一、成果概述：

针状焦等新型高端碳材料生产均受原料重油高硫、高灰分含量的严重制约，而含硫催化油浆采用化学加氢脱硫的传统策略导致工艺成本高涨。鉴于乙烯焦油具有“富芳低杂”的组成优势，将其减压馏分和含硫油浆调合，得到低硫低灰的重油原料，进而通过延迟焦化，同时巧妙利用两种原料的协同作用，生产得到产量高、性能好的优质针状焦，而其残渣油则通过化学缩聚手段生产出 QI 和TI 含量低、软化点高的高等级沥青（黏结沥青、包覆沥青、纺丝沥青等）。ESNA 新技术以低成本方式显著扩大了针状焦生产原料来源。

二、技术特点及技术指标：

耦合不同炼油低值副产品化学组成特点进行优势互补，采用低成本的物理调合策略大幅提高调合比例，乙烯焦油和含硫催化油浆的最高调合比可达 50%꞉50%；该技术相对于现有针状焦生产技术可节约 40%左右的成本，单位原料的针状焦产量提升 7.32%，炭化所得针状焦硫含量为 0.5%以下、 真密度为 2.10~2.13g•cm-3 以上、热膨胀系数为(1.0~1.3)×10-6/℃以下，居于同行业上游水平。高等级沥青的软化点为 70~100℃或 220~300℃。

三、应用领域：

面向乙烯焦油、催化油浆、煤焦油、苯乙烯焦油等裂解焦油基高性能碳材料的制备领域，利用低成本优势大幅扩大有效原料的来源，获得高附加值产品，尤其是在“双碳战略”及“新旧动能转换”背景下，该技术竞争力强，应用前景广。

四、投入需求：

对于现有装置的改造升级，成果的产业化需投入资金 1000~2000 万元。

一、成果概述：

针对性化学改造重质油分子组成是重质油高值化利用重要途径，蒸馏分离是提取针状焦生产原料馏分的通用工业方法。但是，催化油浆等裂化焦油在常规蒸馏过程中容易结焦而停工，与原油直

馏渣油的特性截然不同，表明除胶质沥青质之外，还存在非常规的不稳定分子。该项新技术发现，导致蒸馏结焦的非常规不稳定分子是烯烃类化合物。通过缓和的选择性加氢处理，不但可以将烯烃键饱和，而且将高沸点的缩合芳香分子部分氢化而降低沸点，结果非破坏性蒸馏深度可显著提高，目标馏分增加，因而高值的针状焦碳材料收率和质量都得以提高。

二、技术特点及技术指标：

与同行业技术采用固定床加氢预处理不同，该项新技术对富碳焦油进行非裂化性浆态床加氢稳定化处理，使得 70%以上的烯烃键被饱和、部分高沸馏分沸点降低，因而非破坏性蒸馏深度可提高30℃，目标馏分产量增加 15%，最终的针状焦产量提高 6%，社会和经济效益都十分显著。

三、应用领域：

该项新技术面向于以富碳裂化焦油（如催化油浆、乙烯焦油、煤焦油等）制备针状焦和中间相沥青等高值碳材料的石油化工和煤化工行业，应用和推广的前景十分广阔。

四、投入需求：

对于配套改造的升级项目，投资低于 1 亿元，但对于新建 20 万吨针状焦产能设施的投资约为12 亿元。

一、成果概述：

该成果提出了一种调控热浸镀锌铝合金镀层表面三价铬化学转化膜性能的成膜方法，属于化学转化成膜技术领域，能够解决现有成膜方法易出现六价铬、成膜质量不均一以及辅助成膜采用的电压高、电流密度大、效率偏低等技术问题。该成膜方法包括将热浸镀锌铝合金镀层放入三价铬化学转化稀释液中，稍作静置后，对其施加脉冲阴极方波电位，于一定温度下化学转化成膜，其中热镀锌铝合金镀层为阴极，对电极为阳极；将上述所得产物清洗、常温干燥后，在热浸镀锌铝合金镀层表面得到三价铬化学转化膜。本发明能够应用于热浸镀锌铝合金镀层表面三价铬化学转化膜的结构和性能调控中，从而应用于热浸镀锌铝合金镀层的临时防护中。

