天然气减阻剂的研制及减阻性能测试

【摘要】： 随着世界经济的快速发展,作为有巨大发展潜力、污染较小的能源—天然气,越来越受到许多国家的重视。由于天然气产地相对比较分散,与主要消费地相距较远,这就使得天然气需要用管道来输送。对于输送天然气的管道,在加工过程中,特别是投入使用以后,由于加工精度、刮痕以及管道腐蚀、摩蚀等都可造成管道内表面的粗糙度,从而造成天然气在输送过程中的压力损失。因此,采用降低输气管道粗糙度的方法来降低压力损失成为增加输气流量的主要手段。目前,国内外普遍采用管道内涂层减阻技术来降低管壁粗糙度,但管道内涂层减阻技术施工设备复杂、费用较高,且由于内涂层不断脱落减阻效果逐渐降低甚至产生负效应,同时对原有非涂层管道,由于施工费用等问题,无法实施。 天然气减阻剂技术是针对管道内涂层减阻技术的不足而提出的另一类减阻方法,具有广阔的应用前景。该技术是将具有表面活性剂性质的化学品定期注入天然气管道中,通过极性端对钢铁表面的吸附,形成弹性分子薄膜,达到降低管壁粗糙度实现减阻的目的。本课题组前期研究工作在减阻剂研制和减阻机理上取得了一定的进展,初步研制出10多种天然气减阻剂,均具有很好的减阻潜力,部分已在减阻测试环道上测试,达到预期的减阻率。 本文阐述了国内外天然气管道发展的技术现状及趋势,分析了天然气管道内涂层减阻技术和减阻剂减阻技术。根据天然气减阻剂减阻机理,结合课题组前期工作结果,着重对长链烷基酰胺基咪唑啉进行研究,对其合成过程进行在线红外跟踪,研究了其反应机理以及其反应时间与产物产率的关系,并对最终产物进行静态红外表征并与在线红外进行对比研究;用SEM技术观察产物化合物在钢片表面的成膜情况,参照文献对其进行复配。确定了天然气减阻剂性能评价方法;对合成出的天然气减阻剂及其复配物都进行了测试,并对测试结果进行了分析;对系统误差进行了理论分析,提出了消除系统误差的建议。 【关键词】：天然气环道测试 减阻剂 减阻技术 减阻率 在线红外 复配
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TE869
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-9
• 第一章 文献综述9-20
• 1.1 国内外天然气管道发展状况9-13
• 1.1.1 国外天然气管道发展状况9-11
• 1.1.2 国内天然气管道发展状况11-13
• 1.2 天然气管道减阻的主要技术现状13-16
• 1.2.1 管道阻力的成因和减阻方法13-14
• 1.2.2 管道内涂层减阻技术14-15
• 1.2.3 天然气减阻剂的研究进展15-16
• 1.3 天然气减阻剂减阻技术研究的意义16-18
• 1.4 课题组前期研究成果18
• 1.5 天然气减阻剂减阻技术存在的问题18-19
• 1.5.1 研制方面存在的问题18-19
• 1.5.2 应用方面存在的问题19
• 1.6 本论文的主要任务19-20
• 第二章 咪唑啉减阻剂的合成及其在线红外研究20-45
• 2.1 实验部分21-22
• 2.1.1 试剂及仪器21
• 2.1.2 实验步骤21-22
• 2.2 实验结果与讨论22-31
• 2.2.1 合成反应初期混合过程的实验结果与讨论23-25
• 2.2.2 合成过程的实验结果与讨论25-30
• 2.2.3 合成反应与反应时间关系的实验结果与讨论30-31
• 2.3 研究结论31-32
• 2.4 实验室成膜工艺及电镜分32-34
• 2.5 实验小结34-45
• 第三章 减阻测试系统及减阻效果评价45-62
• 3.1 数据采集系统介绍45-49
• 3.1.1 主控窗口46-47
• 3.1.2 历史报表窗口47
• 3.1.3 实验数据统计报表窗口47-48
• 3.1.4 控制设定窗口48-49
• 3.2 减阻效果测试与分析49-62
• 3.2.1 第二临界雷诺数Re_2的取值范围49-50
• 3.2.2 质量流量的取值范围50-51
• 3.2.3 测试流程51-52
• 3.2.4 减阻效果分析52-59
• 3.2.5 系统误差分析59-62
• 第四章 结论及下一步工作62-64
• 4.1 结论62
• 4.2 下一步工作及建议62-64
• 参考文献64-69
• 致谢69-70
• 学位论文评阅及答辩情况表70

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