復(fù)配型天然氣減阻劑的合成及減阻性能研究

【摘要】： 隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,天然氣在現(xiàn)代能源結(jié)構(gòu)中扮演著越來越重要的角色。管道輸送是天然氣的主要運(yùn)輸方式,天然氣需求量的增長推動(dòng)了世界范圍內(nèi)天然氣管道建設(shè)的快速發(fā)展。如何有效降低輸氣管道內(nèi)壁的粗糙度,減少天然氣在輸送過程中的壓力損失,達(dá)到減阻增輸效果是目前天然氣輸送領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)問題。 依據(jù)天然氣減阻劑減阻機(jī)理,設(shè)計(jì)并合成了兩種巰基三唑化合物PABMT和PASMT,以其為成膜劑,磷酸鹽為成膜助劑,經(jīng)復(fù)配后得到了基于PABMT和基于PASMT的兩種復(fù)配型天然氣減阻劑,并對其進(jìn)行了表征和性能研究。 探討了反應(yīng)條件對兩種成膜劑合成過程的影響,給出了成膜劑PABMT的最佳合成條件為：pH值為3左右,中間產(chǎn)物PAMT與苯甲醛用量比為1：1,反應(yīng)時(shí)間為60min；成膜劑PASMT的最佳合成條件為：pH值為3左右,中間產(chǎn)物PAMT與水楊醛用量比為0.9：1,反應(yīng)時(shí)間為50min。 通過紅外光譜分析和X射線光電子能譜分析,對兩種成膜劑的結(jié)構(gòu)成分進(jìn)行了表征。結(jié)果表明,成膜劑由C、N、S、O等元素組成,分子中含有三唑環(huán)和巰基,可以確定成膜劑為巰基三唑化合物PABMT和PASMT. 分別對兩種復(fù)配型天然氣減阻劑在鐵片和鐵電極表面的吸附薄膜進(jìn)行了掃描電鏡和電化學(xué)阻抗分析。結(jié)果顯示：兩種復(fù)配型天然氣減阻劑都能在鋼鐵表面吸附成膜,鐵片表面原有的粗糙度都有明顯降低；經(jīng)復(fù)配型天然氣減阻劑處理后鐵電極的容抗弧明顯變大,電極表面轉(zhuǎn)移電荷難度增加,電化學(xué)反應(yīng)阻力增大。實(shí)驗(yàn)證明了兩種復(fù)配型天然氣減阻劑在鋼鐵表面都有很好的成膜性能,其中基于PASMT的復(fù)配型天然氣減阻劑成膜效果更佳。 通過天然氣減阻劑室內(nèi)評價(jià)系統(tǒng)進(jìn)行了減阻性能測試,得到了兩種復(fù)配型天然氣減阻劑的減阻效果,并給了出各自的最佳使用條件。結(jié)果表明,兩種復(fù)配型天然氣減阻劑的減阻效果均明顯優(yōu)于各組分在單獨(dú)使用時(shí)的效果,復(fù)配組分之間具有非常好的協(xié)同減阻作用；基于PASMT的復(fù)配型天然氣減阻劑的減阻性能稍優(yōu)于基于PABMT的復(fù)配型天然氣減阻劑,減阻率可達(dá)9.4%,具有極高的潛在應(yīng)用價(jià)值；兩種復(fù)配型天然氣減阻劑的最佳配方均為：5g成膜劑、100mL協(xié)同成膜助劑、800mL溶劑。另外,輸氣溫度對減阻效果影響較大,低溫時(shí)減阻率明顯降低。 【關(guān)鍵詞】：天然氣 減阻劑 復(fù)配 合成 減阻性能
【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】：2010
【分類號(hào)】：TE869
【目錄】：