二、技术特点及技术指标：

热浸镀锌铝合金镀层广泛应用于建筑、交通、家电和装修等诸多领域，起到装饰和保护基底钢材的作用。然而在更为苛刻的腐蚀环境中，热浸镀层的防护性能会逐渐衰退。为进一步提高热浸镀钢板在土壤、海水等特殊环境里的耐久性，需要对其表面进行化学转化处理。传统的制备三价铬化学转化膜的方法主要采用在一定温度下，将材料浸泡在转化溶液中一段时间，不施加任何的外场辅助。并且成膜前，样品表面需要酸洗、碱洗等一列复杂的预处理步骤。传统的成膜方法虽然操作简单、成本低廉，但是步骤繁琐，且成膜的均一性和完整性并不能满足更长时间的服役要求和更高的临时防护性能。本成果提出一种调控热浸镀锌铝合金镀层表面三价铬化学转化膜性能的成膜方法，将热浸镀锌铝合金镀层放入三价铬化学转化稀释液中，稍作静置后，对其施加脉冲阴极方波电位，于一定温度下化学转化成膜。该方法无需复杂的预处理，且所施加的脉冲方波电位的电位值较小，可有效降低能耗，并且可提高三价铬化学转化膜的耐蚀性，并且有利于避免六价铬这一有害物质在膜内的生成，使构建的转化膜具备一定的疏水性。

三、应用领域：

热浸镀铝锌板具有优越的耐腐蚀性和耐热性，被广泛应用于建筑、汽车、家电、交通等国民经济领域。自 1972 年问世以来，广受市场欢迎，近年来其需求呈现强劲增长。随着热浸镀铝锌板消费的增长和应用领域的不断扩展，用户对其品种、质量和性能的要求日益提高。现阶段，发达国家的热浸镀铝锌板产业市场不断向集团化、规模化和关键技术高度垄断方向发展；而我国的热浸镀铝锌板产业投资规模小、技术水平不稳定、产品结构不合理、低端产品供给过剩、缺乏核心竞争力，环保技术研发、产品创新能力亟待提高。Cr(VI)含量对热浸镀铝锌板表面化学转化技术的应用具有至关重要的影响。传统的六价铬化学转化处理虽然可通过足够的 Cr(VI)含量来提供极高的防腐蚀和自愈合能力，但是由于环保指令的实施，目前已被全面禁止使用。寻求不含 Cr(VI)的化学转化处理新方法，当前已迫在眉睫。近年来，毒性较小、成膜性能良好的三价铬化学转化膜处理成为最具前景的六价铬化学转化膜替代方案之一。但当前大多数的三价铬化学转化成膜技术尚处于基础研究阶段，仅有极少数用于航空航天领域的工艺商品化，并且工艺稳定性较差、成本居高不下。可以预见，随着国内环保指令日益严格，国内对六价铬化学转化膜处理也会完全禁止，而成熟的三价铬化学转化处理可以较快地强占这一空白市场。因此实现三价铬化学转化膜的产业转化，不仅具有极大的市场空间，而且对环境保护、人体健康具有重要的现实意义。

四、投入需求：

成果产业化需具备进行三价铬化学转化处理的工艺车间（前处理—转化液浸泡—脉冲调控成膜—清洗—干燥），需具备检验产品性能的测试设备和装备（扫描电镜、XRD、Raman 等测试设备和涂层结合力测试仪等设备）。预计投入资金 1000 万元，场地 50 亩。

