天然氣減阻劑的研制及減阻性能測(cè)試

【摘要】： 隨著世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,作為有巨大發(fā)展?jié)摿Α⑽廴据^小的能源—天然氣,越來越受到許多國家的重視。由于天然氣產(chǎn)地相對(duì)比較分散,與主要消費(fèi)地相距較遠(yuǎn),這就使得天然氣需要用管道來輸送。對(duì)于輸送天然氣的管道,在加工過程中,特別是投入使用以后,由于加工精度、刮痕以及管道腐蝕、摩蝕等都可造成管道內(nèi)表面的粗糙度,從而造成天然氣在輸送過程中的壓力損失。因此,采用降低輸氣管道粗糙度的方法來降低壓力損失成為增加輸氣流量的主要手段。目前,國內(nèi)外普遍采用管道內(nèi)涂層減阻技術(shù)來降低管壁粗糙度,但管道內(nèi)涂層減阻技術(shù)施工設(shè)備復(fù)雜、費(fèi)用較高,且由于內(nèi)涂層不斷脫落減阻效果逐漸降低甚至產(chǎn)生負(fù)效應(yīng),同時(shí)對(duì)原有非涂層管道,由于施工費(fèi)用等問題,無法實(shí)施。 天然氣減阻劑技術(shù)是針對(duì)管道內(nèi)涂層減阻技術(shù)的不足而提出的另一類減阻方法,具有廣闊的應(yīng)用前景。該技術(shù)是將具有表面活性劑性質(zhì)的化學(xué)品定期注入天然氣管道中,通過極性端對(duì)鋼鐵表面的吸附,形成彈性分子薄膜,達(dá)到降低管壁粗糙度實(shí)現(xiàn)減阻的目的。本課題組前期研究工作在減阻劑研制和減阻機(jī)理上取得了一定的進(jìn)展,初步研制出10多種天然氣減阻劑,均具有很好的減阻潛力,部分已在減阻測(cè)試環(huán)道上測(cè)試,達(dá)到預(yù)期的減阻率。 本文闡述了國內(nèi)外天然氣管道發(fā)展的技術(shù)現(xiàn)狀及趨勢(shì),分析了天然氣管道內(nèi)涂層減阻技術(shù)和減阻劑減阻技術(shù)。根據(jù)天然氣減阻劑減阻機(jī)理,結(jié)合課題組前期工作結(jié)果,著重對(duì)長鏈烷基酰胺基咪唑啉進(jìn)行研究,對(duì)其合成過程進(jìn)行在線紅外跟蹤,研究了其反應(yīng)機(jī)理以及其反應(yīng)時(shí)間與產(chǎn)物產(chǎn)率的關(guān)系,并對(duì)最終產(chǎn)物進(jìn)行靜態(tài)紅外表征并與在線紅外進(jìn)行對(duì)比研究;用SEM技術(shù)觀察產(chǎn)物化合物在鋼片表面的成膜情況,參照文獻(xiàn)對(duì)其進(jìn)行復(fù)配。確定了天然氣減阻劑性能評(píng)價(jià)方法;對(duì)合成出的天然氣減阻劑及其復(fù)配物都進(jìn)行了測(cè)試,并對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行了分析;對(duì)系統(tǒng)誤差進(jìn)行了理論分析,提出了消除系統(tǒng)誤差的建議。 【關(guān)鍵詞】：天然氣環(huán)道測(cè)試 減阻劑 減阻技術(shù) 減阻率 在線紅外 復(fù)配
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：TE869
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-9
• 第一章 文獻(xiàn)綜述9-20
• 1.1 國內(nèi)外天然氣管道發(fā)展?fàn)顩r9-13
• 1.1.1 國外天然氣管道發(fā)展?fàn)顩r9-11
• 1.1.2 國內(nèi)天然氣管道發(fā)展?fàn)顩r11-13
• 1.2 天然氣管道減阻的主要技術(shù)現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 管道阻力的成因和減阻方法13-14
• 1.2.2 管道內(nèi)涂層減阻技術(shù)14-15
• 1.2.3 天然氣減阻劑的研究進(jìn)展15-16
• 1.3 天然氣減阻劑減阻技術(shù)研究的意義16-18
• 1.4 課題組前期研究成果18
• 1.5 天然氣減阻劑減阻技術(shù)存在的問題18-19
• 1.5.1 研制方面存在的問題18-19
• 1.5.2 應(yīng)用方面存在的問題19
• 1.6 本論文的主要任務(wù)19-20
• 第二章 咪唑啉減阻劑的合成及其在線紅外研究20-45
• 2.1 實(shí)驗(yàn)部分21-22
• 2.1.1 試劑及儀器21
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)步驟21-22
• 2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論22-31
• 2.2.1 合成反應(yīng)初期混合過程的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論23-25
• 2.2.2 合成過程的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論25-30
• 2.2.3 合成反應(yīng)與反應(yīng)時(shí)間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論30-31
• 2.3 研究結(jié)論31-32
• 2.4 實(shí)驗(yàn)室成膜工藝及電鏡分32-34
• 2.5 實(shí)驗(yàn)小結(jié)34-45
• 第三章 減阻測(cè)試系統(tǒng)及減阻效果評(píng)價(jià)45-62
• 3.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)介紹45-49
• 3.1.1 主控窗口46-47
• 3.1.2 歷史報(bào)表窗口47
• 3.1.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)報(bào)表窗口47-48
• 3.1.4 控制設(shè)定窗口48-49
• 3.2 減阻效果測(cè)試與分析49-62
• 3.2.1 第二臨界雷諾數(shù)Re_2的取值范圍49-50
• 3.2.2 質(zhì)量流量的取值范圍50-51
• 3.2.3 測(cè)試流程51-52
• 3.2.4 減阻效果分析52-59
• 3.2.5 系統(tǒng)誤差分析59-62
• 第四章 結(jié)論及下一步工作62-64
• 4.1 結(jié)論62
• 4.2 下一步工作及建議62-64
• 參考文獻(xiàn)64-69
• 致謝69-70
• 學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表70

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