代信息化社会体制下，由于信息和网络的开放性，石油工程企业的信息安全建设也受到一定的挑战和机遇。因此，建立安全可靠的信息安全保障体系，才能保障信息化的顺利实施和正常运转。

3.石油工程企业未来信息化建设原则

3.1石油工程企业发展建设定位

建立以石油工程企业信息化综合管理平台系统为代表的现代化信息系统。完善信息化与工程企业中心业务的高度融合，根据石油天然气行业综合数据信息标准与规范，实现勘探开发数据信息采集、管理、应用与，为油田勘探开发生产、经营及油田地质研究、采油工程提供结构化的应用数据元和录井基础地质研究成果提供综合性信息平台，全方位的体现信息化技术在石油工程企业中心业务上的服务水平、建立符合中石化油田勘探开实际的综合数据信息服务模式，扩大信息化在石油勘探生产中的服务领域。

3.2石油工程企业信息化发展指导思想

石油工程细分企业众多，部分企业已经部分建立了各自的信息化系统，包括初步的基础建设，应用系统建设和相关规程的制定。但以往的信息化管理规程适合原有的管理体制，信息化系统适合原有的体制架构，基础建设进行基本的建设，配备了基础的硬件设备，石油工程企业信息化发展应该按照部门的要求，遵照“整体规划、业务驱动、结合已有成果、突出重点、边建设边应用”的指导方针。整体规划：各石油工程企业信息化建设统一考虑，各项建设内容遵循共同的规范、标准、体系、服务。业务驱动：围绕各石油工程企业的业务应用建设，为业务服务。结合已有成果：以原来信息化建设成果为基础，进行建设。突出重点：把握重点工程和重点应用，集中解决和实现。分步实施：按计划分阶段逐步进行信息化建设工作。

3.3石油工程企业信息化发展总体目标

石油工程企业应该按照石油信息化建设“统一规划、统一标准、统一设计、统一投资、统一建设、统一管理”原则，遵循“化是过程、统是原则、建是重点、用是目的”的工作要求，结合石油工程公司的实际情况，开展信息化建设工作。

3.3.1资料数字化：各类数据信息及时、准确、完整、规范地采集传输入库，规范化、合理化管理，达到一次采集，多次共享目的；

3.3.2业务信息化：以最全面的数据信息，规范、统一、优化石油工程业务流程及业务管理和运行模式；

3.3.3科研生产协同化：利用数字化应用平台打破专业、部门之间界限，加强内部联系，协同工作，形成一个有机的整体；

3.3.4现场可视化：通过自动化监控和视频实时传输，实现石油工程企业生产指挥的桌面化；

3.3.5管理决策科学化：为决策层提供及时、全面、准确而有效的信息，使决策者对需求做出迅速反应，科学决策。

3.4石油工程企业信息化发展战略

信息化建设，必须坚持发展理念，坚持集中统一管理，坚持持续投入机制，加快整体推进步伐，为提高公司管理水平与核心竞争力提供强有力支撑。这一战略原则可归纳为三方面:

3.4.1坚持“统一管理、统一规划、统一标准、统一平台、统一设计、统一建设”的六统一原则，确保信息化建设的整体性。

3.4.2坚持“成熟”和“兼容”的技术选择，确保系统的成功建设和应用。

3.4.3坚持“实用”和“高效”的建设标准，确保信息化的协同效益。

4.石油工程企业信息化发展趋势

4.1以大系统为基础推动石油工程企业信息化横向发展

以大系统（石油工程原始数据采集、工程综合信息平台、石油工程基础数据、工程成果数据库系统、工程全程可视化系统等）为基础推动石油工程企业信息化专业系统横向发展，如石油工程中的水平井地质导向可视化信息系统研发、实现与现场作业单位进行工程施工数据信息化共享服务（知识、视频及数据），建立协同智能的工程施工信息化视频系统及调度系统，以大系统为基础稳步推进信息化专业纵横向发展。即是完善信息化与石油工程中心业务的高度融合，根据石油天然气行业综合数据信息标准与规范，实现石油工程施工数据各专业信息采集、管理、应用与，为石油勘探开发生产管理、生产运营以及油田地质研究、钻井工程、测录井工程、试采气等工程作业提供结构化的应用数据元和综合性信息平台，全方位的体现信息化技术在石油勘探中心业务、核心业务上的服务水平、建立符合石油工程企业施工实际的综合数据信息横向服务模式，扩大信息化在工程施工生产中的服务领域。

4.2以数据库整合为核心推进石油工程企业信息化纵向发展

信息化纵向发展以各石油工程企业现有数据库资源为根本，经过历年的讯猛发展，石油工程企业沉积了大量的施工数据，随着大数据技术的不断成熟，石油工程企业应不断加强公司跨专业数据库整合力度，提升现有数据库知识挖掘力度，工程数据体再集成再创新力度，在保证原来数据成果正常运行的情况下，争取更多的信息科研项目，以工程施工相关数据库整合为核心推进石油工程信息化纵向发展，在企业数据资源中心建设中发挥更大的作用，石油工程企业信息资源中心建设纵向发展主要是多元异构数据库整合、多专业、跨系统的整合，数据库的整合是核心，也是信息化纵向发展的必经之路。信息技术的发展日新月异，尤其是随着石化总部加强信息化建设、打造数字化油田战略的提出，勘探开发领域逐步扩展，而各类开放或半开放的数据库系统是成果的集中体现，数字油田信息化发展必须是各类数据库整合的前提下进行。公司信息化纵向发展将以数据库整合为核心，加强数据整合创新力度，使得数据资源能变为信息化创新资源，通过数据纵向发展及挖掘，推动智能油田发展。

