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绿色化学在石油化工中的研究进展和应用 2003 年5 月国际工程学会在美国Sandestin 主办了“绿色工程: 定义原则”( Green Engineering :Defining the Principle) 的会议,目的是确定一套绿色工程的原则以指导工程师在设计产品和工艺时,使其符合企业、政府和社会的需要,这包括了成本、安全、使用性能和对环境的影响. 最后发表了“工程师工作框架的Sandestin 原则”,提出了在工程项目中为全面实现绿色工程,工程师要遵循的9 条原则. 这9 条原则是: (1) 整体考虑工艺过程和产品,使用系统分析与集成的方法来评估对环境的影响; (2) 保障并改善自然生态系统,同时也要保护人类健康和生活安宁; (3) 在工程活动中考虑整个生态循环; (4) 尽可能保障所有的物质和能量安全并良性地输入和输出; (5) 尽可能减少对自然资源的消耗; (6) 努力减少废物产生; (7) 在对当地地理和人文认知的基础上,开发和实施工程解决方案; (8) 革新、创造和发明技术以实现可持续发展,在传统和主流工艺之上,创造性地提出工程解决方案; (9) 让股东和社会共同积极参与工程解决方案的开发[2 ] .20 世纪的化学工业是建立在煤、石油和天然气等矿物质资源基础上的, 尤其是到了60 年代前后, 石油化学工业获得了飞速发展, 与此同时, 也产生了日益严重的资源、环境等社会问题。1990年以来, 绿色化学的理念迅速崛起, 并成为包括石化工业在内的化学工业可持续发展的方向, 越来越受到各国政府、企业和学术界的普遍重视。在石油化工领域, 一批绿色化工技术不断被开发和应用,甚至逐渐成为一些新兴产业。本文作者介绍可持续发展的石油化工技术的一些新进展。1 以过氧化氢作氧化剂的烃类“原子经济”氧化反应反应的“原子经济”性是衡量在化学反应中究竟有多少原料的原子进入到产品之中, 这一标准既要求尽可能地节约原料资源, 又要求最大限度地减少废物排放。在石化工业中烃类的氧化反应是一类非常重要的反应过程, 由于具有含氧官能团的产物分子比原料烃类要活泼得多, 此类反应的选择性通常较低, 还有一些反应需要经多步骤才能完成, 过程往往产生很多废物。过氧化氢作为一种温和的氧化剂, 在某些材料的催化作用下, 可进行选择性很高的定向氧化反应, 而且其本身无毒并在反应后转化为无害的水, 使反应的“原子经济”性大大提高, 因而被看作是绿色的氧化剂[1 ] 。1.1 钛硅分子筛催化环己酮氨肟化制备环己酮肟实现工业应用环己酮肟的制备作为目前化纤单体ε- 己内酰胺主流生产技术的核心工艺, 需经环己酮与羟胺的盐进行反应而得, 而羟胺盐制备过程的“原子经济”性较差, 腐蚀和污染严重。20 世纪80 年代后期意大利EniChem 公司提出了一种全新的环己酮氨肟化工艺, 即在钛硅分子筛的催化作用下, 环己酮与氨、过氧化氢一步“原子经济”反应直接合成环己酮肟。中国石化石油化工科学研究院也开发成功具有自主知识产权的环己酮氨肟化新工艺, 并与中国石化巴陵分公司合作, 于2003 年8 月率先完成了70 kt/ a 的工业试验, 环己酮转化率和环己酮肟选择性均超过99.5 % , 氨的利用率达97 %以上。而传统的磷酸羟铵肟化法工艺(HPO) 氨的利用率不足60 %; 同时, 新工艺避免了NOx 、SOx(HPO) 等的生成和使用, 使环己酮肟的制备成为清洁生产过程。传统的以苯为原料的己内酰胺生产过程流程长、工艺复杂、投资大、成本高, 国外Du Pont 、BASF 和DSM 等公司已分别研究开发了以丁二烯为原料的己内酰胺生产新技术[2 , 3 ] , 可简化工艺流程和降低生产成本, 但由于新建装置巨大的投资和技术风险等原因, 至今尚未工业化。环己酮氨肟化新工艺适宜对现有装置的技术改造, 将使由苯生产己内酰胺的工艺路线更具竞争性。1.2 丙烯环氧化制备环氧丙烷新技术取得新进展自从钛硅分子筛( TS - 1) 诞生以来, 低温下利用过氧化氢作氧化剂的液相氧化反应工艺一直在不断地研究开发, 另一类取得突出进展的是烯烃与过氧化氢进行环氧化反应制取环氧化物, 其中最重要的过程是丙烯环氧化制备环氧丙烷。以TS - 1 为催化剂, 用过氧化氢环氧化丙烯制备环氧丙烷, 产物环氧丙烷的收率达97 %以上(以丙烯计) ,以过氧化氢计其收率为87 %[4 ] , 副产物主要为水和氧气。该过程原子的有效利用率达76 %。而传统的二步氯醇法生产工艺原子的有效利用率仅为31 % , 需要消耗大量的氯气和石灰, 并且设备腐蚀和环境污染严重。针对TS - 1 分子筛价格较高、与产物分离难度较大, 丙烯环氧化的其他催化剂体系也在不断研究之中, 以过氧化氢为氧化剂的新型氧化催化材料正在研究的有负载锡的β- 沸石[5 ] 、有机氮络合Fe2 系催化剂[6 , 7 ] 和含钨的金属簇相转移催化剂[8 ]等。最近, BASF 和Dow 化学公司合作, 在丙烯的过氧化氢环氧化反应工艺(HPPO) 的开发中取得了重大进展, 已完成各自的详细评估。据称, HPPO工艺由于不联产其他产品, 流程短, 投资低, 占地少, 尤其对较小规模生产装置投资回报率大幅度提高。双方计划近期完成中试放大, 开始建设第一套300 kt/ a 规模生产装置, 预计2007 年初建成投产[9 ] 。此外, Degussa 和Uhde 也拟在南非Sasol 建设60 kt/ a 环氧丙烷装置, 将采用HPPO 工艺。据报道[10 ]其开发了一种专用分子筛催化剂, 副产物生成量可降低到最低限度。丙烯环氧化新工艺虽然使用了价格较高的过氧化氢作氧化剂, 但只要采用适合的催化剂, 可使产物收率大幅提高, 同时由于工艺简化, 该工艺仍具有较好的技术经济性, 加之该技术的环保优势, 有望对环氧丙烷行业产生重要的影响。1.3 其他有机含氧化合物的制备技术以过氧化氢为氧化剂, 烯烃、醇和羰基化合物可高选择性地氧化生产环氧化物、醇和羧酸, 并可避免使用金属催化剂、含氯氧化剂和有机溶剂。文献[11 ]介绍Kazuhiko Sato 等开发了由烯烃氧化生成二醇类化合物的新工艺。采用普通的树脂负载的磺酸催化剂, 用不同的链烯烃和环烯烃与过量的30 %双氧水反应, 可高选择性和高收率地得到反-1 , 2 - 二醇, 带有端基羟基的链烯烃也可一步反应生成三羟基化合物。杜泽学等[12 ]以钛硅分子筛为催化剂, 开发了氯丙烯与过氧化氢环氧化制备环氧氯丙烷的悬浮催化蒸馏新工艺, 反应选择性达98 %以上, 有望取代现有的氯醇法生产工艺。2 取代有毒有害原材料的绿色化工技术光气、氢氰酸等是剧毒物质, 因它们的化学性质极为活泼, 至今仍作为化工原料广泛使用, 但这些化学品在制造和使用中一旦不慎泄漏, 就将造成难以估量的人身伤亡和环境灾难, 因此, 用无毒、无害的原料代替剧毒光气、氢氰酸等绿色化工技术的开发受到重视[13 ] 。取代光气, 生产异氰酸酯、聚碳酸酯新工艺 目前替代光气制造异氰酸酯的工艺有: 由伯胺和二氧化碳或碳酸二甲酯制造异氰酸酯, 由伯胺和一氧化碳进行氧化羰化制异氰酸酯, 由硝基苯和一氧化碳羰基化制异氰酸酯。这些技术有的正在小试, 有的已进入中试阶段, 但是生产成本比原有的光气法高10 %左右, 不经济, 所以还需改进。代替光气生产聚碳酸酯, 已经开发成功以碳酸二甲酯为原料的工艺。首先由碳酸二甲酯与苯酚反应生成碳酸二苯酯, 再和双酚A 进行酯交换、缩聚生成高分子聚碳酸酯, 现正在建厂, 而且生产碳酸二甲酯采用甲醇氧化羰基化法, 取代了传统光气为原料的路线。韩国L G化学公司称独自开发了一种非光气的聚碳酸酯生产新工艺, 由于工艺简化,可减少投资70 % , 装置操作费用和生产成本明显降低。可见, 代替剧毒原料也可找到经济合理的绿色工艺路线。2.2 甲基丙烯酸甲酯生产新工艺继异丁烯氧化法、乙烯氢甲酰化法生产甲基丙烯酸甲酯(MMA) 技术工业化后, 人们仍在积极开发新工艺以取代传统氢氰酸为原料的丙酮氰醇法。异丁烷直接氧化法因资源更丰富、廉价而受到重视。这种方法包括异丁烷氧化制取甲基丙烯醛、甲基丙烯醛再氧化制取MMA 两步反应。由于异丁烷反应活性低于异丁烯, 通常选用具有强氧化性的杂多酸类催化剂。近年来研究发现, P - Mo 系杂多酸中引入V、Cu、Cs 等元素, 可促进甲基丙烯醛的氧化反应, 提高反应收率; 进一步将P - Mo - V- Cu - Cs 五元催化剂和Mo - V 的复合氧化物作为助剂, 添加到“MMA 高选择性催化剂”浆态杂多酸催化剂中, 可使MMA 的收率提高2 倍, 达到10 %以上, 表现出一定的工业应用前景。英国Lucite 国际公司开发成功其专有的α-MMA 技术, 并计划建设第一套100 kt/ a MMA 生产装置, 预计2007 年末建成投产。α- MMA 是两步法工艺。第一步由乙烯与甲醇、一氧化碳进行羰基化反应生成丙酸甲酯。据称, 所用的钯基催化剂活性很高, 选择性达9919 % , 且具有良好的稳定性, 反应温度和压力条件温和, 对装置的腐蚀性小; 第二步中丙酸甲酯与甲醛反应生成MMA 和水, 采用专有的多相催化剂, MMA 的选择性较高[14 ] 。该工艺大大改进了产品的经济性, 是三十年来开发的最重要的MMA 生产工艺。MMA 在中国是一个发展前景良好的有机化工原料, 随着国民经济的持续高速增长, 其需求还将不断增长, 中国应该慎选一条符合国情的绿色路线进行开发, 注意克服其不足之处。3 使用环境友好催化剂的化学反应石油化工生产技术的核心是催化剂, 催化剂的消耗虽不大, 但同样可能对环境产生很大的危害。硫酸、氢氟酸、三氯化铝等液态酸是广泛应用的酸性催化剂, 使用过程易腐蚀设备、危害人身健康和社区安全, 同时还产生废液、废渣污染环境。目前应大力开发环境友好的固体酸催化剂代替液体酸,已有一批工业化成果。在苯与烯烃烷基化过程中采用ZSM - 5 分子筛代替三氯化铝的气相法合成乙苯, 采用USY 或β- 沸石或MCM - 22 沸石代替三氯化铝的液相法合成异丙苯等; 此外, 还有采用固体酸替代氢氟酸的长链烷基苯合成的新工艺。采用上述分子筛固体酸取代三氯化铝、氢氟酸等催化剂, 虽然推出了新一代的烯烃烷基化绿色技术, 但是由于分子筛催化剂的酸强度不如氢氟酸、三氯化铝高, 分布也不够均匀, 而且酸中心数量较少, 于是采用这类固体酸催化剂时反应温度升高, 压力增加, 同时少量的副产物和杂质有所增高, 所以又出现了开发新固体酸催化剂的热点。负载型杂多酸催化剂可望克服上述缺点, 成为新一代的催化剂; 正在研究的还有一些新型催化材料, 如包裹型液体酸、纳米分子筛复合材料、离子液体等。这方面的研究, 中国已有一定基础, 应组织人力, 加速开发, 力争取得领先地位。
