減阻劑加注是一種重要的天然氣管道增輸技術(shù)，加注減阻劑克服了管道內(nèi)涂層使用壽命短、易脫落、不可再次涂覆、無法應(yīng)用于舊管道和施工復(fù)雜等缺點，可有效提高輸送量，并能保證管線的安全運行。

天然氣的主要運輸方式是管道輸送，對天然氣管道實施減阻可以實現(xiàn)：

1）降低管道的摩擦阻力，提高內(nèi)壁光滑程度，提高管道輸送效率，減少能量損失；

2）提高輸量彈性，在不影響工藝條件的前提下，可以調(diào)節(jié)管道輸送量，滿足不同季節(jié)和不同地區(qū)的需求；

3）降壓而不降低輸量運行，在保證輸氣量不變的情況下，降低輸送壓力，對于出現(xiàn)腐蝕或損傷的長期運行的管道，可減少事故發(fā)生；

4）具有防止管道內(nèi)腐蝕等輔助功能。

一、天然氣管道減阻技術(shù)

1.1減阻的原因

為提高天然氣輸送管道輸量有兩種主要辦法：一是提高泵壓，管道輸量隨之提高，這是常用方法；二是減小流體沿管道流動的摩擦阻力，在泵壓不變的情況下提高管道輸量，這是減阻增輸方法，其中最重要的手段是應(yīng)用內(nèi)涂層技術(shù)和管道化學(xué)添加劑。

1.2減阻技術(shù)

1.2.1內(nèi)涂層減阻技術(shù)

若將涂料涂覆在管道內(nèi)壁且涂料厚度大于內(nèi)壁粗糙度，使內(nèi)壁表面變得光滑，則可以降低粗糙度，減少摩擦阻力，增加輸量，提高天然氣輸送效率。20世紀(jì)50年代后，內(nèi)涂層技術(shù)在天然氣長輸管道內(nèi)進(jìn)行了大規(guī)模應(yīng)用，應(yīng)用的管線見表1,廣泛應(yīng)用的涂層材料有環(huán)氧樹脂型涂料等。

1.2.2天然氣減阻劑

為了克服內(nèi)涂層減阻技術(shù)的不足，20世紀(jì)50年代，有研究者提出了氣體管道使用減阻劑的可能性，隨后許多研究者也致力于研究天然氣管輸減阻劑的作用機理。到目前為止，人們公認(rèn)的天然氣減阻劑機理為，利用具有表面活性劑性質(zhì)的化合物，其極性端與管道金屬內(nèi)表面牢固粘合，形成一層具有以下作用的有機薄膜：

1）降低管道的絕對粗糙度，即光滑減阻（在管道內(nèi)壁，吸附層形成新的壁面，在管道粗糙凸起底部，減阻劑分子吸附堆積，填塞內(nèi)壁表面的凹陷和溝槽，從而降低粗糙度）；

2）降低氣體的徑向脈動和粗糙凸起產(chǎn)生的脈動，同時減小渦流能量。

根據(jù)減阻劑作用機理分析，天然氣減阻劑產(chǎn)品若要用于管道增輸，必須滿足如下要求：

1）具有較強的吸附力，可穩(wěn)定吸附于管道內(nèi)壁；

2）具有可以吸收氣體湍流能的柔性長鏈；

3）具有適當(dāng)?shù)恼魵鈮汉腿芙庑?，易霧化，且能在管道內(nèi)壁凝結(jié)吸附，形成連續(xù)穩(wěn)定的膜；

4）對管道內(nèi)壁無腐蝕作用。

由此可見，天然氣減阻劑的技術(shù)特點為：

1）不受管道內(nèi)徑的約束，既可用于服役的舊管道，又可用于新建管道。

2）可根據(jù)需要加注，一次性投入費用低，能有效增強管道的輸送彈性，節(jié)省成本。天然氣減阻劑的應(yīng)用克服了費用較高和施工復(fù)雜的內(nèi)涂層減阻方法的缺點，施工時只需選擇管道適合的位置，采用類似緩蝕劑霧化注入設(shè)備加入即可。

3）采用間隔式連續(xù)注入方式，解決了內(nèi)涂層隨時間延長不斷脫落而使減阻效果逐漸降低，甚至產(chǎn)生負(fù)效應(yīng)的難題，這一點尤為突出地表現(xiàn)在舊管道改造中。

4）用量少且脫離速度慢，使得真正進(jìn)入天然氣中的減阻劑近于痕量，對天然氣氣質(zhì)的影響可忽略不計。

5）保持相同壓力降，在氣體管道中，減阻劑的應(yīng)用可提高氣體流量10%~30%.