4.3以新市场、新方向为契机拓展石油工程企业信息化服务内涵

石油工程高端业务发展将以新市场、新方向为突破点，同时伴随着拓展信息化服务内涵，信息化也应该以市场为导向，尤其是新兴市场的发展，新市场的信息化起点特点往往伴随着信息化技术的高、精、尖技术，只有牢牢把握工程施工市场方向，才能逐步掌握石油信息化高端业务核心技术，通过石油工程信息化高端服务能使信息化发展的内涵更加丰富。例如工程工程中的钻井业务，现有高端业务主要是推进全新的可视化钻井、录井、导向系统研发，建立以生产综合信息平台以及生产运行管理与指挥平台为代表的新一代信息系统，加快以施工工程生产综合信息系统为基础石油的协同办公共享研究，建立信息化高速网络，使得生产信息系统到科研信息系统之间无缝连接。实现生产到科研的系统化信息服务体系，在生产综合系统后台研发上实现与其它石油工程核心信息系统对接，把综合信息系统的服务领域进行有效拓展，使得信息化技术真正服务于工程企业核心领域。

石油化学工程原理篇（10）

通过详细介绍仿生学在石油工程领域的发展现状，提出了石油工程仿生学的概念，指出了建立石油工程仿生学的必要性，概括了石油工程仿生学的特点和研究方法，并梳理了其发展趋势。目前，仿生学在钻井、管道、井筒等领域取得了实质性进展。未来石油工程仿生学研究应遵循科学的研究方法，按生物原型阶段、数学模型阶段和工程实现阶段循序渐进地加深研究成果，尽可能避免模仿的复杂性；同时加强在模仿中的创造与创新。石油工程仿生学发展应以生产中的技术需求为根本出发点，以改善现有的或创造崭新的技术系统为目的，有层次、分阶段地开展应用研究，在功能材料、表面性能、信息获取与处理、工程实现等方面为关键技术问题的突破提供创新性解决方案和技术手段，经知识积累、成果转化和工业化应用3个阶段，逐渐形成涵盖勘探、开发、工程的仿生技术体系。

关键词：

仿生学；石油工程仿生学；仿生技术体系；材料仿生；表面仿生；信息仿生；工程仿生

为了适应环境、延续生命，自然界中的生物经过亿万年的进化和优胜劣汰，造就了近乎完美的结构、形态和功能。五彩缤纷的自然界一直是人类产生各种技术思想和发明创造灵感的不竭源泉，从千百年前模仿蜘蛛织网发明渔网，到近代模仿鸟类飞翔发明飞机，再到21世纪模仿鲨鱼皮结构发明鲨鱼皮泳衣，人类一直在向大自然学习，利用仿生原理和思想推动技术进步，对仿生学的使用也从无意识向有意识转变。仿生学是研究生物系统的结构、性状、原理、行为以及相互作用，从而为工程技术提供新的设计思想、工作原理和系统构成的技术科学［1］。自仿生学诞生到20世纪末，科研工作者经过几十年的探索，逐步加深了对仿生学的认识和理解，初步掌握了仿生学研究方法，完成了基础知识的积累。进入21世纪，仿生学的思维和方法迅速渗透到各个学科和行业，研究成果大量涌现，根据发表科学论文数量推断，这一阶段的成果占了总数量的近90％。在这一时期，仿生学在石油工程中也出现了应用案例，不仅利用仿生学理论解决了钻井、管道防护等技术难题，并且对石油工业的技术创新理念和思维也产生了日益重要的影响。本文介绍了仿生学在石油工程领域的一些重要研究成果，在对仿生学在石油工程领域发展历程深入分析的基础上，提出了建立石油工程仿生学的必要性，并概括了石油工程仿生学的研究特点和方法，梳理了其发展方向。

1仿生学在石油工程领域的应用现状

仿生学的本质是模拟生命系统，其学科结合和行业结合的特点促进了优秀的仿生研究成果从科学研究走向生产实践，最终投入实际应用。仿生学和石油工程的交叉在钻井、管道、井筒、油藏等领域也产生了一些研究成果。

1．1钻井领域

1．1．1仿生钻井液井壁稳定问题一直是困扰国内外钻井的难题，水平井比直井的井壁失稳问题更加突出［2］。中国石油大学（北京）根据海洋生物贻贝足丝蛋白的超强黏附能力，研制了仿生强固壁钻井液体系［3］。该技术在聚合物主链上接枝类似贻贝足丝蛋白中的一种关键基团，合成类似贻贝蛋白质的水溶性聚合物。仿生钻井液体系在岩石表面自发固化形成致密且具有黏附性的“仿生壳”，起到维持井壁稳定的作用。试验井现场钻井试验表明，该仿生钻井液体系在抑制钻屑分散、稳定井壁、携屑等方面效果显著［4］。此外，模仿细菌结构开发了含仿生绒囊的钻井液［5］，在钻井过程中无需固相即可暂堵漏失储层。目前，仿生绒囊钻井液已在煤层气欠平衡钻井、空气钻井、防漏堵漏、快速钻进等方面发挥了作用。