改革开放以来，我国化工行业发展迅速，为国民经济发展做出了重要贡献。同时，我国化工行业经营环境也日趋复杂，面临的风险和安全隐患也越来越大。下面是我为大家推荐的化工类 毕业 论文，供大家参考。
化工类毕业论文 范文 一：化学工程学科集群分析
一、我国化学工程与技术专业学科集群现象
经过调查统计,我国共有100多所高校招有化学工程与技术专业硕士研究生,该专业研究方向过多,一个专业出现87个研究方向。研究方向的划分有的甚至是跨学科的。如化学工程与技术专业是属于工学的,应用化学专业是属于理学,可应用化学居然是化学工程与技术专业的一个研究方向。同属于一个研究方向,研究方向的名称也是多样化的,缺乏统一标准,如安徽大学、南昌大学的绿色化学工程,上海大学就称为绿色化学与工艺。为了解决上述问题,我们请教了化工领域的专家,给这87个研究方向做一个归类,分为9个大的方向(表1)。由表1可以发现我国化学工程与技术专业是存在学科集群现象的,表现在:专业的学科建设,已经不单是化学工程的问题,而涉及到了化学化工研究的所有领域,包括应用化学、环境化工、工业催化、资源与材料工程、新能源技术、生物工程与技术、过程系统工程、油气加工及石油化工等。我国化学工程与技术专业学科集群的力度较大,表现在:各个高校的研究方向基本上都比较多,如清华大学、中国矿业大学、北京工业大学、北京理工大学、华南理工大学、华东理工大学、上海大学等高校,其研究方向都是传统与现代并存,传统化学化工的研究方向所占比例较大,如化学工程,包含的研究方向较多。部分代表21世纪化学化工发展方向的研究方向,在很多学校都受到重视,如资源与材料工程,研究方向也比较多。
二、化学工程与技术专业学科集群的创新及竞争优势
本文选择山西省高校做研究,分析其师资力量情况,以分析化学工程与技术专业集群的创新及竞争优势。山西省作为我国化工3大生产基地,化学化工产业是山西省的支柱产业,化学化工专业是山西省高校、特别是工科院校的学科优势之一。选择山西大学、中北大学、太原理工大学的化学化工学院为样本(见表2),按照前文对学科集群的认识,这些学院都有9个以上相关专业和研究方向,已经形成了一定的学科集群规模。其中论文指该学院教师被SCI、EI、ISTP3大检索刊物收录的论文数。中北大学的数据包含了CA论文。山西大学的数据不包括ISTP论文。专著指该学院教师出版的学术专著数,不包括教材。项目及奖项指该学院教师申请的省部级以上项目、经费及省部级以上奖项。发明专利指:该学院教师申请并且授权的发明专利。3所高校的化学化工学院拥有一定数量的教授和博士生导师,博士学位的教师也占到了较大比例。3所学院教师的科研成果也较为可观,被3大检索刊物收录的论文数量较多,出版了一定数量的专著,申请了一定数量的国家自然科学基金项目。山西大学化学化工学院承担了国家自然科学基金的重大攻关项目,以及“863”项目,甚至获得了国家科技进步奖和国家技术发明奖二等奖各1项。中北大学化学与环境学院承担过“973”项目,获得过国家技术发明二等奖1项,三等奖2项,国防科学技术一等奖2项。中北大学和山西大学还拥有发明专利十几项。从师资力量来看,应该说学科集群让山西省高校化学化工领域的创新取得了一定的成就,使得山西省高校化学化工专业在全国具有了一定的竞争优势和影响力。
三、化学工程与技术专业学科集群的协同创新模式
山西大学至今已与国内20余所高校、科研院所建立了学术交流与合作关系;与日本岩手大学、香港浸会大学等国家和地区的高校及科研单位签订协议,开展交流。在校企合作方面,与山西三维集团股份有限公司、太原钢铁(集团)公司、天脊集团等大型企业,在产品研发、岗位培训等多方面进行了良好的合作。太原理工大学与山西化工研究所建立了山西省化学工程技术中心,还与山西焦化集团公司等6个企业建立了长期稳定的产学研合作关系。中北大学安全工程系与航天一院、航天三院、北京理工大学、南京理工大学、第二炮兵工程学院、西安近代化学研究所等科研机构和相关生产企业进行了卓有成效的科研项目合作。从产学研合作角度来看,三所高校都与国内外相关院校、科研院所和企业建立了良好的产学研合作关系。从企业合作的视角来看,在研发方面,与山西省的产业集群密切相关,合作领域主要为新能源技术、环境化工、生物工程与技术。3所高校的化学工程与技术学科集群与山西省的产业集群具有一定的协同关系,构建了学科集群与产业集群协同创新的模式,围绕着山西省的产业特色,为山西省地方经济服务。
四、我国化学工程与技术专业集群的路径
从以上3所高校的情况来看,基本上已经完成了单个高校某个学科的集群,在3所高校内部相关专业之间建立了学科集群,集群的方式是建立化学化工学院,统筹化学化工各个专业,从多学科、多专业、多研究方向的角度,进行学科集群。关于区域性学科集群,即单个高校与该高校所在地高校、研究所和企业之间的集群,3所高校都作出了一定的努力,也取得了一定的实效。集群的方式是产学研合作,与山西省高校、科研院所和企业建立合作关系,从而服务地方经济。关于跨区域性学科集群,即单个高校与该高校所在地之外高校、研究所和企业之间的集群,中北大学有一定的建树,却没有进一步深入。中北大学之所以能够有一定建树的原因是该校原来是部属院校,与其他部属院校具有一定的合作关系。因此,中北大学的跨区域学科集群,仅仅局限于与兄弟院校的合作,还没有进一步深入到与其他省份企业的合作上。
五、结论
第一,我国高校化学工程与技术专业有87个研究方向,扩散性较强,涉及到了化学化工的各个领域,表明该专业的建设具有学科集群现象,并且已经以建院的形式,完成了单个高校某个学科的集群。第二,学科集群有利于团队建设,从而能够产生一定的创新成果,与产业集群一样,使得高校学科建设具有一定的竞争优势和影响力。第三,学科集群与高校所在地产业集群存在一定的协同关系,也就是说,学科集群首先必须与高校所在地经济发展特色密切相关。只有这样,才能实现产学研结合,服务地方经济。第四,从学科集群的路径来看,单个高校某个学科的集群已经完成,区域性学科集群也具有了一定的规模,跨区域性学科集群还有待于进一步发展。当然,我们相信,在区域性学科集群发展到一定程度后,必然会走向跨区域性学科集群。
化工类毕业论文范文二：生物质化学人才培训思考
一、生物质化学工程人才的需求分析
能源是人类社会赖以生存和发展的基础。随着经济的飞速发展,我国能源消耗快速增长,已跃居世界第二大能源消费国。我国能源总量和人均占有量却严重不足,石油供需约缺口1亿吨,天然气供需约缺口400亿标准立方米。而且,由于清洁利用的技术难度较大,化石能源在使用过程中引发了诸多的环境问题。生物质能是第四大一次能源,又是唯一可存储和运输的可再生能源。发展生物质能将缓解能源紧缺的现状和减少化石能源造成的环境污染。我国幅员辽阔,又是农业大国,生物质资源十分丰富。据测算,我国目前可供开发利用的生物质能源约折合7.5亿吨标准煤。国家“十一五”发展规划明确提出“加快发展生物质能”。同时,随着化石资源日益枯竭,化学工业的原料也将逐步由石油等碳氢化合物向以生物质为代表的碳水化合物过渡。目前,世界各国纷纷把发展生物质经济作为可持续发展的重要战略之一。以生物质资源替代化石资源,转化为能源和化工原料的研究受到普遍重视。政府、科研机构和道化学、杜邦、中石油、中石化、中粮等大型企业争相研发和储备相关技术,并取得了一系列重大进展。海南正和生物能源公司、四川古杉油脂化工公司和龙岩卓越新能源发展有限公司,依托我国自主知识产权的生物柴油生产技术,相继建成规模超过万吨的生产线,产品达到了国外同类产品的质量标准,各项性能与0#轻质柴油相当,经济效益和社会效益俱佳。我国对以生物质为原料生产化学品(即生物基化学品)极为重视,已列入科技攻关的重点。例如,生物柴油生产过程中大量副产的甘油是一种极具吸引力的非化石来源的绿色化工基础原料。从甘油出发生产1,2-丙二醇、1,3-丙二醇和环氧氯丙烷等大宗化工产品,已经实现或接近产业化。新兴产业的发展,最根本的是靠科技的力量,最关键的是要大幅度提高自主创新能力,其核心是人才的竞争。浙江是经济大省和能源小省,能源资源低于全国平均水平,一次能源消费自给率仅为5%;而气候条件优越,是我国高产综合农业区,森林覆盖率达60%,生物质资源居全国前列。浙江省乃至全国的生物质能源产业和生物质化学工业的蓬勃发展,对生物质化学工程人才的需求十分迫切。
二、生物质化学工程人才的知识结构
生物质化学工程(专业)模块是一个新生事物,并未包含在《全国普通高等学校本科专业目录》之中。在《专业目录》中与之接近的是生物工程专业。生物工程专业培养掌握现代工业生物技术基础理论及其产业化的原理、技术 方法 、生物过程工程、工程设计和生物产品开发等知识与能力的高级专业人才。生物工程专业重点关注围绕生物技术进行的工程应用,而生物质化学工程重点关注通过化学工程技术(包括生物化工技术)对生物质资源进行加工利用的工业过程。可见,生物质化学工程(专业)模块与生物工程专业的人才培养目标和知识体系存在着明显差异,其人才培养模式仍处于探索之中。生物质的组织结构与常规化石资源相似,加工利用化石资源的化学工程技术无需做大的改动,即可应用于生物质资源。但是,生物质的种类繁多,分别具有不同的特点和属性,利用技术远比化石资源复杂与多样。可见,生物质化学工程人才必须具有扎实的化学工程基础,并熟悉各类生物质资源的特点、用途和转化利用方式。因此,浙江工业大学将生物质化学工程人才的培养目标定位为:既能把握和解决各种化工过程的共性问题,胜任化工、医药、环保和能源等多个领域的科学研究、工艺开发、装置设计和生产管理等工作;又能将化学工程的基础知识灵活运用于生物质资源的转化利用和生物质化工产品的生产开发等领域,胜任生物质能源和生物质化工等新兴行业的工作。
三、生物质化学工程人才培养的探索与实践
(一)组织高水平学术会议,营造人才培养氛围