• 摘要7-9
• ABSTRACT9-11
• 第一章 文獻(xiàn)綜述11-27
• 1.1 天然氣管道發(fā)展現(xiàn)狀11-14
• 1.1.1 國外天然氣管道發(fā)展現(xiàn)狀11-13
• 1.1.2 國內(nèi)天然氣管道發(fā)展現(xiàn)狀13-14
• 1.2 天然氣管道減阻機(jī)理14-16
• 1.2.1 輸氣管道阻力損失的形成原因14-15
• 1.2.2 輸氣管道的減阻機(jī)理15-16
• 1.3 天然氣管道減阻技術(shù)16-22
• 1.3.1 管道內(nèi)涂層減阻技術(shù)16-19
• 1.3.2 天然氣減阻劑減阻技術(shù)19-22
• 1.4 開展天然氣減阻劑研究的意義22-25
• 1.4.1 管道內(nèi)涂層減阻技術(shù)的特點(diǎn)22-23
• 1.4.2 天然氣減阻劑減阻技術(shù)的特點(diǎn)23-24
• 1.4.3 開展天然氣減阻劑研究的意義24-25
• 1.5 本論文主要內(nèi)容25-27
• 1.5.1 課題組前期的研究工作25
• 1.5.2 本論文的主要任務(wù)25-27
• 第二章 實(shí)驗(yàn)部分27-47
• 2.1 天然氣減阻劑的分子設(shè)計(jì)27-29
• 2.1.1 分子設(shè)計(jì)的理論依據(jù)27-28
• 2.1.2 成膜劑的選擇28-29
• 2.1.3 協(xié)同成膜助劑的選擇29
• 2.2 以苯甲醛為反應(yīng)物的成膜劑PABMT的合成29-35
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品30
• 2.2.2 合成原理30-31
• 2.2.3 合成步驟31
• 2.2.4 反應(yīng)條件對合成的影響31-35
• 2.2.4.1 pH值對合成的影響32-33
• 2.2.4.2 用量比對合成的影響33-34
• 2.2.4.3 反應(yīng)時(shí)間對合成的影響34-35
• 2.3 以水楊醛為反應(yīng)物的成膜劑PASMT的合成35-40
• 2.3.1 實(shí)驗(yàn)藥品36
• 2.3.2 合成原理36-37
• 2.3.3 合成步驟37
• 2.3.4 反應(yīng)條件對合成的影響37-40
• 2.3.4.1 用量比對合成的影響38-39
• 2.2.4.2 反應(yīng)時(shí)間對合成的影響39-40
• 2.4 復(fù)配型天然氣減阻劑的制備40-41
• 2.5 復(fù)配型天然氣減阻劑的表征及性能測試41-47
• 2.5.1 復(fù)配型天然氣減阻劑中成膜劑的紅外光譜分析41
• 2.5.2 復(fù)配型天然氣減阻劑在鐵片表面生成薄膜的XPS能譜分析41-42
• 2.5.3 復(fù)配型天然氣減阻劑在鐵片表面生成薄膜的掃描電鏡分析42
• 2.5.4 復(fù)配型天然氣減阻劑在電極表面生成薄膜的電化學(xué)阻抗測試42-43
• 2.5.5 復(fù)配型天然氣減阻減阻性能的室內(nèi)評價(jià)測試43-47
• 2.5.5.1 減阻性能評價(jià)原理43-44
• 2.5.5.2 減阻性能評價(jià)公式44-45
• 2.5.5.3 減阻性能測試步驟45-47
• 第三章 復(fù)配型天然氣減阻劑表征及性能研究的結(jié)果與討論47-73
• 3.1 基于PABMT的復(fù)配型天然氣減阻劑的表征與性能研究47-61
• 3.1.1 基于PABMT的復(fù)配型天然氣減阻劑的成分研究47-50
• 3.1.1.1 基于PABMT的復(fù)配型天然氣減阻劑中成膜劑的紅外光譜分析47-49
• 3.1.1.2 基于PABMT的復(fù)配型天然氣減阻劑生成薄膜的XPS能譜分析49-50
• 3.1.2 基于PABMT的復(fù)配型天然氣減阻劑的成膜性能研究50-53
• 3.1.2.1 基于PABMT的復(fù)配型天然氣減阻劑生成薄膜的掃描電鏡分析50-51
• 3.1.2.2 基于PABMT的復(fù)配型天然氣減阻劑生成薄膜的電化學(xué)阻抗分析51-53
• 3.1.3 基于PABMT的復(fù)配型天然氣減阻劑的減阻性能研究53-61
• 3.1.3.1 單獨(dú)使用成膜劑PABMT時(shí)的減阻性能室內(nèi)評價(jià)結(jié)果53-55
• 3.1.3.2 單獨(dú)使用協(xié)同成膜助劑時(shí)的減阻性能室內(nèi)評價(jià)結(jié)果55-57
• 3.1.3.3 基于PABMT的復(fù)配型天然氣減阻劑的減阻性能室內(nèi)評價(jià)結(jié)果57-59
• 3.1.3.4 成膜劑PABMT的用量與減阻率的關(guān)系59
• 3.1.3.5 協(xié)同成膜助劑的用量與減阻率的關(guān)系59-60
• 3.1.3.6 輸氣溫度與減阻率的關(guān)系60-61
• 3.2 基于PASMT的復(fù)配型天然氣減阻劑的表征與性能研究61-73
• 3.2.1 基于PASMT的復(fù)配型天然氣減阻劑的成分研究62-64
• 3.2.1.1 基于PASMT的復(fù)配型天然氣減阻劑中成膜劑的紅外光譜分析62-63
• 3.2.1.2 基于PASMT的復(fù)配型天然氣減阻劑生成薄膜的XPS能譜分析63-64
• 3.2.2 基于PASMT的復(fù)配型天然氣減阻劑的成膜性能研究64-67
• 3.2.2.1 基于PASMT的復(fù)配型天然氣減阻劑生成薄膜的掃描電鏡分析64-66
• 3.2.2.2 基于PABMT的復(fù)配型天然氣減阻劑生成薄膜的電化學(xué)阻抗分析66-67
• 3.2.3 基于PASMT的復(fù)配型天然氣減阻劑的減阻性能研究67-73
• 3.2.3.1 單獨(dú)使用成膜劑PASMT時(shí)的減阻性能室內(nèi)評價(jià)結(jié)果67-68
• 3.2.3.2 單獨(dú)使用協(xié)同成膜助劑時(shí)的減阻性能室內(nèi)評價(jià)結(jié)果68
• 3.2.3.3 基于PASMT的復(fù)配型天然氣減阻劑的減阻性能室內(nèi)評價(jià)結(jié)果68-70
• 3.2.3.4 成膜劑PASMT的用量與減阻率的關(guān)系70-71
• 3.2.3.5 協(xié)同成膜助劑的用量與減阻率的關(guān)系71
• 3.2.3.6 輸氣溫度與減阻率的關(guān)系71-73
• 第四章 結(jié)論及下一步工作建議73-75
• 4.1 結(jié)論73-74
• 4.2 下一步工作建議74-75
• 參考文獻(xiàn)75-81
• 致謝81-82
• 學(xué)位論文評閱及答辯情況表82