1．1．2仿生PDC钻头机械钻速与使用寿命是衡量钻头性能的两个重要指标［6］，聚晶金刚石复合片（PDC）钻头因其出色的切削岩石速度和较长的使用寿命已成为最常用的破岩工具之一。然而，常规PDC钻头依然存在金刚石与硬质合金结合力不足、防黏效果不明显、磨损较快等缺点，为此，吉林大学开展了仿生钻头研究工作，研发的仿生钻头已从最初的单一功能仿生，发展到目前的耦合仿生，钻头性能也由单一的减黏脱附发展到减阻、耐磨、切削效率等指标的综合提升［7－9］。仿生耦合PDC钻头借鉴了竹子中纤维素和木质素的分布方式，牙齿中有机／无机2种不同材料的梯度复合形式，树木的年轮排布，贝壳表面的非光滑形态，以及蝼蛄前足的快速挖掘特点等多种生物特性，并将其进行耦合设计，如图1所示。现场试验表明，仿生耦合PDC钻头比常规PDC钻头钻进速度提高1．5倍，缩短了施工周期，降低了钻井成本。

1．2管道防护

1．2．1仿生水草海底防冲刷技术海底管道是海上石油输送上岸的主要方式［10］，然而，海底复杂流场所引起的海底冲刷造成了管道悬空，给海洋采油安全和海洋环保带来重大风险。由于常规水下抛石、砂包堆垒、混凝土沉排垫等方法效果不理想，中国石油大学（华东）和中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司提出了一种模拟海草黏滞阻尼作用的仿生水草海底防冲刷技术［11，12］，原理如图2所示。当海底水流经过仿生水草时，其流速降低，减小了对海床的冲刷；同时，仿生水草促进海流携沙的沉降淤积，逐渐形成被仿生水草加强的海底沙洲，达到了埋管目的。现场试验表明，防冲刷仿生水草施工1年后泥沙淤积厚度达20～50cm，防护效果良好。该技术在海管悬空治理中得到了大范围推广应用。

1．2．2仿生血小板管道修复技术英国Brinker公司模仿血小板在伤口处凝结的原理，开发了一种管道修复技术［13］。在管道流体中加入Platelets微粒，当其流至裂缝处时，流体压力迫使其进入裂缝，达到阻止泄漏的目的，如图3所示。该技术已应用在BP公司Foinaven油田的注水管道和阿帕奇公司在Forties油田超期服役的原油集输管道上，为管道安全运行发挥了重要作用。

1．3井筒领域

1．3．1仿生泡沫金属防砂技术中国疏松砂岩油藏分布范围广、储量大，开采过程中必须采取防砂措施。根据骨松质的三维立体结构，提出了一种仿生泡沫金属防砂技术［14］。泡沫金属内部为三维孔隙结构［图4（a）］，砂体进入孔隙后沉积在其中，但流通孔道不会被堵死，实现了常规平面防砂到三维立体防砂的转变［图4（b）］。基于仿生泡沫金属的复合防砂管［图4（c）］，由不同孔隙度的多个泡沫金属防砂层、导流层、保护层等组成，该结构不仅扩大了防砂的粒径范围，还保障了防砂管的渗流能力和结构强度。目前，已发展出防砂粒径0．15mm、0．25mm、0．35mm的系列化仿生泡沫金属防砂工具，在油田应用5口井，对于出砂严重的井，防砂效果显著，大幅延长了检泵周期。

1．3．2仿生非光滑表面膨胀锥技术膨胀管作业过程中，膨胀锥与膨胀管内壁间存在巨大的摩擦阻力。为了降低摩擦阻力，提高膨胀锥的耐磨损性能，以穿山甲为仿生对象，模拟其体表的高强度保护鳞片结构，研发了仿生非光滑表面膨胀锥［15］（图5）。仿生膨胀锥变径段采用激光刻蚀、超音速火焰喷涂、离子束沉积等方式进行表面织构蚀刻以及表面硬质涂层涂覆。仿生膨胀锥在中国石油大庆油田进行了4井次的现场试验，结果表明，与传统胀锥相比，仿生膨胀锥降低膨胀压力15％以上，表面无明显磨损痕迹，延长了使用寿命，降低了作业风险。

1．3．3仿生振动波通讯技术自然界中，沙蝎、大象等动物能感受由固体介质即大地所传导的振动波，据此进行信息传递。受此启发，研发了一种仿生振动通讯技术［16］，该技术在井口安装大功率振动信号发生器作为波源，油管或套管为传输介质，将振动信号传输到井下，井下工具接收到振动信号并进行解调处理，实现地面和井下无线传输，技术原理和振动信号发生器如图6所示。