2007年4月,浙江工业大学与中国工程院化工、冶金与材料工程学部和浙江省科技厅共同主办了“浙江省生物质能源与化工论坛”。中国工程院学部工作局李仁涵副局长分析了我国能源技术的发展状况,强调了发展生物质能需注意工艺过程的绿色化。浙江省科技厅寿剑刚副厅长介绍了浙江省能源消费状况和新能源技术研发动态,鼓励省内外的科技工作者为改善浙江省能源紧缺现状而努力工作。浙江工业大学党委书记汪晓村回顾了浙江工业大学的发展历程,介绍了浙江工业大学化学工程学科在生物质能源领域的科学研究特色和人才培养思路。浙江工业大学的计建炳教授和石油化工科学研究院的蒋福康教授主持了学术交流与讨论。闵恩泽、李大东、舒兴田、岑可法、沈寅初、汪燮卿等六位院士分别从我国发展生物能源的机遇与挑战、我国生物质能源产业发展状况、生物质燃料(清洁汽柴油、生物柴油)利用技术、生物柴油联生产物利用技术和以生物质为原料进行化工生产等几个方面进行了精辟论述。2009年4月,浙江工业大学承办了“中国工程院工程科技论坛第84场———生产生物质燃料的原料与技术”。浙江工业大学副校长马淳安教授在开幕式上致辞,介绍了浙江工业大学化学工程学科在生物质能源领域开展的科学研究和人才培养工作。浙江省可再生能源利用技术重大科技专项咨询专家组组长、浙江工业大学化工与材料学院生物质能源工程研究中心主任计建炳教授主持了学术交流与讨论。国家最高科学技术奖获得者、两院院士闵恩泽做了题为“21世纪崛起的生物柴油产业”的 报告 ,重点阐释了我国发展生物能源和生物质化工的机遇与挑战。在两次会议上,来自石油化工研究院、清华大学、浙江大学、浙江工业大学、浙江省农业科学院、中国林业科学研究院和中粮集团等单位的专家学者分别介绍了生物质原料植物的选育、生物质原料的收储运物流供应体系、生物质原料的梯级利用、生物质液体燃料的制取技术、生物柴油的生产实践及其副产物综合利用和生产生物柴油的反应器技术等方面的研究进展。会议期间,闵恩泽院士等人应邀参加了浙江工业大学化学工程与工艺专业建设暨生物质化学工程专业方向建设研讨会。闵恩泽院士指出,迈入21世纪以来,针对日趋严峻的能源危机和环境危机,国家高度重视能源替代战略的发展和部署,新能源代替传统能源、优势能源代替稀缺能源、可再生资源代替非可再生资源是大势所趋;因此,化学工程与工艺专业根据国家发展需求调整学科设置、进一步促进交叉学科的发展也势在必行。闵恩泽院士认为,在降低能耗和保护环境的时代背景下,生物质能源和生物质化工的产业发展为生物质化学工程人才提供了广阔的发展空间,生物质化学工程(专业)方向的建设思路符合当今化工产业的发展趋势。近距离接触学术泰斗,聆听专业领域的前沿进展,极大地激发了学生们的学习兴趣。通过组织高水平学术会议,浙江工业大学营造了培养生物质化学工程人才的良好氛围。
(二)理论与实验课程体系
根据人才培养目标定位,浙江工业大学将生物质化学工程(专业)模块的主干学科确定为化学工程与技术,针对生物质资源加工利用过程的特点,对化工原理、化学反应工程、化工热力学、化学工艺学、化工设计、分离工程和化工过程分析与合成等主干课程的教学内容进行了梳理。此外,增设了生物质化学与工艺学和生物质工程两门专业课程。生物质化学与工艺学重点讲授糖类、淀粉、油脂、纤维素、木质素、甲壳素、蛋白质、氨基酸等生物质的结构、性质、用途,以及加工转化为化工产品的生产工艺。生物质工程从原料工程学、转化过程工程学和产品工程学等角度出发,为学生讲授生物质资源转化利用过程中的工程原理、工程技术和生产实例。化学工程与工艺国家特色专业综合实验室在中央与地方共建高等学校共建专项资金的资助下,为生物质化学工程(专业)方向增设了酯交换法制备生物柴油和生物质热解制备生物原油两个实验,并在积极筹备开设生物柴油品质测定、淀粉基两性天然高分子改性絮凝剂的制备和易降解型纤维素-聚乙烯复合材料的制备等实验。
(三)实习、实践和毕业环节
生物质化学工程模块依托化学工程省级重点学科和生物质能源工程研究中心建设,师资力量雄厚,拥有专职教师14人。其中,正高职称5人,副高职称7人,11人具有博士学位,7人具有海外 留学 经历。生物质化学工程模块教师的科研成果成功实现产业转化,与企业建立了良好的合作关系。生物质化学工程模块不断加强产学研合作,与宁波杰森绿色能源科技有限公司、温州中科新能源科技有限公司等企业签订了共建大学生创新实践基地的合作协议,设立了企业专项奖助学金,拓展了实习实践 渠道 ;还依托化工过程模拟基地,引入计算机模拟实习、沙盘模拟等方式,丰富了生产实习环节的教学手段。同时,生物质化学工程模块修订完善生产实习教学大纲和教学计划,根据实习厂和仿真软件编写实习手册,强化对实习的质量监控与反馈,建立科学合理的考评体系;增加“内培外引”师资的力量,加快实习指导师资队伍建设;从实习方式、实习内容、考核办法和师资队伍等多个角度出发,确保生产实习教学质量的全面提高,强化学生的工程意识和实践能力,培养学生的创新意识和创新能力。生物质化学工程模块教师承担了国家自然科学基金、浙江省自然科学基金、浙江省科技厅重大招标项目、浙江省科技计划项目和企业委托开发项目数十项。从这些科研和工程开发项目中选取的毕业环节课题,更加贴近科学研究、工程设计或工业生产的实际情况,能够全面检验学生所学的理论知识及其综合运用能力,全方位增强学生结合工程实际,发现问题、分析问题和解决问题的能力,为学生步入工作岗位打下良好基础。依托实践教学平台,从“产品工程”的理念出发,选取若干个恰当的产品,串联实验、课程设计、实习、毕业环节和课外科技活动等教学内容,帮助学生理顺知识体系,建立起绿色化学和节能环保的基本理念。以生物柴油为例,核心反应是酯交换反应,可以采用水力空化等技术强化反应过程;产物需要采用精馏方法分离,生产废水需要采用电渗析等方法加以分离;生产过程中还涉及流体流动和传热等问题;生物柴油这一产品可以将多个实验内容组合成一个有机整体,有效降低实验原料的消耗。教学可以选取其中部分内容作为单元设备设计进行,可以将生物柴油生产车间作为化工设计的教学内容,可以选取部分内容作为学科课外科技项目或毕业环节的研究内容,还可以将生物柴油生产作为创业大赛的竞赛内容。学生可以到生物柴油生产企业进行实习,将工艺革新、过程强化和产品工程融为一体,并通过实验室规模与工业化规模的对比,强化工程意识。
王杰顾忆
（中国石化石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所，无锡214151）
摘要 塔河油田奥陶系与TS1井天然气主要以烃类气体为主，甲烷占绝对优势，塔河油田东部奥陶系天然气为干气，其余区块天然气为典型湿气，而TS1井天然气则为典型干气。塔河油田奥陶系与TS1井天然气具有相同母质来源，都为典型油型气，奥陶系天然气为不同成熟度油型气的复合，是干酪根降解气，而TS1井天然气为原油裂解气，塔河油田奥陶系与TS1井二氧化碳气体都为碳酸盐岩热变质作用产生。该油田奥陶系天然气的生成具有多阶连续的特征，既有反映成熟阶段的正常原油伴生气和较高成熟阶段的凝析油伴生气，还有反映高过成熟阶段的高温裂解气。TS1井天然气成熟度总体上高于塔河油田主体区天然气成熟度，而低于塔河油田东部评价1区和阿克库勒S14井和S18井天然气成熟度。
关键词 塔河油田 TS1井 同位素倒转 碳氢同位素 稀有气体同位素 成因类型
Geochemistry and Genetic Type of Natural Gas in TS1 Well and Ordovician System in Tahe Oilfield，Tarim Basin，Northwest China
WANG Jie，GU Yi
（Wuxi Research Institute of Petroleum Geology，SINOPEC，Wuxi 214151）
Abstract In TS1 well and Ordovician system of Tahe oilfield，the hydrocarbon gases in natural gas occupy a great majority in volume，and methane occurs absolutely dominant.The natural gases belong to typical dry gas in the eastern of Tahe oilfield，and belong to wet gas in the others areas.The natural gas of TS1 well is typically dry gas.The natural gases of Ordovician system in Tahe oilfield and TS1 well originate from the same source rocks，which belonging to typical oil type gas.The Ordovician system natural gases in Tahe oilfield are the complex of the different maturity stage gas，which contains kerogen cracking gas.But the natural gases in TS1 well remain with oil cracking gas.Carbon dioxide is produced by the thermal metamorphose of carbonate rocks in Tahe oilfield and TS1 well.In Tahe oilfield，the generating natural gas of different stages takes on continuous character，which contain petroleum associated gas of the maturity stage and condensate associated gas of the relatively high maturity stage，as well as cracking gas of high-over maturity stage.The natural gas maturity of TS1 well is bigger than that of main areas in Tahe oilfield and lower than the east part of Tahe oilfield.
