天然氣減阻劑室內(nèi)性能評價及現(xiàn)場應(yīng)用試驗

【摘要】：直接注入天然氣減阻劑可在管道內(nèi)壁形成一層光滑液膜,大幅降低氣固界面的摩擦阻力,達(dá)到減阻增輸?shù)男Ч?。相比于目前的?nèi)涂層減阻技術(shù),其設(shè)備簡單;一次性投入低;可根據(jù)需要加注;既可用于新管道,也可用于老管道的改造建設(shè)。有效提高了管道的輸送彈性,節(jié)約了投資成本。目前國內(nèi)外在天然氣減阻劑方面的研究很少,還沒有篩選出特定優(yōu)異的減阻劑,并且減阻效果也不是很穩(wěn)定,在高壓天然氣管道中應(yīng)用減阻劑是否能夠帶來可觀效果還需要進(jìn)一步的評估。因此減阻劑的性能評價已成為減阻劑實際應(yīng)用的一個不可或缺的中間環(huán)節(jié),具有重要的意義。 本文設(shè)計建成了一套天然氣管輸減阻劑室內(nèi)環(huán)道模擬評價裝置,該裝置不僅可以進(jìn)行浸泡成膜靜態(tài)試驗,還可以進(jìn)行霧化加注動態(tài)成膜試驗。通過對環(huán)道系統(tǒng)進(jìn)行水力分析可知,環(huán)道評價系統(tǒng)的雷諾數(shù)在105左右,處于紊流區(qū)。管壁剪切應(yīng)力與現(xiàn)場管道處于同一數(shù)量級,因此可近似模擬現(xiàn)場管道對天然氣減阻劑的成膜效果、減阻效果及抗剪切性等綜合性能進(jìn)行評價。 利用該套室內(nèi)環(huán)道評價裝置,首先對AFOMB、OIM、OPEM、PPEM各濃度以及復(fù)配協(xié)同作用的減阻效果進(jìn)行了靜態(tài)評價試驗,然后對PPEM、PPDTM進(jìn)行了霧化加注動態(tài)評價試驗。目前減阻效果最好的PPDTM,在7%濃度和140Nm3/h流量附近時減阻效果可達(dá)16.6%,并且持續(xù)使用一周后,減阻率仍可維持在8%左右;其次為PPEM,靜態(tài)試驗和動態(tài)試驗減阻率分別達(dá)到12.38%及6%,并且其與水合物抑制劑及緩蝕劑的配伍性較好;再次為OPEM,在0.2g/100mL濃度下其減阻效果最好,減阻率在140 Nm3/h流量條件下達(dá)到最大值8.0%;AFOMB、OIM單獨作用時,均無明顯的減阻效果,但兩者以6:12的配比復(fù)配后減阻率能達(dá)到5.41%。 配制了2噸左右濃度為7%的PPEM減阻劑乙醇溶液,于實際天然氣管線上進(jìn)行了減阻劑現(xiàn)場加注試驗。通過現(xiàn)場試驗我們可以發(fā)現(xiàn):注入減阻劑后,相同流量下的首末站之間管道的平均壓降有所減小,減阻率為13.12~17.81%。該減阻劑不僅能夠起到減阻增輸?shù)淖饔?其與管道內(nèi)的凝析液,緩蝕劑以及防凍劑等配伍性良好,并沒有對下游天然氣凈化和分輸帶來不利影響,是一種極具開發(fā)潛力的新型減阻劑。 【關(guān)鍵詞】：天然氣減阻劑 室內(nèi)環(huán)道 霧化加注 性能評價 工業(yè)試驗
【學(xué)位授予單位】：中國石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：TE869
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-20
• 1.1 課題研究背景及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析10-18
• 1.2.1 減阻劑種類及減阻機(jī)理10-12
• 1.2.2 減阻劑加注工藝研究12-16
• 1.2.3 減阻劑綜合性能評價16-18
• 1.3 本文研究目標(biāo)及內(nèi)容18-20
• 1.3.1 研究目標(biāo)18
• 1.3.2 研究內(nèi)容18-20
• 第2章 室內(nèi)模擬環(huán)道評價裝置設(shè)計20-34
• 2.1 實驗流程及主要設(shè)備20-24
• 2.1.1 評價系統(tǒng)流程20-22
• 2.1.2 主要設(shè)備介紹22-24
• 2.2 數(shù)據(jù)測量及處理方法24-27
• 2.2.1 測量裝置介紹24-25
• 2.2.2 數(shù)據(jù)記錄方式25-26
• 2.2.3 減阻率計算方法26-27
• 2.3 系統(tǒng)分析及試驗步驟27-30
• 2.3.1 系統(tǒng)水力分析27-29
• 2.3.2 主要操作步驟29-30
• 2.4 試驗樣品介紹及初步篩選30-32
• 2.5 本章小結(jié)32-34
• 第3章 室內(nèi)環(huán)道評價試驗現(xiàn)象及機(jī)理分析34-53
• 3.1 浸泡成膜試驗34-44
• 3.1.1 AFOMB（Ⅲ）34-36
• 3.1.2 OIM（Ⅷ）36-37
• 3.1.3 （Ⅲ）與（Ⅷ）復(fù)配37-39
• 3.1.4 OPEM（Ⅸ39-41
• 3.1.5 PPEM（Ⅹ）41-44
• 3.2 霧化加注試驗44-51
• 3.2.1 PPEM（Ⅹ）45-46
• 3.2.2 PPEM（Ⅹ）與抑制劑及緩蝕劑的配伍性考察46-48
• 3.2.3 PPEM（X）持續(xù)加注考察48-49
• 3.2.4 PPDTM（Ⅻ）49-51
• 3.3 本章小結(jié)51-53
• 第4章 天然氣管道減阻劑工業(yè)試驗53-66
• 4.1 PPEM（Ⅹ）溶液配制53-56
• 4.1.1 溶液配制系統(tǒng)介紹53-55
• 4.1.2 減阻劑乙醇溶液配制步驟55
• 4.1.3 配制過程出現(xiàn)的問題及解決方法55-56
• 4.2 PPEM（Ⅹ）現(xiàn)場加注試驗56-64
• 4.2.1 現(xiàn)場試驗改造56-58
• 4.2.2 主要設(shè)備介紹58-59
• 4.2.3 試驗步驟及應(yīng)急預(yù)案59-60
• 4.2.4 現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)處理及分析60-64
• 4.2.5 減阻機(jī)理的改進(jìn)64
• 4.3 本章小結(jié)64-66
• 第5章 工作總結(jié)66-68
• 5.1 成果總結(jié)66
• 5.2 下一步工作建議66-68
• 參考文獻(xiàn)68-71
• 致謝71

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