1．4油藏领域纳米机器人是仿生信息感知和传递的典型代表。纳米级机器人随着注入流体进入油藏中，记录分析油藏压力、温度以及流体形态，并将这些信息储存在随身内存中，之后纳米级机器人从产出流体中被分选出来，进而提供了在油藏旅途中提取的重要信息。沙特石油公司已经对纳米机器人的尺寸进行了评估，对加瓦尔油田阿拉伯－D油藏中的850块岩心进行了分析，得到了孔隙－喉道尺寸分布图，大多数孔隙喉道尺寸大于5μm。为了避免桥堵，纳米机器人的尺寸应为孔隙喉道的约1／4。目前，纳米颗粒注入试验以及软件模拟等工作已在进行中［17－19］。此外，国内外近年来提出了仿生形状记忆聚合物材料（ShapeMemoryPolymer，简称SMP）［20，21］，利用SMP材料能够在转变温度控制下随意变形的特性，设计了结构简单、座封可控的仿生封隔器，座封过程不受井下流体性质影响，胶筒尺寸可定制，并且通过调节SMP的转变温度，可适应不同井下温度，以满足不同井深条件下的完井需求。除了硬件，还出现了“软性”仿生研究成果。例如，中国科学院王守觉院士提出了“仿生模式识别”的概念，将传统模式识别的“区分”事物转变为“认识”事物，使之更接近人类“认识”事物的特性［22］。石油工作者将这一理论应用到了油气管道工况识别中，在样本较少的情况下取得了较高的识别准确率［23］。

2石油工程仿生学发展展望

目前，仿生学虽然已经在石油工程领域取得了一定的研究成果，有些甚至已经在油田现场试验，但仿生学与石油工业的结合依然只是“星星之火”，没有达到燎原之势。为了系统、全面地推动仿生学与石油工程的融合，向自然界寻找推动石油工业进步的灵感和启发，2009年中国石油勘探开发研究院成立了中国第一个石油工程仿生研究部门，开展仿生学在石油工程中的应用研究。

2．1建立石油工程仿生学的必要性经过几年探索，笔者所在的石油工程仿生研究部门开展了仿生泡沫金属防砂、非光滑表面、仿生振动波传输等多项研究，取得了阶段性成果，部分已进入现场应用阶段。总体来说，通过专项研究迅速找到了石油工程和仿生学的结合点，并从最初的研究思路转化为研究成果，成功应用于石油工程现场，解决了油田技术需求。这充分说明了开展石油工程和仿生学的结合研究是合理的、可行的，从长远来看，建立“石油工程仿生学”是非常有必要的。“石油工程仿生学”是借鉴生物系统的结构、原理、功能等特征为石油工程技术难题提供解决方案的应用科学。建立“石油工程仿生学”意味着更加系统地开展仿生学在石油工程领域的应用研究，有利于更有针对性地发掘石油工程的仿生创新源头，有利于更有目的性地开展仿生基础研究，有利于加速仿生学科研成果的应用转化，有利于仿生学思维和方法在石油工程领域的普及与传播，以点带面，促进石油工程与仿生学的全面结合。

2．2石油工程仿生学的研究特点石油仿生学研究可以分为3个阶段：生物原型阶段，数学模型阶段和工程实现阶段。首先研究生物某种功能的实现机制和结构特点；然后研究并简化其结构，抽象出物理模型，进而建立数学模型；最后采用技术手段，制备实物模型，实现对生物系统的工程模拟［24，25］。仿生学作为前沿领域，研究成果大多属探索类，注重理论性和超前性，而石油工程作为应用行业，以现场需求为驱动力，更加注重科研成果的实用性和推广性。因此，在科研实践中，石油工程仿生学应以满足生产中的技术需求为根本出发点，以改善现有的或创造崭新的技术系统为目的，有层次、分阶段地进行单元仿生或多元耦合（协同）仿生［26］研究。同时，石油工程仿生学在模仿生物的特性或功能时，要尽可能避免模仿的复杂性，要在模仿中创造（创新），研究成果与仿生原型并不一定完全相同，以期最快地解决生产实践难题，然后循序渐进地加深研究成果的仿生特性，由研究成果实用化向仿生最优化分阶段推进。根据这一特点，确定了石油工程仿生学研究和应用的2种主要方式：①需求驱动型，在石油工业的科研和生产实践中提出技术问题或功能需求，有针对性寻找并借鉴生物的同类或相似功能，经过可行性研究后开展仿生学三阶段研究工作；②源头驱动型，加强与世界仿生学研究机构之间的交流与合作，密切关注仿生学或生命科学研究的最新成果，找准其与石油工业技术需求的结合点，开展应用研究。笔者研究团队的研究成果充分体现了石油工程仿生学研究特点的适用性，验证了研究方法的合理性与可行性。例如，泡沫金属研发之初采用泡沫镍作为基材，虽然在技术上具有明显优势，但高昂的价格阻碍了推广应用，为此，继续开展研发工作，开发出不锈钢泡沫技术，使其具有了推广应用的条件；仿生非光滑表面膨胀锥技术则是充分借鉴了其他研究机构的成果，优化改进之后应用于膨胀锥，不仅解决了油田生产难题，还促进了仿生研究成果的应用转化；仿生振动波通讯技术则是在原理上借鉴了动物的通讯方式，但在实现过程中通过大幅提高信号发射强度的方式避免了高灵敏度、小信号接收器开发的复杂性，从而在最短时间内实现生产井指令由地面到井下的无线传输。