Key words Tahe oilfield TS1 well isotope reverse carbon and hydrogen isotope rare gas isotopegenetic feature
对于天然气成因判别，前人已做了大量卓有成效的工作，形成了比较可行的方法和指标［1～4］。天然气藏的天然气成因类型取决于气中占绝对优势组分的成因，天然气成因研究和气源探讨为天然气资源评价和勘探奠定了基础。前人对塔里木盆地宏观油气地球化学和塔河油田及其外围地区原油的地球化学特征进行了大量的研究，取得了一系列的研究成果［5～8］，限于篇幅，不在文中赘述。但到目前为止，却未见塔河油田天然气的地球化学特征及其成因类型的系统研究成果见诸于报道。本文对塔河油田及其外围以及塔河深层TS1井天然气组分、碳氢同位素、稀有气体同位素和轻烃指纹特征进行了综合分析，首次在塔河地区应用了天然气的CO2碳同位素与稀有气体同位素分析，对该区奥陶系和深层天然气地球化学特征及其成因类型进行了系统研究，为深层天然气的研究和勘探提供理论依据。
1 地质背景
塔河油田位于塔里木盆地沙雅隆起阿克库勒凸起西南部斜坡，西为哈拉哈塘凹陷，东邻草湖凹陷，北为雅克拉断凸，南接顺托果勒隆起和满加尔坳陷，面积约750km2。阿克库勒凸起为前震旦系变质基底上发育起来的一个长期发展、经历了多期构造运动、变形叠加的古凸起，先后经历了加里东期、海西期、印支-燕山期及喜马拉雅期等多次构造运动，由于长期的抬升暴露风化剥蚀，使凸起大部分地区缺失中、上奥陶统及志留系—中、下泥盆统等，下奥陶统也遭受不同程度的剥蚀，上述地层主要分布在凸起南部、东部围斜地区［9］。塔河油田是我国迄今为止最大的海相烃源大型油田，勘探表明，塔河油田含油气层位有三叠系、石炭系与奥陶系，主要集中在奥陶系，特别在中、下奥陶统碳酸盐岩中岩溶缝洞型储层最为发育，为该油田的最主要产层。
阿克库勒凸起在加里东中晚期形成雏形，海西早期受区域性挤压抬升形成向西南倾伏的NE向展布的大型鼻凸，经过海西晚期运动、印支-喜马拉雅运动的进一步改造定型，为油气运移有利指向区。为了加快塔河油田油气勘探步伐，进一步探索下古生界储层发育特征及油气分布规律，实现“塔河油田下面找塔河”的油气勘探目标，选择寒武系碳酸盐岩台地边缘建隆圈闭，部署了TS1井。TS1井位于塔河油田2区，钻深达8408m，揭穿建隆体1后完钻，完钻层位为上寒武统下丘里塔格群（ ），通过对TS1井钻探成果的分析，揭示了塔河油田深层生储盖圈保条件以及油气成藏规律。
2 天然气组分特征
塔河油田奥陶系天然气主要以溶解气、伴生气或凝析气的形式出现。天然气组分包括：烃类气体，CO2，N2，H2S。天然气的组分主要以烃类气体为主，占气体总体积的89.2%～98.6%，平均为95.2%；非烃气体以CO2和N2为主，含有少量H2S气体。烃类气体中甲烷占绝对优势，含量为49.8%～93.6%，平均为75.7%；绝大部分天然气重烃含量较高，占3.8%～39.4%，平均为18.6%。塔河油区天然气干燥系数（C1/∑C）介于0.56～0.96之间，平均为0.80，整体上属于典型的湿气，塔河油田外围的阿克库勒地区S14井和S60井天然气干燥系数分别为0.96和0.93，属于热演化程度较高的干气类型；另外塔河油田东部评价1区的天然气，根据其甲烷碳同位素组成来看，也为典型干气。其余天然气的干燥系数介于0.56～0.89之间，属于典型的湿气。在塔河油田奥陶系天然气中，非烃气体为N2，CO2，H2S，非烃气体含量不高，为1.38%～10.83%，其中N2含量为0～8.9%，CO2含量为0.09%～8.39%，硫化氢含量分布范围较宽，从不含硫化氢到高含硫化氢均有分布。油田西部的T740井、T751井和T738井一带硫化氢含量较高，在20.2～108.8g/m3之间，属于中—高含硫气区。在此区域之外只有T804（K）井、S91井一带为含硫化氢天然气，其余地区从中—高含硫区到低含硫区的变化非常快，在紧邻中—高含硫区域的其他井硫化氢含量很快衰减到低于1g/m3，为低含硫化氢天然气。
TS1井在井深7358m处上寒武统丘里塔格群（ ）进行地层测试，产出少量天然气。由表1可见，在该层段采集了2个天然气样品，天然气组分主要以烃类气体为主，占总体积的96.9%和97.0%，其中甲烷在天然气组分中占绝对优势，含量分别为94.1%和93.9%；天然气中重烃含量分别为2.79%和3.11%。非烃气体中含有一定量的N2和CO2气体，2个样品中N2含量分别为2.81%和2.86%，CO2含量很低，为0.22%和0.21%。TS1井天然气干燥系数为0.97，属于热演化程度较高的典型干气。
表1 TS1井天然气组分和地球化学特征
由塔河油田奥陶系和TS1井天然气组分特征来看，二者都以烃类气体为主，其中甲烷占绝对优势，TS1井天然气中甲烷含量要高于塔河油田奥陶系所有天然气，重烃含量低于塔河油田奥陶系天然气；另外该油田东部评1区的天然气为典型干气，其余区块天然气为典型湿气，TS1井天然气干燥系数为0.97，说明TS1井天然气成熟度整体上要高于塔河油田奥陶系，二者处于不同演化阶段。
3 天然气碳、氢及稀有气体同位素组成
3.1 甲烷碳同位素组成
对于划分无机成因与有机成因甲烷碳同位素δ13C1的界限值，许多学者认识不一致。本文采用-30‰作为划分无机成因和有机成因甲烷δ13C1的界限值［10］。塔河油田奥陶系天然气中甲烷的碳同位素偏轻，分布在-50.8‰～-30.2‰之间，主要分布在-42.9‰～-38.4‰范围内，平均为-40.5‰。本区天然气δ13C1都小于-30‰，再结合其他指标，综合判断塔河油田奥陶系天然气甲烷为有机成因。
由图1可见，总体上天然气C1/∑C和C1/C2与δ13C1具有明显的正相关关系，即随着干燥系数和C1/C2增加，δ13C1值逐渐变大，说明该区天然气甲烷的碳同位素组成主要是受热演化程度的影响，表明天然气的碳同位素分馏效应主要受成熟作用的控制。
TS1井天然气甲烷碳同位素值分别为-38.6‰和-37.2‰，普遍重于塔河油田奥陶系天然气，这说明TS1井天然气热演化程度高于塔河油田奥陶系天然气。
3.2 重烃气的碳同位素组成
烷烃气碳同位素系列是指依烷烃气分子碳数顺序的碳同位素分布特征。有机成因烷烃气是指碳同位素值随烷烃气分子中碳数增加而增大，被称为正碳同位素系列，即δ13C1＜δ13C2＜δ13C3＜δ13C4。而无机成因烷烃气碳同位素值则随烷烃气分子中碳数增加而减少，被称为负碳同位素系列，即δ13C1＞δ13C2＞δ13C3。不具有上述顺序的碳同位素系列，称同位素倒转或逆转。
图1 塔河油田奥陶系天然气C1/∑C 和C1/C2与δ13C1值相关关系
塔河油田奥陶系天然气总体上具有δ13C1＜δ13C2＜δ13C3＜δ13C4的特征，呈明显正序列，为典型的有机成因。但塔河油田外围S73井和T913井以及塔河4区TK417井天然气具有δ13C1＞δ13C2＜δ13C3＜δ13C4的异常序列（图2），根据烷烃气的碳同位素组成特征和轻烃特征判断该区天然气为油型气，且具有相同来源，因此S73井和T913井以及TK417井天然气碳同位素组成的倒转现象可能为相同母质不同期次生成的气复合造成的，这与塔河区域地质以及周缘烃源热演化史是吻合的。由图2可见，塔河油田奥陶系天然气δ13C2-1值在-3.2‰～8.1‰之间，δ13C3-2值在0.1‰～6.4‰之间，δ13C4-3值在0.7‰～3.7‰之间，显然δ13C2-1，δ13C3-2，δ13C4-3值所处相对范围依次变小，并且范围相互重叠，说明塔河油田奥陶系天然气为不同成熟度油型气的复合，印证了上述的认识。
图2 塔河油田奥陶系与TS1井天然气碳同位素组成指纹分布图
TS1井天然气和塔河油田奥陶系天然气具有δ13C1＜δ13C2＜δ13C3＜δ13C4的特征，呈明显正序列。据图2可见，TS1井天然气碳同位素类型曲线与塔河油田奥陶系天然气的类型曲线具有很好的一致性，说明TS1井天然气与塔河油田奥陶系天然气具有相同或相似的母质来源。
3.3 二氧化碳碳同位素组成
二氧化碳成因分为有机成因和无机成因两类，有机成因的CO2通常相对富集轻碳同位素，无机成因CO2一般相对富集重碳同位素。戴金星等［11，12］认为无机成因二氧化碳的 值大于-8，主要在-8～+3 区间内；在无机成因二氧化碳中，由碳酸盐岩变质成因的CO2其 值接近于碳酸盐岩的δ13C值，为0±3；火山-岩浆成因和幔源CO2其 值大多为-6±2。塔河油田奥陶系8个天然气样品的 值分布在-4.3～-0.7 之间（表2），结合稀有气体同位素R/Ra处于0.016～0.037判断，该区二氧化碳基本上为壳源成因，主要为碳酸盐岩热变质成因产生，笔者认为是由二叠系火山活动引起的热事件造成。目前，塔河油田已有百余口钻井钻遇二叠系火山岩，主要连片分布于阿克库勒凸起西南部，整体上阿克库勒凸起两翼厚、中间薄，由北向南、由东向西特别是向西南方向厚度逐渐增大。塔河地区火山岩确切形成时代限定在晚石炭世以后到早三叠世前，该地区火山活动有利于促进有机质热演化。
表2 塔河油田奥陶系与TS1井天然气地球化学特征
TS1井天然气中二氧化碳 值为-5.3，根据不同类型二氧化碳 值分布范围以及TS1井天然气伴生的He同位素值R/Ra为0.03，远小于1，说明塔深1井二氧化碳为碳酸盐岩变质成因。
3.4 天然气氢同位素组成
天然气氢同位素组成主要受4个方面因素的影响：①受源岩沉积环境和水介质条件影响；②受热演化程度影响，有机质随演化程度增加，天然气的δD1有变重趋势；③受母质特征的影响；④受外来氢源的影响，这种外来氢源有时可能对天然气的氢同位素组成起到关键性作用。天然气中的氢同位素组成虽然受母质特征和热演化程度的影响，但主要受源岩沉积环境和水介质条件的影响。
δD值序列倒转的原因主要有：①烷烃气受到细菌氧化的次生改造；②煤型气和油型气混合［13］。由表2可见，塔河10区TK827井、塔河2区TK235井和塔河8区T702B井等3口井天然气的氢同位素组成具有δD1＜δD2＜δD3＜δD4的特征，其余5口井天然气呈现出δD1＞δD2＜δD3＜δD4的规律。本区甲烷氢同位素的差异主要不是由沉积水介质条件变化引起的，而是由同一烃源岩中同一类型母质不同演化阶段的产物混合造成的（图3）。本文研究认为，造成天然气δD值序列倒转还有其他因素，在该区戴金星等［13］提出的因素不是造成δD值序列倒转的原因，部分天然气的甲烷氢同位素倒转主要是由于本区早期生成的油气遭受强烈的次生改造，再加上后期的高成熟油气充注混合造成的。其中又分两种情况：一是塔河地区部分天然气δ13C1和δ13C2值相近，且δD1和δD2值序列发生倒转，主要是由于不同成熟阶段油气混合造成，这可以从氢同位素类型曲线两阶段分布的特征得到印证，与碳同位素类型分布曲线一致，即主要为天然气的甲烷与乙烷存在不同的来源，显示了天然气具有两期充注、混合的特征；二是塔河地区部分天然气δ13C1和δ13C2值相差较大，且δD1和δD2值序列发生倒转，主要是早期生成的油气受水洗氧化次生改造的因素占主要地位造成。
图3 塔河油田奥陶系天然气组分参数与δD1值的关系
一般情况下，海相（或咸水）沉积有机质形成的天然气 大于-180‰，而陆相淡水沉积则是 小于-180‰［14］。而TS1井天然气δD值具有δD1＜δD2＜δD3＜δD4的特征，为正序列，不具有倒转特征，而且δD1值都大于-180‰，为典型海相沉积环境。由图4可见，TS1井天然气氢同位素组成曲线和塔河油田奥陶系天然气氢同位素类型曲线具有相似的特征，具有相同的母质来源。
3.5 天然气稀有气体同位素组成
氦的两个稳定同位素分别为3He和4He，3He主要为元素合成时形成的核素，主要存在于地幔，而4He则主要是地球上自然放射性元素铀、钍α衰变的产物。天然气中氦的来源有3个，即大气氦、壳源氦和幔源氦。大气氦的3He/4He值（Ra）为1.40×10-6，地幔氦3He/4He取1.1×10-5［15］，平均壳源氦的3He/4He值为（2～3）×10-8［16］。氩有3种稳定同位素36Ar和38Ar及40Ar，放射成因40Ar由40K衰变产生，36Ar主要是元素合成时形成的原始核素。大气40Ar/36Ar值为295.5；上地幔40Ar/36Ar值分布范围很广，从接近大气氩值的295.5到高达104；下地幔的40Ar/36Ar值则远低于上地幔，约为400。
图4 塔河奥陶系与TS1井天然气氢同位素类型曲线
塔河油田奥陶系天然气的氦同位素3He/4He值比较低，分布在（2.26～5.23）×10-8范围内，R/Ra的值分布在 0.016～0.037 内，平均值为 0.03（表2）。该区天然气的4 He/20Ne值比大气中的4He/20Ne值（0.326）大2～4个数量级，且40Ar/36Ar值明显地大于大气氩值。因此大气成因氦的份额可忽略，仅需讨论壳、幔两种来源的氦，用壳-幔二元复合模式计算出天然气中氦有0.02%～0.29%幔源氦的贡献，壳源氦在天然气氦中占绝对优势，说明深部来源的幔源挥发分对天然气成分的影响很小，天然气为有机成因。TS1井天然气氦同位素3He/4He 值比较低，分别为4.1×10-8和4.3×10-8，R/Ra值为0.03，说明深部来源的幔源挥发分对TS1井天然气成分的影响很小。
4 天然气成因类型
4.1 天然气的稳定同位素