成果概述：

课题组针对性地提出了烟道气辅助稠油热采及压缩注入一体化技术。搭建了烟气配气系统，并实现了注汽锅炉产生烟道气的深度净化，可有效脱除微量腐蚀性气体和微细颗粒物，获得了烟气压缩试验系统工艺参数。将净化过滤后的烟道气进行增压处理，通过油田地面设备同蒸汽一同注入到稠油储层中。注入的烟道气能够抑制蒸汽冷凝，且能够穿刺夹层提高蒸汽传热效率，并可实现增溶、降粘、重力分异、混相抽提、增强岩石渗透性等作用，从而提高稠油油藏采收率。该技术揭示了烟道气在稠油中的溶解特性，设计了直井、水平井注烟道气辅助蒸汽吞吐工艺技术，优化了烟道气周期注入量、烟道气注入速度、蒸汽周期注入量、焖井时间、周期时间、不同烟道气组成、不同烟道气注入温度等 7 个注入参数。同时，针对烟道气输送过程中的腐蚀问题，研发设计了适用于现场施工的烟气注采及监测一体化系统一套。基于该技术授权发明专利16 项，发表文章 50 余篇。在烟道气辅助稠油热采的基础上，将烟道气驱油技术在低渗透、致密油藏等注水困难的油藏进行了推广应用，充分利用烟道气中氮气的溶解增能和二氧化碳的溶解降粘，达到低渗透、致密油藏注气开发的高效动用，并同时提高烟道气二氧化碳地质埋存，实现碳中和原油的开采。

技术鉴定情况：

中国石油和化工联合会鉴定“国际先进”，授权发明专利 10 项，其中欧美发明专利 4 项，专利转化 1 项，转化金额 30 万元。

一、成果概述：

油气探明储量中超深层油气储量约占总储量的 40%，我国此类油气资源占油气总量的 34%。进军地球深部，开发超深层油气对于维持世界能源供给及保障我国能源安全具有重大意义。定向井是超深层油气开发的最主要井型之一，然而，高温、小井眼及复杂地质条件导致深层定向井轨迹控制精度低、中靶难度大及钻进速度慢的问题突出。旋转导向钻井是解决深层定向钻井的有效手段，但是旋转导向钻井又存在很多技术瓶颈，如在高温工况“不适应”，小井眼导向“难实现”及复杂条件“寿命短”等，至今未在超深层钻井推广应用。亟需开发定向井轨迹精准控制关键技术和装备。针对上述难题，依托国家 973 计划、国家科技重大专项等课题，经十余年攻关，发明了定向井井眼轨迹精准控制技术，研发了配套装备，并将其应用于超深层定向井钻井现场。主要创新内容：厘清了室内试验用井眼、钻具与现场井眼、钻具间尺寸和材料的相似性关系，基于此研制了国内高校首套定向钻井过程模拟实验装置，依托该装置建立了一套定向井井眼轨迹预测方法及水平井钻柱摩阻扭矩预测及调控方法，形成了软件，为井眼轨迹及摩阻扭矩精准预测提供了理论支撑。发明了激振减阻工具，与目前最先进的国民油井华高公司（NOV 公司）水力振荡器相比，同比压耗降低 77.6%，为破岩能量传至井底创造了条件；发明了高温螺杆钻具及配套或者结合使用的动力钻具工作状态控制工具、动力钻具旋转冲击提速装置及井底钻井液压力震荡调制器等，为井眼轨迹的精准控制提供了装备。创建了钻具组合-钻头-地层-钻进参数一体化的平衡趋势造斜率预测方法，设计了推靠力与钻头指向协同作用防斜打直的大钻压防斜纠斜钻具组合、水平井倒装钻具组合及可提高水平段复合钻进效果的井眼曲折度调控方法，形成了配套技术，解决了工具面角摆放和调整难的难题，为轨迹精准控制提供了保障。以中国工程院院士孙金声为主任的鉴定委员会认为本成果 “整体达到国际先进水平”。

二、技术特点及技术指标：

滑动导向是解决超深层定向问题的主要期望点，但超深层钻井钻具“软得像面条”，从而引起导向过程轨迹及摩阻扭矩精准预测难、破岩能量传至井底难、破岩过程钻头稳定性难及工具面角摆放和调整难等难题制约了轨迹“精确制导”，成为钻井工程领域“卡脖子”问题。针对上述难题，该项目在国家重大专项、国家重点实验室基金等十余项课题的持续资助下，历经十四年攻关，提出了钻柱激振减阻、井底旋冲钻进及钻头差位破岩“三协同”延伸井眼理念，发明了井眼优快延伸系列装备，形成了深层复杂环境定向钻井井眼优快延伸关键技术成果在国内新疆、胜利等及国外墨西哥、哈萨克斯坦等油田应用，应用上述成果的 SHBY1 井、SHB53-2H 井、SHB56X 井等刷新亚洲陆上定向井/水平井石油工程纪录 5 次。本项目获发明专利 33项，其中美国专利 2 项。