2．3石油工程仿生学的发展方向

随着石油工程仿生学系统性研究的启动，研究内容体现出了明显的方向性，但研究的深度和广度依然不足。根据石油工业的技术现状、需求和特点，以及仿生学的整体发展水平，未来石油工程仿生学应注重材料仿生、表面仿生、信息仿生和工程仿生4个方面的系统性研究，以点带面，形成涵盖勘探、开发、工程的仿生技术体系。

2．3．1材料仿生材料仿生的目的是仿制天然材料或利用生物学原理设计和制造具有生物功能，甚至是具有真正生物活性的材料。石油工程领域的材料仿生主要分为2类：①在机械、电学、化学、物理等方面具有仿生特性的主体材料，此类材料或在宏观上体现出明显的仿生特征，或通过外场刺激可调控其分子的长度、结构、化学组成、表面形貌等，进而调控材料性能，如轻质高强材料、仿生记忆材料、压电材料、可降解材料等，该类仿生材料主要用来替代石油工业中常用的钢铁、橡胶、陶瓷等，作为其核心功能部件，或作为传感器敏感元件，大幅提升现有材料、工具以及传感器的性能指标；②具有强化、修复、、保护等作用的微观仿生材料，提高现有制剂性能、界面结合效果等，此类仿生材料多以添加剂的方式应用。

2．3．2表面仿生自然界许多生物体的表面结构是非光滑的，无论是陆地、海洋或是天空中的生物，其表面的不同形貌往往都是为适应不同的生活环境经过长期进化而来的，而表面仿生是在仿生对象表面实现类似生物的表面结构，从而表现出更好的表面性能。未来，石油领域的表面仿生多是对机械部件表面进行处理，重点应集中在仿生非光滑表面和仿生浸润性两个方面。加强对不同生物功能表面结构的研究和模仿，将仿生非光滑功能表面应用到大量处于恶劣环境中的设备、管线、平台中，提高运动组件的减阻、耐磨、脱附等性能，以及非动组件的防腐、防垢等特性，延长装备寿命，提高作业效率，降低安全风险；对材料表面进行仿生浸润性处理，使其具有自清洁、亲油、疏油、亲水、疏水等不同浸润性特征组合，从而衍生出新的功能特性。目前正在利用表面仿生技术对前文提到的仿生泡沫金属进行处理，利用低温等离子体表面处理技术，在泡沫金属表面涂覆一层厚度为30～40nm的聚全氟烷基硅氧烷薄膜，使其具有新的表面浸润性特征，根据需要实现疏水、亲水、疏油、亲油等不同特性组合，在工矿、石化、冶金、机械、环保等领域具有广泛的应用前景［27］。

2．3．3信息仿生信息仿生主要是对生物信息获取、大数据处理以及生物间信息沟通、协同等特性的模拟与实现。石油工程领域的信息仿生主要可分为2类：①借鉴生物在信息感知和传递方面的特性，研制新型传感或信息传递装置，提高信号采集的精度、广度及适用范围，此类信息仿生技术可用于油田生产数据的精确采集，以及信息的高效传递，从而提高油田生产状态的实时监测与控制水平；②在信息处理方面借鉴生物的大数据处理机理和方法，提高大数据处理能力和智能化水平，建立决策机制，并将其应用在地震解释、油藏认识、开发方案制定以及油田综合管理等方面，促进油田勘探开发高效运行。

2．3．4工程仿生目前，工程仿生是对生物某种功能的模仿，注重仿生功能的实现，不强调机理相似：①对生物功能的模仿和实现，此类仿生多是受某种生物功能启发，注重结构相似或生物功能的工程实现，体现生物功能的智能性，并能够满足生产实践需求。目前，石油工程领域的控制方式正在由传统的机械方式向自动化和智能化方向转变，在这一转变过程中引入工程仿生，不仅能够优化功能结构和控制方式，还能够促进功能拓展，提高作业效率和便捷化程度。②材料仿生、表面仿生、信息仿生等方面的工程实践方法。现有的诸多仿生学研究成果还局限在实验室环境，在其向工业应用转化的过程中，一方面要解决成果本身的适用性问题，另一方面需要具备切实可行的工程实践手段。

2．4发展展望石油工程与仿生学的结合依然处于初级阶段，大多数研究成果为“形似”仿生。随着生命科学研究水平的提高以及技术手段的完备，生命科学从生物结构、功能、特性等研究，逐渐深入到生命活动规律、发育规律、生命本质、生物之间和生物与环境之间的相互关系等研究。生命科学的发展加深了对生命本质的认识，不仅能够拓宽石油工程仿生研究的广度，更加深了研究深度；反之，石油工程仿生学的发展也使得人们在具体的科研实践中深化了对生物本身及其活动的理解，进一步促进生命科学研究，并将研究成果有形化［28］。此外，电子、材料、控制等学科的技术进步也将促使石油工程仿生研究成果越来越“神似”。石油工程仿生学未来发展大概可以分为3个阶段，即知识积累、成果转化和工业化应用（图7）。2020年前，为知识积累阶段，任何一个学科领域的发展，都需要长期的知识积累，其中既包括仿生学基础理论知识的积累与储备，也包括石油工程仿生学研究人才和研究方法的积累，这一阶段要不断加深对仿生学本质的认识与理解，探索并逐渐形成石油工业与仿生学的结合模式；2020年到2025年为成果转化阶段，对实验室研究成果进行简化和鲁棒研究，使之在性能或功能上能够满足现场应用的要求，形成基本完备的工程实现技术和手段；2025年后，部分研究成果在生产、成本、效率、能耗、作业工艺等方面能够满足大规模工业化应用的要求。2008年提出的仿生井概念是未来石油工程仿生发展的集中体现［17］，代表了未来石油工程仿生研究成果的高度融合。未来的油井会像植物一样“生长”，像植物寻找土壤中湿润的地方一样寻找油气，一旦钻好垂直井（种植井）后，井将会“按自己的方式生长”。一个智能的分支会延伸到一块含油区域，一旦该区域水淹后，就将这个分支“砍掉”，并在另一个含油区域“长出”另一个分支，如此反复。