δ13C2和δ13C3值是区别油型气和煤型气的重要标志之一。国内研究者多以δ13C2=-28‰作为划分油型气和煤型气的标志，一般认为，油型气的δ13C3小于-25.5‰，煤成气的δ13C3大于-23.2‰。塔河油田奥陶系天然气δ13C2值为-42.9‰～-31.9‰，都小于-28‰，δ13C3值分布在-36.6‰～-31.4‰之间，属于典型油型气范畴。TS1井天然气δ13C2值分布在-38.1‰～-36.7‰之间，δ13C3值分布在-34.5‰～-33.3‰之间，属于典型油型气。所以不论从乙烷的碳同位素组成，还是丙烷的碳同位素组成来看，塔河油田奥陶系和TS1井天然气都为典型的油型气。
对于油型气而言，生物热催化过渡带气的δ13C1值为-55‰～-48‰，正常原油伴生气的δ13C1值为-48‰～-40‰，凝析油伴生气的δ13C1值为-40‰～-36‰，高温裂解气的δ13C1值大于-36‰。塔河油田外围S14井、S18井、S60井、S73井和T913井等于或大于-36‰，加之干燥系数大，为高温裂解气，其余气样为正常原油伴生气和凝析油伴生气（T740井气样除外），所以塔河油田奥陶系天然气的生成具有多阶连续特征，成熟度范围为从成熟阶段到过成熟阶段，既有反映成熟阶段的正常原油伴生气和较高成熟阶段的凝析油伴生气，还有反映高过成熟阶段的高温裂解气。
对TS1井天然气而言，若仅根据甲烷碳同位素组成为-38.6‰～-37.2‰判断，其天然气应为凝析油伴生气。根据沈平［17］等的油型气回归方程δ13C1≈21.72lgRo-43.3 计算，TS1井天然气相应源岩Ro为1.65%和1.91%，处于高成熟湿气-凝析油阶段，为凝析油伴生气。塔河油田除10区T740井天然气相应源岩Ro为0.45%外，其余天然气相应源岩Ro为0.7%～4.0%，处于成熟阶段—过成熟阶段。特别是位于塔河油田外围东部地区的T913井、S14井、S18井、S60井和S73井的δ13C1值相对较大，其相应Ro都大于2%，显示已达到过成熟阶段，与其干燥系数较高是一致的。
当母质类型一定时，天然气中甲烷的碳同位素组成主要受成熟度效应的控制，而乙烷的碳同位素组成则受母质继承效应的制约更为明显，因此，利用δ13C1与δ13C2相结合可有效地划分天然气成因类型。图5直观地反映了塔河油田奥陶系和TS1井天然气甲烷、乙烷碳同位素值的差异，塔河油区奥陶系天然气的甲烷碳同位素与乙烷碳同位素具有很好的线性关系，而且都属于典型的油型气范畴。TS1井天然气成熟度总体上高于塔河油田主体区天然气成熟度，而低于塔河油田东部评价1区和阿克库勒S14井和S18井天然气成熟度。
图5 塔河油田奥陶系和TS1井天然气δ13C1与δ13C2相关图
4.2 天然气组分
Behar等［18］在封闭热解系统中的模拟实验表明，油裂解气在ln（C1/C2）变化较小的情况下，ln（C2/C3）变化范围较大；而干酪根降解气在ln（C1/C2）变化较大的情况下，ln（C2/C3）变化较小。塔河地区奥陶系天然气ln（C2/C3）在-0.19～1.16之间，基本上变化不大，而ln（C1/C2）值变化较大，变化范围为1.51～3.82，具有干酪根裂解气的特征。由图6可见，塔河地区奥陶系天然气为典型干酪根降解气，而TS1井天然气则为典型原油裂解气。
图6 塔河油田奥陶系与TS1井天然气ln（C1/C2）与ln（C2/C3）相关图
虚线区为干酪根降解气的变化趋势和范围
4.3 天然气轻烃组成
胡国艺等［19］通过模拟实验对原油裂解气和干酪根降解气轻烃组成的研究表明，在C7轻烃组成中，原油裂解气中甲基环己烷/正庚烷和（2-甲基己烷+3-甲基己烷）/正己烷均明显高于干酪根裂解气，而且原油裂解气中甲基环己烷/正庚烷一般大于1.0，（2-甲基己烷+3-甲基己烷）/正己烷一般大于0.5，而干酪根裂解气则反之。应用上述指标对塔河地区奥陶系天然气成气过程判识，发现甲基环己烷/正庚烷比值在0.39～0.59 之间，均小于1；（2-甲基己烷+3-甲基己烷）/正己烷比值，除8个天然气样外均在0.18～0.5之间，表明塔河地区奥陶系天然气主要为干酪根裂解气。TS1井天然气甲基环己烷/正庚烷比值为0.93和1.93，大于1；（2-甲基己烷+3-甲基己烷）/正己烷比值也均大于0.5，表明TS1井天然气为原油裂解气。
脂族烃组成为某一碳数烃类中直链烃、支链烃和环烃组成的归一百分含量，不同沉积环境和母质类型源岩生成的天然气具有不同的脂族烃族组成特征。将天然气C5—C7轻烃馏分的各类烃类组成标在分别以正构烷烃、异构烷烃和环烷烃的百分含量为端元的三角图上，从图7可以看出，塔河油田奥陶系与TS1井天然气C5—C7轻烃组成的点分布在相同的范围内，具有相同的母质来源。塔河油田奥陶系与TS1井天然气C6—C7轻烃组成三角图上的点分布在相同的范围内（图7），充分显示塔河地区奥陶系天然气与TS1井天然气具有相同的母质来源。
5 结论
（1）塔河油田奥陶系天然气与TS1井天然气主要以烃类气体为主，其中甲烷占绝对优势，非烃气体含量较低。塔河油田东部奥陶系天然气为干气，其余属于典型的湿气；而TS1井天然气属于热演化程度较高的干气。
图7 塔河地区奥陶系天然气与TS1井天然气C5—C7和C6—C7轻烃组成
（2）塔河油田奥陶系天然气与TS1井天然气具有相同的母质来源。塔河油田奥陶系为腐泥型母质不同成熟度油型气复合的面貌，为干酪根降解气，天然气的生成具有多阶段连续的特征，既有反映成熟阶段正常原油伴生气和较高成熟阶段的凝析油伴生气，又有反映过成熟阶段的高温裂解气。TS1井天然气为典型油型气，属于原油裂解气，处于高成熟湿气-凝析油阶段。TS1井天然气成熟度总体上高于塔河油田主体区天然气成熟度，而低于塔河油田东部评价1区和阿克库勒S14井和S18井天然气成熟度。
（3）造成塔河地区奥陶系天然气碳氢同位素倒转的原因，主要是由于不同成熟度油型气的复合，再加上早期生成天然气遭受强烈次生改造形成。
参考文献
［1］陈践发，徐永昌，黄第藩.塔里木盆地东部地区天然气地球化学特征及成因探讨（之一）［J］.沉积学报，2000，18（4）：606～609.
［2］徐永昌.天然气中的幔源稀有气体［J］.地学前缘，1996，3（3～4）：63～70.
［3］徐永昌.天然气成因理论及应用［M］.北京：科学出版社，1994，97～106.
［4］沈平，徐永昌，王先彬等.气源岩和天然气地球化学特征及成气机理研究［M］.兰州：甘肃科学技术出版社，1991：39～122.
［5］张水昌，梁狄刚，张宝民.塔里木盆地海相油气的生成［M］.北京：石油工业出版社，2004，101～480.
［6］赵孟军，周兴熙，卢双舫.塔里木盆地天然气分布规律及勘探方向［M］.北京：石油工业出版社，2002，100～220.
［7］顾忆，黄继文，邵志兵.塔河油田奥陶系油气地球化学特征与油气运移［J］.石油实验地质，2003，25（6）：746～750.
［8］顾忆，黄继文，马红强.塔河油区油气分布特点及其控制因素［J］.中国西部油气地质，2006，2（1）：19～25.
［9］康玉柱.塔里木盆地塔河大油田形成的地质条件及前景展望［J］.中国地质，2003，30（3）：315～319.
［10］戴金星，石昕，卫延召.无机成因油气论和无机成因的气田（藏）概略［J］.石油学报，2001，22（6）：5～10.
［11］戴金星，夏新宇，秦胜飞等.中国有机烷烃气碳同位素系列倒转的成因［J］.石油与天然气地质，2003，24（1）：2～6.
［12］戴金星.中国含油气盆地的无机成因及其气藏［J］.天然气工业，1995，15（3）：22～27.
［13］戴金星.天然气碳氢同位素特征和各类天然气鉴别［J］.天然气地球科学，1993，3（2）：1～40.
［14］Schoell M.The hydrogen and carbon isotope composition of methane from natural gases of various origins［J］.Geochim.Cosmochim.Acta，1980，44：649～661.
［15］Lupton J E.Terrestrial inert gases-isotopic trace studies and clubs to primordial components［J］.Annual Review Earth Plant Science，1983，11（5）：371～414.
［16］Poreda R J，Jenden P D，Kaplan E R.Mantle helium in Sacramento basin natural gas wells［J］.Geochim Cosmochim Acta，1986，65（5）：2847～2853.
［17］沈平，徐永昌.中国陆相成因天然气同位素组成特征［J］.地球化学，1991，20（2）：144～152.
［18］Behar F，Kressman S，Rudkiewicz J L.Experimental simulation in confined system and kinetic modeling of kerogen and oil cracking［M］.//Eckardt C B，Maxwell J R，Lartern S R.Advances in Organic Geochemistry，1991，173～189.
［19］胡国艺，肖中尧，罗霞等.两种裂解气中轻烃组成差异性及其应用［J］.天然气工业，2005，25（9）：23～25.
边瑞康 武晓玲 聂海宽
（中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院，北京 100083）
摘 要 对东濮凹陷古近系泥页岩的分布特征、有机地球化学特征和储集特征进行了系统分析，认为沙河街组三段具有页岩油气成藏的物质基础和有利条件。分析认为沙三段具有页岩油、页岩气同时发育并以页岩油为主的特点。在成藏条件分析基础之上对沙三段页岩油气有利区进行了优选，其中沙三1亚段主要以页岩油为主，分布在北部地区的白衣阁—文明寨中间地区，沙三2亚段页岩油主要分布在濮城附近的大邢庄、毛岗一带和文留、户部寨、胡状集一带，页岩气主要分布在靠近前梨园洼陷的毛岗地区和文留地区的文45井一带；沙三3亚段页岩油主要分布在濮城—白衣阁一带和户部集、文留、徐镇集、前梨园一带，页岩气主要分布在文留、徐镇集与胡状集之间的深洼地带；沙三4亚段页岩油分布在户部寨—文留地区，页岩气主要分布在桥口—东明地区。
关键词 东濮凹陷 古近系 页岩油 页岩气 成藏条件
Accumulation Conditions of Eogene Shale Oil and
Gas in Dongpu Depression
BIAN Ruikang，WU Xiaoling，NIE Haikuan
（Exploration and Production Research Institute，SINOPEC，
Beijing 100083，China）
Abstract Systematic analyses of the distribution characteristics，organic geochemistry characteristics and reservoir characteristics of Eogene shale in Dongpu Depression indicate that Es3 formation have the basic materials and favorable conditions for forming shale oil and gas.There are characteristics of both developing shale oil and shale gas，and shale oil takes the majority of the proportion.Favorable areas of shale oil and shale gas in Es3 formation are optimized after analyzing accumulation conditions.Shale oil in mainly occurs in the middle area of Baiyige－Wenmingzhai.Shale oil in mainly occurs in Daxingzhuang，Maogang areas and Wenliu，Hubuzhai， Huzhuangji areas.Shale gas mainly occurs in Maogang area and well Wen－45 of Wenliu area.Shale oil in mainly occurs in Pucheng－Baiyige area and Hubuzhai，Wenliu，Xuzhenji，Qianliyuan areas；shale gas mainly occurs in the deep sag areas of middle Wenliu，Xuzhenji and Huzhuangji.Shale oil in mainly occurs in Hubuzhai －Wenliu area；shale gas mainly occurs in Qiaokou－Dongming area.