二、減阻劑的合成進(jìn)展

早在1956年，美國石油協(xié)會就提出氣體管道使用減阻劑的可能性。早期并沒有真正意義上的減阻劑，其主要來源于其他管道添加劑，如緩蝕劑、表面活性劑等。20世紀(jì)90年代，人們正式提出了天然氣減阻劑概念，方法是定期向天然氣管道內(nèi)注入表面活性劑類化合物，該化合物吸附于管道內(nèi)表面，形成彈性分子薄膜，降低管道內(nèi)壁粗糙度，達(dá)到減阻的目的。國外應(yīng)用的具有減阻效果的添加劑產(chǎn)品特點為減阻效果持續(xù)時間較長，輸氣量提高較大，兼有減阻和緩蝕功能。但國外產(chǎn)品在天然氣管道中形成的液膜過厚，長期使用會開裂，有脫落的負(fù)面影響，不利于解決管道內(nèi)表面粗糙度問題。目前國外已沒有相關(guān)報道，大多數(shù)天然氣管道仍然應(yīng)用內(nèi)涂層減阻技術(shù)。目前我國研發(fā)了5類10余種天然氣減阻劑樣品，主要可分為Mannich堿類、咪唑啉類、酰胺類、磷酸酯類和聚合物等。

2.1Mannich堿類

此類減阻劑的典型產(chǎn)品為苯乙酮二丁胺Mannich堿，

2.2咪唑啉類

此類減阻劑的典型產(chǎn)品為硬脂酸咪唑啉、油酸咪唑啉和松香酸咪唑啉等

2.3酰胺類化合物

此類減阻劑的典型例子為多酰胺基化合物

2.4磷酸酯類

化合物磷酸酯類化合物減阻劑產(chǎn)品，如AEO-9磷酸酯銨鹽（PPEM）、十八醇磷酸酯銨鹽（OPEM）

2.5聚合物型

此類減阻劑中，典型的產(chǎn)品包括乙烯基硅氧烷與乙烯基咪唑啉共聚物（VI-VTMS）

三、結(jié)語

天然氣減阻劑具有提高輸氣量、降低摩擦阻力的作用，對管輸工藝影響較小，且加注方便，是保障天然氣管道，特別是滿負(fù)荷管道安全運行的有效途徑，但并不是適用于所有的天然氣管道。由于氣候原因，北方等地區(qū)對天然氣的輸送量需要進(jìn)行季節(jié)性調(diào)峰，加注減阻劑是很好的方法?；瘜W(xué)化工企業(yè)追求的重要目標(biāo)之一是節(jié)能降耗，作為大型石油化工企業(yè)，中國石化有必要研發(fā)并應(yīng)用天然氣減阻劑，確保在輸送過程中實現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。

為此給予幾點未來研究工作的建議：

1）掌握并深入研究減阻機理，這對于合成和施工工藝是極其必要的，是研究減阻劑的前提，包括動力學(xué)模擬、分子力學(xué)和量子化學(xué)計算。

2）開發(fā)復(fù)合極性端吸附、多柔性鏈且鏈長合適的天然氣減阻劑，以改進(jìn)目前現(xiàn)有產(chǎn)品的缺點，提高減阻增輸效果；

3）對減阻劑性能評價方法進(jìn)行系統(tǒng)研究，并全面、系統(tǒng)地表征減阻劑的性能。

4）未來天然氣減阻劑要應(yīng)用于集輸管道和大口徑長輸管道中，應(yīng)針對大口徑管道加注工藝和現(xiàn)場檢測與評價開展探討。

四、夢能服務(wù)與支持

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如果您對我公司的工業(yè)重防腐油漆產(chǎn)品有需要或者申請樣品試用，請與我們的客服人員取得聯(lián)系。400-878-0506

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用于新建項目：驗證油漆配套的可行性、檢驗附著力、效果圖與實際顏色的色差。

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夢能對技術(shù)服務(wù)團(tuán)隊始終進(jìn)行一系列的標(biāo)準(zhǔn)化管理，從專業(yè)培訓(xùn)到日常報告的管理都有一整套完善的體系。夢能公司每年都會對技術(shù)服務(wù)人員進(jìn)行定期的技術(shù)培訓(xùn)和能力審計，以使每一位技術(shù)服務(wù)人員保持高水準(zhǔn)的專業(yè)素質(zhì)，每一位技術(shù)服務(wù)人員都配備先進(jìn)的涂裝檢驗儀器，儀器設(shè)備均按規(guī)定的時間期限進(jìn)行定期校驗，以保證每套儀器設(shè)備工作狀況良好。

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