石油化学工程原理篇（11）

一、当前国际油价的现状及未来变化

国际油价的变化是引起国际石油工程市场变化的深层次原因，国际油价的变化也将左右着国际石油工程市场的变化。国际油价经过近3年的持续下跌，目前基本稳定在每桶50美元左右。

造成国际油价这一周期波动的决定性因素是需求和供给的非对称性变化。石油输出国组织成员国与非成员国之间的博弈，实质上也是各方试图影响需求与供给之间关系的博弈，目的也都是为了最大限度地维护自身利益。造成这一轮油价周期性波动的因素可以归纳为以下几点：一是国际原油需求增长动力不足。据《世界能源统计年鉴2014》提供的数据，2013年欧佩克原油生产国日产量达到3100万捅左右，而2015年全球原油产量峰值曾经达到7670.2万桶/日。而值得重视的是，这轮原油产量的增加并不是因为原油需求出现明显增长而带动起来的，而恰恰相反，以中国为代表的新兴经济体面临的经济增长压力并没有缓解，经济由过去的高速增长转为中高速增长，资源的约束作用日益强化，以生产资料过度投入为代价的增长模式正在发生深刻变化。所以说，这一轮油价大幅波动，原油供给大幅度增加，很大程度上是以沙特为代表的少数国家为赶在伊朗核问题谈判成功之前以及俄罗斯受西方制裁无力反击的情况下，抢占和巩固自身在国际原油市场份额的争夺战，是为打“价格战”而采取的一轮攻势。

随着伊朗核问题的解决以及石油出口禁令的解除，伊朗重返国际原油市场，未来原油供给过剩的问题只会在一定程度上得到强化而不会缓解。与此同时，原油的需求在未来可预见的时期内，不会像2008年以前那样出现快速性增长，以中国为代表的新兴经济体对原油的需求已经走过高峰期，而且原油需求还会随着新能源、新技术的替代而稳步下滑，国际原油价格很可能会稳定在现有基础上并略有下跌，这种下跌很可能是缓慢的、稳步的，不会是过“山车式”的。当然，在21世纪，人类发现或者发明替代原油的新能源的可能性不大，而且随着原油资源开采接近极限，未来原油还会在很大程度上保持一定的弹性，石油作为基础性、战略性资源的地位不会出现根本性变化。

二、石油工程市场面临的困难和机遇

拓展国际能源市场是我国能源战略的重要组成部分，也是不断满足国内日益增长的能源需求的现实需要。改革开放以来，我国石油工程企业已经深度参与到了国际原油勘探和开采市场中，不仅保障了我国原油供应的多元化，而且锻炼出一批在国际石油工程市场有竞争力的企业。在新的国际政治大环境下，面对复杂的国际原油市场变化，如何更好地把控和站稳国际市场，是我国石油工程企业需要考虑的战略和现实问题。

（一）深刻认识掌控世界油气资源战略价值

掌控国际油气资源是发达国家尤其是美国实现地缘政治利益和主导国际经济发展的重要一环。发达国家一直都在全球范围不断勘探、开发石油和天然气，加紧对世界油气资源的争夺和控制。我国原油产量远远满足不了国内需求，根据国家统计局的数据，2016年5月份我国原油产量1687万吨，下降幅度创下了15年来的新高。与此同时，我国对国外原油的依赖度不断攀升，据中国海关数据显示，2015年4月，我国取代美国首次成为全球第一大原油进口国，原油进口量达到740万桶/日。可以说，我国石油工程企业肩负着在国际市场上拓展我国的能源利用空间，为我国国民经济和社会发展提供动力支持的重要使命。

（二）准确把握当前国际石油工程市场基本形势

随着近年来原油市场大幅度下跌，作为原油上游市场的国际原油工程市场面临的寒冬仍没有根本好转，国际石油巨头纷纷出现亏损。2016年2月2日，英国石油公司（BP）公布2015第四财季出现大幅亏损，2015全年税项、利息前收益从2014年的盈利81亿美元降至亏损52亿美元，这是20年来最严重的年度亏损，并准备出售位于阿拉巴马州迪凯特的石化工厂。美国最大石油公司埃克森美孚也出现了巨额亏损，2015年度第三季度实现利润42.4亿美元，与上年同期相比利润几乎是“腰斩”，营业收入下降了三分之一以上，尤其是勘探和生产利润同比锐减79%。我国中石化、中石油等大型油企近年来也深受国际市场原油深度调整的影响，面临着结构调整的战略性任务。