三、应用领域：

针对于石油钻井行业，主要应用于深部复杂地层定向钻井技术及井眼高效精准延伸。

一、成果概述：

利用超声波测量管道应力的理论基础是声弹性理论，即超声波在特定材料中传播速度的变化量与材料应力变化量有数学关系。超声临界折射纵波（LCR）相比于其他形态的超声波，超声 LCR 波对应力有更高的敏感性，基于声弹性原理和应力与 LCR 波飞行时间的线性关系，本课题组自主研发了专门用于测量油气管道工作状态下应力的装置，集低功耗处理器、超声发射模块、超声接收模块、时间测量电路模块、温度测量模块、液晶显示及交互模块和电源管理模块于一体。该装置能够适用于各种运行工况，对管道表面应力进行无损测量，时间测量精度提高到 0.1 ns精度，应力测量误差为±10 MPa，可以准确给出危险点的安全裕度，对判断变形管道是否处于安全运行状态有巨大工程应用价值。核心技术现已申请国家发明专利 4 项，获得省部级奖励 2 次。截至 2021 年 12 月，该成果已应用在西气东输管线、陕京管线、中缅管线等国内重要管线以及中石油中石化油库、储气库、站场工艺管线开展应力测量与安全评价，应用地点遍布中国 17 个省 50 余个市，累计服务管道安全评价测点超过 600 处。基于管道应力测量，团队可实现管道应力应变仿真、应力检测、应力控制为一体一站式健康服务。

一、成果概述：

结合智能优化理论和图论理论，采用多目标分级优化策略，建立了绕障碍拓扑布局优化的二级混合规划模型，实现了复杂地表管线路由智能绕障、复杂地表井组划分、站场及管网布局优化、城市燃气管网优化。在此基础上，利用改进遗传算法完成了集输管网、注水管网、城镇燃气管网运行参数优化，编制了相关的计算软件。

二、技术特点及技术指标：

编制的油气田地面管网优化软件，在国内外处于领先地位，可实现如下技术功能：

（1）管网路由智能避障规划设计；

（2）井组、站场、阀门等规划设计；

（3）集输管网、燃气管网水力、热力计算及工艺参数优化。

三、应用领域：

面向石油石化行业，成果已应用于长庆油田、红河油田、安塞油田、胜利油田、大庆油田等，取得良好的经济效益，具有广阔的推广前景。

四、投入需求：

该成果为软件，产业化后无资金投入、场地、设施等要求。

一、成果概述：

发明了基于氢脆理论的裂纹生长模型和程序雏形，该方法包括：通过理论推导，建立基于管道应力强度变化、氢势能、氢扩散性和管道工作环境的裂纹生长预测公式；利用模型和现有试验数据拟合，修正参数，提高模型精度；将理论模型编写为 C 语言代码，实现管输压力大数据处理，和管道寿命的预测。本发明基于氢脆裂纹生长模型，模型理论扎实，预测准确，解决了环境条件如温度对于管道寿命影响的不可预测性，对于管道完整性管理和风险评价意义重大。

二、技术特点及技术指标：

1、第一方面，提供了基于氢扩散动力学的管道剩余寿命预测方法；第二方面，提供了基于氢扩散动力学的管道剩余寿命预测系统；第三方面, 提供了管道特征交变载荷的识别方法。