Key words Dongpu Depression；eogene；shale oil；shale gas；accumulation condition
中国博士后科学基金“华北石炭－二叠系煤系泥页岩含气性特征及主控因素研究”项目（2012M510714）。
2007年后受北美页岩油气勘探开发获得巨大成功的影响，国内石油公司重新意识到陆相断陷盆地页岩油气勘探的巨大潜力［1～6］。2008年，中国石油辽河油田在辽河东部凹陷开展了非常规天然气资源潜力研究，证实了辽河坳陷陆相古近系具有丰富的页岩气资源［7～8］。2011年3月辽河西部凹陷古近系曙古165井对沙三段泥岩进行压裂，日产油24m3，也充分证明了辽河坳陷陆相古近系页岩油的存在。自2010年开始，中国石化在东部老区开展了页岩油气老井复查复试工作，胜利、河南、江汉等油田分公司对100余口老井进行了复查，在泌阳凹陷、东营凹陷、沾化凹陷和东濮凹陷泥页岩段发现了丰富的油气显示。以东濮凹陷为例，在柳屯洼陷部署的风险探井濮深18井，在沙三中上亚段泥页岩中油气显示活跃，随后部署的濮深18－1井用钻杆投产方式放喷，日产油约420.75m3，首次在泥页岩中获得高产油流，取得东濮凹陷泥页岩油藏勘探的突破。此外，前期部署在中央隆起带文留潜山构造上的文古2井、文300井等井在沙三中上亚段泥页岩中也见到良好气测显示及多次后效显示，仅限于当时的工艺技术，未能求得产能，但这些钻井显示初步揭示了沙三中上亚段泥页岩油层可能具有连片分布的特点。除页岩油外，东濮凹陷沙三段也发现了页岩气的存在。桥口构造的桥14井曾在沙三段获得日产4.6×104m3的工业气流，此后中原油田对东濮凹陷深层气进行了多轮攻关，先后部署了一批“濮深” 字号井。其中濮深4井，在钻至5116.8m处发生强烈井喷，该井沙三中—沙三下亚段连续含气井段长达1200m，气测显示大套泥岩段普遍含气。随后濮深7井、濮深10井、濮深14井、新12井等在沙三下—沙四段均发生井喷或获得低产气流。可见，东濮凹陷古近系具有页岩油气形成的物质基础，并且具有页岩油、页岩气同时存在的特点。
1 泥页岩分布特征
东濮凹陷为典型的古近系断陷湖盆，沉积了厚达6500m的古近系湖相砂泥岩与含盐组合。根据地震解释和钻井资料揭示，泥页岩层主要赋存于古近系沙河街组沙四上亚段、沙三段和沙一段，其中沙三段是东濮凹陷主要的生烃层系，具有形成泥页岩油气藏的良好条件。
东濮凹陷发育有5个次级生油洼陷：濮城－前梨园洼陷、柳屯－海通集洼陷、葛岗集洼陷、南何家－孟岗集洼陷和观城洼陷。其中，北部的濮城－前梨园洼陷与柳屯－海通集洼陷长期大幅度、继承性沉降，生油岩发育，沉积厚度大，是最有利的生油洼陷。而葛岗集洼陷在第三纪中期大幅度沉降，晚期抬升；南何家－孟岗集洼陷早期沉降幅度小，晚期大幅度沉降，因此，烃源岩品质及油气的生成不如北部有利。
沙三段为一套下细上粗的反旋回沉积，在中央隆起带厚度为1500～2500m，在前梨园洼陷厚度达3000m以上。沙三段自上而下划分为沙三1、沙三2、沙三3、沙三4四个亚段，其岩性剖面的突出特点是发育有3套盐岩沉积，沙三段盐间泥岩为有效烃源岩，其沉积厚度大，分布范围广，属于深湖—半深湖相沉积。
沙三3亚段暗色泥页岩厚度一般介于100～400m之间，存在文留、胡状集、葛岗集、前梨园、马厂等多个沉积中心，最大沉积厚度可达300 ～400m，凹陷北部观城及南部梁寨一带厚度较薄，东部洼陷带厚度大于西部洼陷带。有效烃源岩岩性主要为灰－深灰色泥岩及深灰色、灰色含膏泥岩、白云质泥岩、钙质泥岩夹薄层褐色页岩。
沙三2亚段沉积中心位于海通集－胡状集一带，在白庙和前梨园也存在两个次级沉积中心。凹陷南部脑里集－三里集一带厚度较薄。沙三2亚段上部有效烃源岩最厚处主要分布于东西两洼，最厚可达400m，大部分厚100～300m。岩性主要为褐色油页岩、含膏泥岩及薄层深灰色泥岩、钙质泥岩。沙三2亚段下部厚度分布不均，最厚处可达600m，主要分布在柳屯－海通集洼陷带。该层段盐岩发育，下部盐岩段主要分布于卫87井、濮70井以南地区，上部盐岩段分布范围小于下部，主要分布于濮83井、濮139井以南区域。
沙三1亚段泥岩除西南部长垣－马厂一带厚度较薄外，其他地区厚度都大于100m，其中又以前梨园洼陷厚度最大，达到400～500m，在孟居一带厚度也较大，达到300m，北部卫城－观城一带厚度在100 ～200m之间。岩性以灰色、深灰色泥岩为主，部分夹灰色页岩、钙质页岩、油页岩。
综合分析，东濮凹陷沙三2亚段有效烃源岩厚度最大，最厚处可达900m，其次为沙三3亚段。从整体来看，北部有效烃源岩厚度大于南部，西部洼陷带厚度大于东部洼陷带。
2 泥页岩有机地球化学特征
2.1 有机质丰度
东濮凹陷沙河街组有机质泥页岩有机质丰度在纵向上变化较大，有机质丰度普遍不高，南部地区相对北部地区有机质丰度较低。北部地区沙三1亚段有机碳含量最高达到4.43％，沙三2亚段有机碳含量最高达到6.23％，沙三3亚段有机碳含量最高达到7.81％，尤其是北部的濮城前梨园洼陷沙三段有机碳含量平均达2.65％，柳屯－海通集凹陷有机碳含量均为1.18％。凹陷南部的葛岗集凹陷和南何家－孟岗集凹陷有机碳含量较低，生油能力较差。
沙三段岩心样品氯仿沥青 “A” 分析测试显示，其含量主要为0.001％～10.97％，平均为0.2237％。岩石热解烃S1、S2与S3之和在一定程度上能反映泥页岩的生烃能力，东濮凹陷3口井不同深度段岩心热解分析表明，沙三段生烃能力在0.68～25.95mg/g（表1）。可见，东濮凹陷古近系沙河街组有机质泥页岩在纵向和横向上分布均质性较强，以中等烃源岩为主，当然也存在烃源岩质量非常好的甜点区，例如北部地区。
表1 东濮凹陷沙三段有机质泥岩热解分析
续表
2.2 有机质类型
北部地区泥页岩有机质的主要来源为低等水生生物，如濮城－前梨园洼陷的沙三段，Ⅰ型干酪根占总数的23.8％，Ⅱ1型干酪根占该地区总数的47.6％，以Ⅰ型和Ⅱ1型为主，占分析样品的71.4％，具有很高的生烃潜力（图1）；北部非含盐区Ⅱ1型干酪根占该地区总数的31.1％，Ⅱ2型干酪根占该地区总数的26.7％，以Ⅱ1型和Ⅱ2型为主，占分析总数的57.8％（图2）。南区相对要差一些，葛岗集等无盐区的沙三段Ⅱ1型干酪根占总量的16.7％，Ⅱ2型干酪根也仅占总量的16.7％，Ⅲ型干酪根却占了总量的66.7％。因此优质烃源岩主要分布在东濮凹陷北部含盐地带。
图1 东濮凹陷北部含盐区干酪根类型
图2 东濮凹陷北部非含盐区干酪根类型
2.3 热演化程度
整个东濮凹陷大约在2500m左右进入生烃门限（Ro ＝0.5％），沙三段主体处于成熟、高成熟演化阶段。沙三1亚段有机质成熟度主要分布在0.4％～1.4％，除少部分埋深较浅地区处于未成熟阶段外，其余皆处于成熟和高成熟演化阶段。凹陷东南部和西南部Ro值相对较低，主要分布在0.4％～1.0％，呈向中心地带演化程度逐渐变高的趋势；凹陷中部地区Ro值分布在0.8％～1.2％；东北部地区Ro值分布在0.4％～0.8％，北部和东部地区Ro值分布在0.8％～1.4％，有从东北部向东部和北部地区逐渐增加的趋势。沙三2亚段热演化程度处于成熟和高成熟阶段，Ro值分布在0.6％～1.5％，分布特征与沙三1亚段相似。高成熟区主要分布在凹陷东北部与西南部之间的中间地带。沙三3亚段热演化程度分布在0.4％～1.3％，凹陷北部边缘和南部边缘地区热演化程度较低，局部地区Ro值在0.4％左右，处于未成熟阶段，其余地区主要分布在0.8％～1.3％，呈南部和北部向四周增加的变化趋势。沙三4亚段热演化程度较高，Ro主要分布在0.6％～2.0％，大部分地区Ro＞1.0％，处于高成熟阶段，Ro值有由北、东、南向中部和西部逐渐变大的趋势。
东濮凹陷古近系沙三段泥页岩在东营期末期经历过地壳抬升，剥蚀厚度在1000m左右，且已发生过生排烃过程，与北美已发现页岩油气源岩的生烃埋藏史具有一定的相似性。由于北部含盐区在大约4200m才达到生油高峰，因此东濮凹陷在这个深度以浅以泥页岩油为主。
3 泥页岩储层特征
3.1 矿物组成
图3 PS18－1井沙三段不同深度段矿物含量
东濮凹陷濮深18－1井沙三段，矿物类型主要为黏土、石英、斜长石、方解石、白云石，其次是黄铁矿、硬石膏、菱铁矿，仅一个样品含有较少钙芒硝矿物（图3）。其中，黏土含量主要为4.7％～52.1％，平均含量26.1％，小于30％的样品占多数。石英含量主要为3.5％～25％，平均含量15.67％。斜长石在每个泥页岩样品中均有分布，主要含量为2％～51.9％，平均为16.4％，不同深度的样品含量变化较大。方解石含量主要为1％～45.6％，其中3258.2m段样品岩性为膏岩盐，方解石含量高达98％。白云石含量主要为1.1％～45％，平均12.91％。黄铁矿、菱铁矿、硬石膏发育于部分井段，含量较低。东濮凹陷沙三段脆性矿物类型主要为石英、方解石、白云石等。通过对PS18－1井和PS18 －8井不同深度段共计28个样品进行矿物组分分析统计，脆性矿物含量为6.7％～72％，平均43.84％，其中脆性矿物含量大于40％的样品数为66.67％（图4）。
图4 28个样品的脆性矿物含量分布
3.2 物性特征
孔隙度分析测试显示（表2），沙三段孔隙度分布在3.5％～14.24％，主要分布于3％～8％之间，平均为7.7％。沙三段有机质泥页岩渗透率分布在（0.0008889～0.0442）×10－3μm2，由于泥页岩较致密，渗透率整体偏低，属于超低渗型。泥页岩中发育的天然裂缝对渗透率影响较大，PS18－8井沙三段微裂缝较发育，渗透率相对其他微裂缝发育程度较弱的测试岩心要好。东濮凹陷沙三段有机质泥页岩比表面积主要分布在3.23 ～31.77m2/g，平均达16.32 m2/g。页岩气主要以吸附性形式赋存，比表面积是影响吸附气含量的主要因素之一。
表2 东濮凹陷沙三段泥页岩物性分析
续表
3.3 储集空间
图5 东濮凹陷沙三段粒间孔隙发育特征
图6 东濮凹陷沙三段有机孔发育特征
东濮凹陷沙三段储集空间可分为微孔隙和微裂缝（图5）两大类，其中孔隙空间可分为有机孔和无机孔。有机孔主要发育收缩孔和溶蚀孔（图6），无机孔主要分为黏土粒间微孔、晶间溶蚀孔和晶内溶蚀孔（图7）。充填状态主要为未充填和半充填，充填物主要为方解石和黄铁矿，主要孔径分布在50nm至1μm，可对页岩油的储集和运移提供通道。