（三）当前国际石油工程市场的主要不利因素

就目前来看，影响石油工程市场的主要不利因素：

1.国际经济走势的不确定性。原油作为世界范围内的主要能源，直接受到国际经济景气状况的影响。如前所述，欧美等发达经济体未来经济发展仍存在很大的不确定性。尤其是欧盟，不仅尚未走出欧债的困扰，而且面临着英国脱欧所带来的巨大不确定性，欧盟作为世界主要经济体的发展前景并不明朗。中国实行的供给侧结构性改革，也将深刻影响国际经济格局，并深刻影响包括石油工程企业在内的国际原油市场。新兴经济体由于受到自身产业结构的影响，俄罗斯、巴西等近年来也陷入经济低迷状态，影响到对原油市场的需求和供应。

2.地区和平不确定性的影响。总的来看，虽然国际大的发展趋势仍然是和平与发展，但是地区性战争从来没有中断过。尤其是近年来在中东、北非地区发展起来的极端组织伊斯兰国，严重威胁到世界和平。以美国为首的少数国家大肆炒作中国南海问题，也给世界和平带来潜在不稳定因素。地区和平的演变和发展，将直接影响到原油的勘探和开采，影响原油的供应，造成原油市场的动荡和不安。这是我国石油工程企业参与国际市场竞争必须考虑的问题。

3.少数产油国的国内局势演变的影响。随着我国对外开放的深度不断加强和我国开展全球能源部局的战略需要，我国对一些石油产油国加大投资力度。但是这些石油产油国由于内部局势的演变，直接威胁到我国石油投资安全。例如，委内瑞拉，在国际原油价格的高峰时期，这种严重依赖原油出口保持经济增长的经济模式的潜在危险并不明显，一旦原油价格大幅度下滑，其结构性矛盾就暴露无遗，并由此造成国内局势的不稳定，并影响到我国的投资，给我国的投资带来巨大风险。

（四）当前国际原油市场的有利因素

矛盾是事物的统一体。我们在看到国际石油工程市场不利因素的同时，也要深刻把握其中蕴含的有利因素，并抓住这些有利因素，更好地参与国际石油工程市场的竞争。

1.争夺丰富油气资源仍然是世界发达国家的重要战略。原油作为战略性、基础性资源，被称为国民经济的“血液”，世界主要发达国家不仅在过去力争国际原油市场的主导权，而且未来也不会改变。油气资源对世界上每个国家和地区的重要性是不言而喻的。谁主导了世界油气资源，谁就在国际上有更多的话语权。单纯从面积和人口来说，沙特阿拉伯绝对算不上国际社会的重要成员，但是其拥有的巨额原油资源和其地处中东的地理位置，使得沙特利用其所拥有的原油资源在国际社会上具有一定的影响力。可见原油对于一个国家发展的关键性影响。在可见的未来，对世界油气资源的争夺仍然不会停止，西方国家都把建立石油战略储备作为保障石油供应安全的首要战略。我国在国际油气资源的争夺上，绝对不能落在后面，否则就会有在能源供应上受制于人的可能。这是国家的大战略，也必然为石油工程企业参与国际市场竞争提供发展的巨大空间。

2.国际油价的深度调整所提供的全球性布局的有利时机。国际油价的深度调整，一方面造成了石油工程市场投资的下降，造成一些石油工程企业的退出甚至破产；另一方面，由于油气资源价格处于相对比较低的水平，又为包括石油工程在内的国际原油市场的重新洗牌提供了战略性机遇。实践证明，危机与机遇是相伴而生的。国际石油工程市场的发展历史证明，越是在原油价格低迷时期，越蕴含着发展的巨大商机。1982年～1985年，在国际原油价格处于十几美元一桶的低水平的时候，国际石油公司积极参与并购交易，掀起一场大规模石油公司并购浪潮，这一时期的并购交易主要发生在北美地区，表现为各大石油公司强强联合，积极寻求扩张。1992年周期性经济危机之后，金融市场的兴旺为国际石油公司的战略调整提供了便利条件。20世纪90年代后期到21世纪初期几年里，全球再次形成一轮石油公司兼并重组的高潮，1998年前后石油行业的并购浪潮主要缘于低油价以及世界范围的激烈竞争，并购成为石油公司求得生存的唯一方式。这一时期美国主要一体化石油公司的并购活动主导着世界油气工业的新格局。这次历史时期，对比当今油价低迷、周期性、结构性经济危机的今天，具有较大借鉴意义。

3.石油勘探和开采技术的不断进步。由于受到常规石油储量的限制，近年来非常规石油开采异军突起。美国的页岩油成功开采，使得美国由原油进口国转变为原油出口国。我国石油工程企业在常规和非常规石油开采方面，也已经积累了丰富的经验。无论是在国内还是国外，无论是常规还是非常规石油，我国石油工程企业在技术上、管理上已经实现了质的突破，技术上日益成熟，管理上不断进步，而且随着实践的检验，这种技术不断得到考验，积累的经验日益丰富，完全有能力、有水平、有手段参与国外任何石油工程项目的竞争，参与任何地质条件下的石油工程项目的勘探和开发。

