减阻剂在管道中的应用.doc

减阻剂在管道中的应用减阻剂在管道中的应用摘要：摘要：管道减阻剂是一种可以降低管道流体流动摩阻、增加输送量的高分子添加剂，主要 应用于油气运输管道，对输送管道的增输、节能、提高经济效益具有非常重要的意义本 文重点介绍了减阻剂在原油管道中的应用，从减阻剂的机理、种类、优缺点、应用及其发 展前景等方面进行详细介绍一 概况减阻的概念早在 20 世纪 40 年代就已经提出1948 年 Toms 在第一届国际流变学会议上 谈到，以少量的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）溶于氯苯中，摩阻可降低约 50%，因此，高 聚物减阻又称为 Toms 效应20 世纪 60 年代末，美国 Conoco 公司研制成 CDR-101 型减阻 剂20 世纪 80 年代初，开展了成品油管道的减阻试验，用于汽油、煤油、柴油和 NGL、LPG 的减阻，到 1984 年正式在成品油管道上应用1982 年，我国浙江大学开始国 产减阻剂的开发和试验工作，1985 年进行了 EDR 型减阻剂的试生产，并在国内原油管道 上进行了中型试验，产品性能已达到国外 70 年代初期水平1984 年，成都科技大学也发 表了 PDR 型减阻剂的研制成果近年来，中国石油管道公司管道科技研究中心开展了减阻剂 的研究工作，并取得了成功，其 EP 系列减阻剂产品的性能已经达到国际同类产品的水平。

二 关于减阻机理的学说弹性流体力学观点：高聚物溶液通过其粘弹性与湍流漩涡发生相互作用进而达到减阻效果湍流中漩涡的一 部分动能转化为聚合物分子的弹性能，而漩涡动能与热能的转化造成的消耗也减少了，减 阻作用便实现了湍流抑制说：减阻剂在原油中由于其自身粘弹性而顺流变长，减阻剂与原油分子相互影响最终使流体 分子部分径向力转变为顺流向的轴向力，从而达到减少流体能量转化效果，最大限度保证 了流体的机械能在层流中由于流态稳定，所以加入减阻剂增效有限，而在湍流中也并非 雷诺数越大越好，当雷诺数达到某一值时，雷诺数继续增大则会破坏减阻剂分子链，造成 减阻剂失效三 分类按亲水性分为两种：水溶性减阻剂和油溶性减阻剂水溶性减阻剂水溶性减阻剂有好多种，如水溶性聚环氧乙烷，只用 25 毫克/千克就能使水在管道中所 受阻力下降 75%，出水速率增加好几倍还包括人工合成的 PEO（聚氧化乙烯） ， PAM（聚丙烯酰胺） ，皂角粉等等对于水溶性的高分子减阻剂，国外已有效地应用于管 路循环冷却系统、循环水系统，而且还研究应用于造纸、选矿、农业等系统中油溶性减阻剂油溶性减阻剂包括好多，如油溶性的聚异丁烯用量为 60 毫克/千克时，即可使原油在管 道中的输送能力大大提高，起到增输节能的作用。

还包括聚异丁烯、烯烃共聚物、聚甲基 丙烯酸酯等等油溶性减阻剂不仅已经成功应用于原油管道输送中，而且还应用于石油产 品输送中四 减阻剂的优点加入量少，减阻率高； 本身具有抗剪切能力，储运和使用过程中无明显降解 ； 对油品加工和油品质量无不良影响； 注入设备简单，注入工艺易行； 可观的经济效益和社会效益 五 应用实例美国横贯阿拉斯加的原油管道，采用加减阻剂方案，将原设计的 12 座泵站减为 10 座， 日输油量由 22.26×10m 增加到 38.16×10m英国北海油田某管道，原设计方案管径为 1066mm，经过方案比选，采用高峰时加减阻 剂方案，使管径改为 914.4mm，大大降低了投资六 注意事项避开弯头、法兰、阀门等阻力较大的地方；不能间歇较长时间注入；管径对其影响较大， 需要根据管道实际参数及运行情况添加；根据管道输量合理选择减阻剂的浓度七 新动向及前景：（微囊减阻剂 复合减阻剂）微囊减阻剂：将高浓度减阻聚合物微粒封装在由某些惰性物质组成的外 壳内，便制成了微囊减阻剂 ，生产微囊减阻剂的方法有很多 种，其中静态压喷嘴和微囊的过程见图 1 使用这种装置生产微囊减阻剂，是将聚合反应单体、催化剂和 外壳材料分别从中心孔和外环套中加入，并以一定的速度从装 置下端挤出，形成微囊减阻剂颗粒。

微囊外壳：外壳材料与微囊内芯的反应物不能相互反应或混溶 如果微囊内芯是 σ-烯烃聚合反应体系，为避免催化剂失效， 微囊外壳中就不能有氧气存在，比较合适的外壳材料有聚丁烯、 蜡、硬脂酸等 微囊外壳在运输和储存过程中性能稳定，其破碎或溶解残渣对 原油或石油产品的物化性质以及油品加工过程没有影响由于 微囊减阻剂以固体颗粒的形式储存和运输，因此节省了运输溶剂、浆料或其它载体的费用复合减阻剂：因为减阻剂为高聚物，在局部阻力较大的地方抗剪切能力弱使得分子链断裂、分子量降 低、减阻力下降，尽管采用增加刚性基团或形成庞大的测基来提高其抗剪切能力，但并不 能完全抑制剪切程度于是采用了复合减阻剂，其分子间能有将小分子结合成大分子的作 用力，这样即使发生了降解，相互作用力的分子仍能结合、恢复成大分子，减阻性能不至 降低八 结语减阻剂减阻具有工艺简便、有效的特点，还可以在管道达到最大输量后不进行设备增输 改造的条件下增加输量，具有显著的经济效益目前我国研制的减阻剂已达到国外先进水平，具有优越的减阻性能针对于减阻剂的缺点和应用局限，更多新型减阻剂产品及技术 有待于我们研制、开发！。