图7 东濮凹陷沙三段溶蚀孔隙发育特征
3.4 泥页岩含气性
濮深18－1井、濮深18－8井、卫42井和文260井4口井不同深度段共计9个样品的含气性分析测试显示，东濮凹陷古近系泥页岩吸附气量分布在0.499～1.835m3/t，平均为1.06m3/t。等温吸附曲线均呈现3个阶段特征（图8）：(1)初期，随压力增加吸附气量直线增加；(2)中期，随着压力继续增加，吸附气量增速明显变缓；(3)末期，随着压力的继续增加，吸附气量接近饱和状态，微量变化，或不再变化。吸附气量大小与泥页岩有机质含量有较大关系，分析样品中PS18－1和PS18－8井岩心样品有机质丰度较高，吸附气量主要分布在1.5～1.7m3/t。卫42井和文260井的岩心样品TOC为0.3％～1.0％，所测得的吸附气含量主要为0.5～0.8m3/t。
4 有利区优选
有利区优选基于页岩分布情况、地球化学指标、含油气性等研究，采用多因素叠加、综合地质评价、地质类比等方法，优选出进一步钻探能够或可能获得工业页岩油气流的区域，参数见表3。
表3 页岩油、页岩气有利区优选参数
续表
图8 东濮凹陷沙三段等温吸附曲线｜Fig.8 Isothermal adsorption curves of Es3 in Dongpu Depression
优选结果显示，沙三1亚段泥页岩演化程度较低，主要以页岩油为主，主要分布在北部地区的白衣阁—文明寨中间地区；沙三2亚段页岩油有利区主要分布在濮城附近的大邢庄、毛岗一带和文留、户部寨、胡状集一带，页岩气有利区主要分布在靠近前梨园洼陷的毛岗地区和文留地区的文45井一带，分布面积较小；沙三3亚段页岩油有利区主要分布在濮城—白衣阁一带和户部集、文留、徐镇集、前梨园一带，页岩气有利区主要分布在文留、徐镇集与胡状集之间的深洼地带；沙三4亚段页岩油分布在户部寨—文留地区，页岩气主要分布在以Ⅱ2和Ⅲ型干酪根为主的桥口—东明地区（图9）。
5 结论
成藏条件分析认为，东濮凹陷古近系沙三段为页岩油气有利发育层段，并以发育页岩油为主。有利区优选结果显示，沙三1亚段主为页岩油，分布在白衣阁—文明寨中间地区；沙三2亚段页岩油主要分布在大邢庄、毛岗一带和文留、户部寨、胡状集一带，页岩气主要分布在毛岗地区和文留地区的文45井一带；沙三3亚段页岩油主要分布在濮城—白衣阁一带和户部集、文留、徐镇集、前梨园一带，页岩气主要分布在文留、徐镇集与胡状集之间的深洼地带；沙三4亚段页岩油主要分布在户部寨—文留地区，页岩气主要分布在桥口—东明地区。
图9 东濮凹陷沙三4亚段页岩油、页岩气有利区预测图
参考文献
［1］张金川，金之钧，袁明生.页岩气成藏机理和分布.天然气工业，2004.24（7）：15～18
［2］张金川，唐玄，姜生玲，等.碎屑岩盆地天然气成藏及分布序列.天然气工业，2008，28（12）：11～17.
［3］蒲泊伶，包书景，王毅，等.页岩气成藏条件分析——以美国页岩气盆地为例.石油地质与工程，2008，22（3）：33～36.
［4］聂海宽，唐玄，边瑞康.页岩气成藏控制因素及我国南方页岩气发育有利区预测.石油学报，2009，30（4）：484～491.
［5］刘树根，曾祥亮，黄文明，等.四川盆地页岩气藏和连续型－非连续型气藏基本特征.成都理工大学学报（自然科学版），2009，36（6）：578 ～591.
［6］龙鹏宇，张金川，唐玄，等.泥页岩裂缝发育特征及其对页岩气勘探和开发的影响.天然气地球科学，2011，22（3）：525～532.
［7］王广源，张金川，李晓光，等.辽河东部凹陷古近系页岩气聚集条件分析.西安石油大学学报（自然科学版），2010，25（2）：1 ～5.
［8］朱炎铭，陈尚斌，方俊华，等.四川地区志留系页岩气成藏的地质背景.煤炭学报，2010，35（7）：1160～1164.
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化工类毕业论文 范文 一：化学工程学科集群分析
一、我国化学工程与技术专业学科集群现象
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二、化学工程与技术专业学科集群的创新及竞争优势
本文选择山西省高校做研究,分析其师资力量情况,以分析化学工程与技术专业集群的创新及竞争优势。山西省作为我国化工3大生产基地,化学化工产业是山西省的支柱产业,化学化工专业是山西省高校、特别是工科院校的学科优势之一。选择山西大学、中北大学、太原理工大学的化学化工学院为样本(见表2),按照前文对学科集群的认识,这些学院都有9个以上相关专业和研究方向,已经形成了一定的学科集群规模。其中论文指该学院教师被SCI、EI、ISTP3大检索刊物收录的论文数。中北大学的数据包含了CA论文。山西大学的数据不包括ISTP论文。专著指该学院教师出版的学术专著数,不包括教材。项目及奖项指该学院教师申请的省部级以上项目、经费及省部级以上奖项。发明专利指:该学院教师申请并且授权的发明专利。3所高校的化学化工学院拥有一定数量的教授和博士生导师,博士学位的教师也占到了较大比例。3所学院教师的科研成果也较为可观,被3大检索刊物收录的论文数量较多,出版了一定数量的专著,申请了一定数量的国家自然科学基金项目。山西大学化学化工学院承担了国家自然科学基金的重大攻关项目,以及“863”项目,甚至获得了国家科技进步奖和国家技术发明奖二等奖各1项。中北大学化学与环境学院承担过“973”项目,获得过国家技术发明二等奖1项,三等奖2项,国防科学技术一等奖2项。中北大学和山西大学还拥有发明专利十几项。从师资力量来看,应该说学科集群让山西省高校化学化工领域的创新取得了一定的成就,使得山西省高校化学化工专业在全国具有了一定的竞争优势和影响力。
三、化学工程与技术专业学科集群的协同创新模式
山西大学至今已与国内20余所高校、科研院所建立了学术交流与合作关系;与日本岩手大学、香港浸会大学等国家和地区的高校及科研单位签订协议,开展交流。在校企合作方面,与山西三维集团股份有限公司、太原钢铁(集团)公司、天脊集团等大型企业,在产品研发、岗位培训等多方面进行了良好的合作。太原理工大学与山西化工研究所建立了山西省化学工程技术中心,还与山西焦化集团公司等6个企业建立了长期稳定的产学研合作关系。中北大学安全工程系与航天一院、航天三院、北京理工大学、南京理工大学、第二炮兵工程学院、西安近代化学研究所等科研机构和相关生产企业进行了卓有成效的科研项目合作。从产学研合作角度来看,三所高校都与国内外相关院校、科研院所和企业建立了良好的产学研合作关系。从企业合作的视角来看,在研发方面,与山西省的产业集群密切相关,合作领域主要为新能源技术、环境化工、生物工程与技术。3所高校的化学工程与技术学科集群与山西省的产业集群具有一定的协同关系,构建了学科集群与产业集群协同创新的模式,围绕着山西省的产业特色,为山西省地方经济服务。
四、我国化学工程与技术专业集群的路径
从以上3所高校的情况来看,基本上已经完成了单个高校某个学科的集群,在3所高校内部相关专业之间建立了学科集群,集群的方式是建立化学化工学院,统筹化学化工各个专业,从多学科、多专业、多研究方向的角度,进行学科集群。关于区域性学科集群,即单个高校与该高校所在地高校、研究所和企业之间的集群,3所高校都作出了一定的努力,也取得了一定的实效。集群的方式是产学研合作,与山西省高校、科研院所和企业建立合作关系,从而服务地方经济。关于跨区域性学科集群,即单个高校与该高校所在地之外高校、研究所和企业之间的集群,中北大学有一定的建树,却没有进一步深入。中北大学之所以能够有一定建树的原因是该校原来是部属院校,与其他部属院校具有一定的合作关系。因此,中北大学的跨区域学科集群,仅仅局限于与兄弟院校的合作,还没有进一步深入到与其他省份企业的合作上。
五、结论
第一,我国高校化学工程与技术专业有87个研究方向,扩散性较强,涉及到了化学化工的各个领域,表明该专业的建设具有学科集群现象,并且已经以建院的形式,完成了单个高校某个学科的集群。第二,学科集群有利于团队建设,从而能够产生一定的创新成果,与产业集群一样,使得高校学科建设具有一定的竞争优势和影响力。第三,学科集群与高校所在地产业集群存在一定的协同关系,也就是说,学科集群首先必须与高校所在地经济发展特色密切相关。只有这样,才能实现产学研结合,服务地方经济。第四,从学科集群的路径来看,单个高校某个学科的集群已经完成,区域性学科集群也具有了一定的规模,跨区域性学科集群还有待于进一步发展。当然,我们相信,在区域性学科集群发展到一定程度后,必然会走向跨区域性学科集群。
化工类毕业论文范文二：生物质化学人才培训思考
一、生物质化学工程人才的需求分析
能源是人类社会赖以生存和发展的基础。随着经济的飞速发展,我国能源消耗快速增长,已跃居世界第二大能源消费国。我国能源总量和人均占有量却严重不足,石油供需约缺口1亿吨,天然气供需约缺口400亿标准立方米。而且,由于清洁利用的技术难度较大,化石能源在使用过程中引发了诸多的环境问题。生物质能是第四大一次能源,又是唯一可存储和运输的可再生能源。发展生物质能将缓解能源紧缺的现状和减少化石能源造成的环境污染。我国幅员辽阔,又是农业大国,生物质资源十分丰富。据测算,我国目前可供开发利用的生物质能源约折合7.5亿吨标准煤。国家“十一五”发展规划明确提出“加快发展生物质能”。同时,随着化石资源日益枯竭,化学工业的原料也将逐步由石油等碳氢化合物向以生物质为代表的碳水化合物过渡。目前,世界各国纷纷把发展生物质经济作为可持续发展的重要战略之一。以生物质资源替代化石资源,转化为能源和化工原料的研究受到普遍重视。政府、科研机构和道化学、杜邦、中石油、中石化、中粮等大型企业争相研发和储备相关技术,并取得了一系列重大进展。海南正和生物能源公司、四川古杉油脂化工公司和龙岩卓越新能源发展有限公司,依托我国自主知识产权的生物柴油生产技术,相继建成规模超过万吨的生产线,产品达到了国外同类产品的质量标准,各项性能与0#轻质柴油相当,经济效益和社会效益俱佳。我国对以生物质为原料生产化学品(即生物基化学品)极为重视,已列入科技攻关的重点。例如,生物柴油生产过程中大量副产的甘油是一种极具吸引力的非化石来源的绿色化工基础原料。从甘油出发生产1,2-丙二醇、1,3-丙二醇和环氧氯丙烷等大宗化工产品,已经实现或接近产业化。新兴产业的发展,最根本的是靠科技的力量,最关键的是要大幅度提高自主创新能力,其核心是人才的竞争。浙江是经济大省和能源小省,能源资源低于全国平均水平,一次能源消费自给率仅为5%;而气候条件优越,是我国高产综合农业区,森林覆盖率达60%,生物质资源居全国前列。浙江省乃至全国的生物质能源产业和生物质化学工业的蓬勃发展,对生物质化学工程人才的需求十分迫切。