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新型柔軟劑——烷基咪唑啉酯及其季銨鹽的性能    王豐收,孫玉華,李佩秀,徐長卿

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《天然氣工業(yè)》征稿簡則    

蘇聯(lián)天然氣工業(yè)簡況    文楚雄;

2000年國際天然氣工業(yè)的展望    王鳳琛;

《天然氣工業(yè)》1991年總目錄    

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“天然氣工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研討會(huì)”專題報(bào)道 深化改革尋求良策振興我國天然氣工業(yè)    趙定中;居維清;

長江上游地區(qū)的天然氣工業(yè)與發(fā)展戰(zhàn)略    王廷棟，尹代益，藍(lán)光志，明巧

中國天然氣工業(yè)資源潛力與發(fā)展前景    馬新華;錢凱;李景明;姚建軍;李東旭;

壓差流阻測試裝置研制及涂層減流阻作用研究    孫家峰;周燕;李健;劉秀生;蘭家勇;

抓住西部大開發(fā)機(jī)遇 推進(jìn)天然氣工業(yè)持續(xù)發(fā)展    謝久明;

潛艇模型表面無電電化學(xué)沉積制備超疏水涂層及其減阻性能研究    董紅玉;石峰;

發(fā)展四川盆地天然氣工業(yè)促進(jìn)中西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)建設(shè)    周志斌;

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陰陽離子表面活性劑溶液在不同溫度下的減阻特性和流變特性研究    王劍峰;魏進(jìn)家;

百尺竿頭 更進(jìn)一步    陳國華;居維清;

配合西氣東輸工程發(fā)展天然氣工業(yè)是符合CDM要求的技術(shù)選擇    樊立明;

我國天然氣工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及勘探重點(diǎn)領(lǐng)域分析    賈承造;

俄烏“斗氣”：烏克蘭早有準(zhǔn)備有底氣    新華社駐基輔記者 宋宗利　莫斯科記者 盧敬利 駐布魯塞爾記者 尚緒謙

歐盟希望能緩口氣,俄烏依舊“斗氣”    記者 尚軍

氣路不暢,俄向歐盟國家輸氣量幾乎為零    郜婕

受“氣”18國,苦的“勻”給更苦的    楊舒怡

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聚α-烯烴原油減阻劑催化聚合及分散技術(shù)的研究    趙希波

三維凹坑形自組裝涂層表面的特征及其減阻性能研究    仲強(qiáng)

天然氣減阻劑的合成及霧化減阻性能測試裝置的設(shè)計(jì)    趙寧

天然氣減阻劑的合成及減阻性能測試裝置的改進(jìn)與應(yīng)用    許超

含乙二醇和氯代肉桂酸膠束體系流變和減阻性能研究    彭麗