三、中国石油工程企业掌控和站稳国际市场的战略和现实选择

国际原油市场从来就不单纯是原油的问题，而是国际政治经济发展的矛盾结合体。中国石油工程企业要想在未来的国际原油市场上站稳，不仅需要从战略层面对当前和今后一个时期的国际原油市场有一个清晰的认识和把握，还需要从战术层面加强研判和评估，增强对市场发展的可预见性分析，不断提高应对风险的能力和水平，在日益激烈的世界石油工程市场上站稳脚跟，做大做强。

加强对国际原油市场的战略性评估：

市场从来就是多变的，世界上没有一个市场能够完全被人类所掌控，但是市场又有其自身的规律和特点，人类完全有能力把握市场的变动规律性，并以此为基础把风险控制在预期范围内。对石油工程市场来说同样如此。中国石油工程企业要从专业角度加强对国际原油市场走势的研判和战略性评估。

第一，成立专家委员会，定期对国际原油市场的运行态势和运行趋势进行全面评估，评估地缘政治发展变化、地区性冲突可能造成的原油供给变化、人类对原油利用能力和水平、新能源、新技术的运用对原油需求的影响，原油储量及其开采年限、原油勘探技术发展水平、原油开采技术和经济风险，甚至包括勘探和开采地区的人文状况、历史变化，评估其有利因素和不利因素，力求让每一个海外石油工程项目建立在稳妥、可靠、有利、可承受的基础上，防止出现不做评估而盲目上马的状况。

第二，加强石油工程领域的国际合作。随着国际石油开采领域的不断深入，世界上现有的大多数油气区块大多已经纳入世界各国勘探和开发的视野，尤其是在陆地常规油气资源方面，勘探和开采技术基本上已经成熟。而在深海油气资源开发、非常规油气资源开发方面，单纯依靠一家企业或者几家企业的力量，是很难完成勘探和开采任务的。作为石油工程企业，要在国际市场上参与更高水平的竞争，必须加强世界范围内的国际合作，尤其是加强与欧美等发达国家相关领域的合作，不仅有利于我国石油工程企业更好地参与石油工程项目的招投标，提高中标率，而且可以方便我国石油工程企业全面学习和掌握国外的先进技术和管理知识，进一步增强我国石油工程企业参与国际市场竞争的能力。改革开放30多年来我国石油工程企业走出去的历史，就是不断学习国外先进技术和管理经验的历史，就是在学习中提高的历史。今后，我国石油工程企业更需要这种国际合作，并在学习中发展壮大，站稳脚跟，做大做强。

第三，强化海外石油工程项目管理，确保工程效益。我国在海外的石油工程项目，不仅是石油工程企业的事情，而且代表着中国在世界上的形象，必须加强管理，在确保工程项目效益的前提下，更好地维护好祖国的形象。

一是要建好海外工程项目管理机构。海外工程项目远离祖国，不可能完全依靠“远程指挥”来开展项目建设，必须建好管理机构，负责项目的具体组织和实施，并对项目实施控制。总结几年来的经验教训，必须把选好海外项目经理作为头等大事，不仅要懂经营、有事业心，更要忠诚于祖国，把维护祖国利益放在第一位，确保在政治上可靠。必须建立严格的项目考核机制，对海外项目经理和海外项目工程管理机构进行常态化考核，尤其是加强对资金运行情况的监督和考核，防止出现对海外工程项目的失控情况发生，确保海外工程项目的国有资产属性，确保国有资产的保值增值。

二是不断探索海外工程项目管理新模式。实践证明，项目的总承包和分包中的漏洞是造成工程项目质量问题的关键因素，也是造成财务漏洞的关键环节。在海外工程项目上，中国石油工程企业要不断完善海外工程项目管理模式，采取PMC+EPC模式、顾问型PMC+EPC模式、联合项目管理团队IPMT+EPC模式等多种方式，加强对项目的过程控制，普遍建立质量管理体系和风险控制体系，普遍实行绩效管理，在保证工程质量的同时，保证工程项目的整体效益，严防工程质量问题的发生，严防违反财经纪律的事情发生，以优质的工程项目树立祖国在海外的良好形象。

三是加强海外项目管理人才队伍建设，建立激励机制。把项目经理的素质能力提升放在头等地位，着力培养一批讲政治、高素质的职业型项目经理队伍。要在严格考核的基础上，保持海外工程项目经理的相对稳定，一方面便于项目的持续稳定进行，另一方面便于项目经理在实践中积累丰富的海外工程项目运作国际经验，防止出现海外工程项目频繁换人的情况，防止出现海外工程项目经理出现“空挡”的状况发生。对于优秀的海外工程项目经理，要加大奖励力度，鼓励项目经理立足岗位，抓好工作。同时加强海外工程项目的技术队伍建设，结合培训和传帮带，锻炼和造就一批专职的项目管理人才。同时，抓好技术储备，建立技术数据库，为中国石油工程企业参与更高水平的国际竞争提供智力支持。

四是建立海外工程项目后评估体系。对每一个海外工程项目都要做好项目后评价工作，建立经验数据库。项目完成后，企业对项目进行后评价，完成项目后评价报告。并根据后评价报告建立经验数据库，形成经验积累机制，以便企业不断学结项目管理经验，优化项目管理运营模式，提高项目管理水平。

（作者单位为中石化华东石油工程公司）

参考文献

[1] 臧波.国际石油工程项目管理策略研究 [J].江汉石油科技，2010（01）.