二、生物质化学工程人才的知识结构
生物质化学工程(专业)模块是一个新生事物,并未包含在《全国普通高等学校本科专业目录》之中。在《专业目录》中与之接近的是生物工程专业。生物工程专业培养掌握现代工业生物技术基础理论及其产业化的原理、技术 方法 、生物过程工程、工程设计和生物产品开发等知识与能力的高级专业人才。生物工程专业重点关注围绕生物技术进行的工程应用,而生物质化学工程重点关注通过化学工程技术(包括生物化工技术)对生物质资源进行加工利用的工业过程。可见,生物质化学工程(专业)模块与生物工程专业的人才培养目标和知识体系存在着明显差异,其人才培养模式仍处于探索之中。生物质的组织结构与常规化石资源相似,加工利用化石资源的化学工程技术无需做大的改动,即可应用于生物质资源。但是,生物质的种类繁多,分别具有不同的特点和属性,利用技术远比化石资源复杂与多样。可见,生物质化学工程人才必须具有扎实的化学工程基础,并熟悉各类生物质资源的特点、用途和转化利用方式。因此,浙江工业大学将生物质化学工程人才的培养目标定位为:既能把握和解决各种化工过程的共性问题,胜任化工、医药、环保和能源等多个领域的科学研究、工艺开发、装置设计和生产管理等工作;又能将化学工程的基础知识灵活运用于生物质资源的转化利用和生物质化工产品的生产开发等领域,胜任生物质能源和生物质化工等新兴行业的工作。
三、生物质化学工程人才培养的探索与实践
(一)组织高水平学术会议,营造人才培养氛围
2007年4月,浙江工业大学与中国工程院化工、冶金与材料工程学部和浙江省科技厅共同主办了“浙江省生物质能源与化工论坛”。中国工程院学部工作局李仁涵副局长分析了我国能源技术的发展状况,强调了发展生物质能需注意工艺过程的绿色化。浙江省科技厅寿剑刚副厅长介绍了浙江省能源消费状况和新能源技术研发动态,鼓励省内外的科技工作者为改善浙江省能源紧缺现状而努力工作。浙江工业大学党委书记汪晓村回顾了浙江工业大学的发展历程,介绍了浙江工业大学化学工程学科在生物质能源领域的科学研究特色和人才培养思路。浙江工业大学的计建炳教授和石油化工科学研究院的蒋福康教授主持了学术交流与讨论。闵恩泽、李大东、舒兴田、岑可法、沈寅初、汪燮卿等六位院士分别从我国发展生物能源的机遇与挑战、我国生物质能源产业发展状况、生物质燃料(清洁汽柴油、生物柴油)利用技术、生物柴油联生产物利用技术和以生物质为原料进行化工生产等几个方面进行了精辟论述。2009年4月,浙江工业大学承办了“中国工程院工程科技论坛第84场———生产生物质燃料的原料与技术”。浙江工业大学副校长马淳安教授在开幕式上致辞,介绍了浙江工业大学化学工程学科在生物质能源领域开展的科学研究和人才培养工作。浙江省可再生能源利用技术重大科技专项咨询专家组组长、浙江工业大学化工与材料学院生物质能源工程研究中心主任计建炳教授主持了学术交流与讨论。国家最高科学技术奖获得者、两院院士闵恩泽做了题为“21世纪崛起的生物柴油产业”的 报告 ,重点阐释了我国发展生物能源和生物质化工的机遇与挑战。在两次会议上,来自石油化工研究院、清华大学、浙江大学、浙江工业大学、浙江省农业科学院、中国林业科学研究院和中粮集团等单位的专家学者分别介绍了生物质原料植物的选育、生物质原料的收储运物流供应体系、生物质原料的梯级利用、生物质液体燃料的制取技术、生物柴油的生产实践及其副产物综合利用和生产生物柴油的反应器技术等方面的研究进展。会议期间,闵恩泽院士等人应邀参加了浙江工业大学化学工程与工艺专业建设暨生物质化学工程专业方向建设研讨会。闵恩泽院士指出,迈入21世纪以来,针对日趋严峻的能源危机和环境危机,国家高度重视能源替代战略的发展和部署,新能源代替传统能源、优势能源代替稀缺能源、可再生资源代替非可再生资源是大势所趋;因此,化学工程与工艺专业根据国家发展需求调整学科设置、进一步促进交叉学科的发展也势在必行。闵恩泽院士认为,在降低能耗和保护环境的时代背景下,生物质能源和生物质化工的产业发展为生物质化学工程人才提供了广阔的发展空间,生物质化学工程(专业)方向的建设思路符合当今化工产业的发展趋势。近距离接触学术泰斗,聆听专业领域的前沿进展,极大地激发了学生们的学习兴趣。通过组织高水平学术会议,浙江工业大学营造了培养生物质化学工程人才的良好氛围。
(二)理论与实验课程体系
根据人才培养目标定位,浙江工业大学将生物质化学工程(专业)模块的主干学科确定为化学工程与技术,针对生物质资源加工利用过程的特点,对化工原理、化学反应工程、化工热力学、化学工艺学、化工设计、分离工程和化工过程分析与合成等主干课程的教学内容进行了梳理。此外,增设了生物质化学与工艺学和生物质工程两门专业课程。生物质化学与工艺学重点讲授糖类、淀粉、油脂、纤维素、木质素、甲壳素、蛋白质、氨基酸等生物质的结构、性质、用途,以及加工转化为化工产品的生产工艺。生物质工程从原料工程学、转化过程工程学和产品工程学等角度出发,为学生讲授生物质资源转化利用过程中的工程原理、工程技术和生产实例。化学工程与工艺国家特色专业综合实验室在中央与地方共建高等学校共建专项资金的资助下,为生物质化学工程(专业)方向增设了酯交换法制备生物柴油和生物质热解制备生物原油两个实验,并在积极筹备开设生物柴油品质测定、淀粉基两性天然高分子改性絮凝剂的制备和易降解型纤维素-聚乙烯复合材料的制备等实验。
(三)实习、实践和毕业环节
生物质化学工程模块依托化学工程省级重点学科和生物质能源工程研究中心建设,师资力量雄厚,拥有专职教师14人。其中,正高职称5人,副高职称7人,11人具有博士学位,7人具有海外 留学 经历。生物质化学工程模块教师的科研成果成功实现产业转化,与企业建立了良好的合作关系。生物质化学工程模块不断加强产学研合作,与宁波杰森绿色能源科技有限公司、温州中科新能源科技有限公司等企业签订了共建大学生创新实践基地的合作协议,设立了企业专项奖助学金,拓展了实习实践 渠道 ;还依托化工过程模拟基地,引入计算机模拟实习、沙盘模拟等方式,丰富了生产实习环节的教学手段。同时,生物质化学工程模块修订完善生产实习教学大纲和教学计划,根据实习厂和仿真软件编写实习手册,强化对实习的质量监控与反馈,建立科学合理的考评体系;增加“内培外引”师资的力量,加快实习指导师资队伍建设;从实习方式、实习内容、考核办法和师资队伍等多个角度出发,确保生产实习教学质量的全面提高,强化学生的工程意识和实践能力,培养学生的创新意识和创新能力。生物质化学工程模块教师承担了国家自然科学基金、浙江省自然科学基金、浙江省科技厅重大招标项目、浙江省科技计划项目和企业委托开发项目数十项。从这些科研和工程开发项目中选取的毕业环节课题,更加贴近科学研究、工程设计或工业生产的实际情况,能够全面检验学生所学的理论知识及其综合运用能力,全方位增强学生结合工程实际,发现问题、分析问题和解决问题的能力,为学生步入工作岗位打下良好基础。依托实践教学平台,从“产品工程”的理念出发,选取若干个恰当的产品,串联实验、课程设计、实习、毕业环节和课外科技活动等教学内容,帮助学生理顺知识体系,建立起绿色化学和节能环保的基本理念。以生物柴油为例,核心反应是酯交换反应,可以采用水力空化等技术强化反应过程;产物需要采用精馏方法分离,生产废水需要采用电渗析等方法加以分离;生产过程中还涉及流体流动和传热等问题;生物柴油这一产品可以将多个实验内容组合成一个有机整体,有效降低实验原料的消耗。教学可以选取其中部分内容作为单元设备设计进行,可以将生物柴油生产车间作为化工设计的教学内容,可以选取部分内容作为学科课外科技项目或毕业环节的研究内容,还可以将生物柴油生产作为创业大赛的竞赛内容。学生可以到生物柴油生产企业进行实习,将工艺革新、过程强化和产品工程融为一体,并通过实验室规模与工业化规模的对比,强化工程意识。
化学工程学院拥有包括重质油国家重点实验室在内的一系列省部级以上科研平台，拥有先进的教学、科研实验仪器设备，各类用房面积约22000平方米，仪器设备固定资产近亿元，其中大型仪器设备100多台套。近五年共承担国家及省部级科研项目200余项。 公开发表的学术论文中1100余篇被收入三大检索系统。荣获36项省部级以上奖励，其中获国家科技进步二等奖3项、省部级科技进步一等奖8项。获授权发明专利270余项。多项科研成果成功实现工业化应用。
这是个，大家别上当。
呵呵 我这里是 700 元 抄袭率不超过 30% 刊物目录页电话查稿后确认录用付款
这本杂志是国家级的期刊，你在国家新闻出版总署查一下就可以，是正规期刊，有双刊号。前段时间我也投稿过一篇，杂志现在已经拿到了，质量不错，排版也很好，而且也不是很厚，你评职称的话可以考虑这本，一版工作单位都人可的。而且后期还能在知网和万方检索到文章，如果你工作单位要求比较严格的话，这本肯定没问题的不过顺便提醒一下你，现在网上很多征稿的人，我以前还过，所以找一个安全的单位发表吧，这是我一直联系的以为编辑，我发表文章都是找他帮忙，很可靠，关于这本杂志的情况，你也可以直接咨询他
简介：《中国石油和化工》杂志社是经国家新闻出版总署批准、由中国石油和化学工业协会主办、国内外公开发行的惟一涵盖中国石油、石化、化工行业，以及医药、建材等相关行业的国家一级期刊，大16开本，月刊，全部采用铜版纸彩色印刷。邮发代号：82-668，国际标准刊号：ISSN 1008-1852，国内统一刊号：CN11-3958/D。《中国石油和化工》杂志社面向全国石油和化工行业的企事业单位与个人，全国石油和化工类高等院校、科研单位与个人，诚征具有原创性的学术理论、工作实践、科技成果与推广应用等论文，以充分体现和贯彻“百家争鸣、百花齐放”的方针。注册资本：41万人民币