2、对输氢管道、长输埋地管道的裂纹生长预测误差达到 10%以内，高于国内现有的完整管理模型，预测精度与加拿大 Transcanada 等公司应用的模型持平。

一、成果概述：

本成果揭示了内腐蚀磨损耦合、外部土壤环境、防腐层老化剥离、交直流杂散电流干扰、氢致开裂等复杂因素作用下埋地油气管道腐蚀损伤演化机制，形成了基于真实场景的腐蚀泄漏致灾评估方法，建立了适应管内不同流动状态及管外复杂多变环境的腐蚀防控新技术体系。

二、技术特点及技术指标：

1、建立了土壤腐蚀速率精确预测及蚀孔发展模型，与现场实际结果误差 7%以内；2、首次提出了 3PE 防腐层的剥离判据，使现场管道开挖率降低 70.6%； 3、建立了基于蚀孔发展的开敞空间爆炸伤害计算模型，预测误差 6%以内； 4研发了系列咪唑啉衍生物与硫脲高效复配缓蚀剂，缓蚀率达 95.1%； 5、制备了 Ni-W-Y2O3-ZrO2 纳米复合镀层，耐蚀性提高了 1 个数量级。

三、应用领域：

1、土壤腐蚀速率精确预测及蚀孔发展模型，在中国石油天然气股份有限公司西南管道分公司、中国石化管道储运有限公司黄岛油库超过 2000 km 的管道中得以应用，准确识别腐蚀严重点 32 个。

2、3PE 防腐层剥离判据，在中国石油天然气股份有限公司西南管道分公司完成超过 1000 km 的3PE 防腐层剥离判识，准确识别 20 处剥离点并进行了防腐层修复，降低开挖率 70%。 3、系列咪唑啉衍生物与硫脲复配型缓蚀剂、Ni-W-Y2O3-ZrO2 纳米复合镀层，在中国石化管道储运有限公司黄岛油库得以应用，管道内腐蚀速率降低 90%以上。

4、针对沿线环境复杂多变的长输管道阴极保护设计准则，在中国石油天然气股份有限公司西南管道分公司 1000 km 管道上得以应用，实现复杂多变环境中管道阴极保护率 100%。

四、投入需求：

成果产业化应用需投入资金 1000 万元。

一、成果概述：

大型预应力混凝土外罐是 LNG 储罐以及各种低温储罐安全运营，防止内罐液体泄漏和外荷载冲击的最后一道屏障，是事关民生大计的城市生命线工程。本成果的复掺纳米 SiO2 的耐低温纤维混

凝土和大型低温储罐用混凝土和金属材料低温环境下力学性能检测技术可对低温储罐的建设提供材料研发和检测技术。

二、技术特点及技术指标：

自主研发的多种耐低温性能优异的混凝土配比，包括耐低温纤维混凝土、耐低温混杂纤维混凝土、耐低温纳米 SiO2混凝土等特殊材料复合强化混凝土。与普通混凝土相比，强化混凝土抗冻融循环与抗超低温的能力显著提高。针对大型低温储罐用混凝土材料，根据规范要求，自主研发的混凝土低温环境下力学性能试验设备可以检测在超低温条件下 48h 后的抗压强度和热膨胀系数，满足国标规范《低温环境混凝土应用技术规范》（GB51081-2015）对于超低温环境下混凝土力学性能检测的要求。自主研发的低温储罐金属材料低温环境下力学性能试验设备可以检测“液化天然气储罐用低温钢筋”、“液化天然气(LNG)储罐用预应力钢绞线”、“低温压力容器用镍合金钢板”等产品各项指标。各项技术均国内领先。

三、应用领域：

本成果主要面向石油石化领域的 LNG 储罐以及各种低温储罐等，相关技术已在实际项目中得到实际应用。而随着我国各类大型低温储罐建设脚步的加快，本成果将有良好的推广前景。

四、投入需求：

本成果产业化应用需投资 800 万元，厂房面积约 600 平米，其中分为研发检测营销等办公面积150 平方米，功能完善的检测和试验中心、综合服务中心等计划占地 450 平方米。建成后具备国内先进的石油石化和海洋工程行业材料 CMA、CNAS 检测和服务能力；具备年产大型低温储罐用新型耐低温混凝土 1 万吨以上的研发和核心关键配料加工能力。