输油管道减阻剂

输油管道减阻剂简介25毫克/千克就能使水75％，出水速率增加好几倍，用于灭火或其他紧急用水的场合；油溶性的聚异丁烯60毫克/千克时，即可使原油在管道中的输送力量大大提高，起到增输节能的作用。用于降低流体流淌阻力的化学剂称为减阻剂(dragreducingagent)DRA。减阻剂广流体的摩擦阻力限制了流体在管道中的流淌，造成管道输量降低和能量消耗增加，而高聚物减阻法是在流体中注入少量的高分子聚合物，使之在紊流状态下降低流淌的阻力。进展历史2060Conoco公司研制成CDR-10119721977～1979年间首次商业化应用于横贯阿À­斯加的原­油管道的越站输送及提高输CDR-102CDR-101型的性能成2080年月初，开展了成品油管道的减阻试验，用于汽油、煤油、柴油和NGL、LPG1984年正式在成品油管道上应用。70Shellco公司和ShellInc公司提出申请减阻剂专利。1983AtlanticRichfieldco公司研制出5ppm20%的减阻效果。减阻聚合物的生产条件很难掌握，国际上只有极少数公司垄断了这项技术，其代表是美公司，他们的产品根本上代表了目前世界上减阻剂生产工艺的最高水平和进展方向。年，我国浙½­大学开头国产减阻剂的开发和试验工作，1985年进展了EDR­70年月初期水平。1984年，成都科技大学也发表了PDR型减阻剂的研制成果，以上两校的试验，都曾承受过柴油和煤油等成品油。近年来，管道公司管道科技争论中心开展了减阻EP系列减阻剂产品的性能已经­到达国际同类产品的水平。油相减阻剂从其构造看，多数是流状链或长直链少侧链的高分子聚合物，如CDR102般是溶在烃类(煤油)的溶液中。10%的减阻剂溶液呈格外粘稠的粘弹性体，较难流淌，可拔成很长的丝。高聚物减阻剂能溶于原­油或油品中，但不溶于水，遇水发生分子长链卷曲。减阻剂溶液呈强牛顿特性，低剪切率下粘度高达3000Pa·S，120℃以下不会分解，比较稳定。由于管壁剪切应力和粘滞力的作用，这种转化更为严峻。从而削减了无用功的消耗，宏观上得到了削减摩擦阻力损失的效果。在层流中，流体受粘滞力作用，没有像湍流那样的旋涡耗散，因此，参加减阻剂也是徒劳的。随着雷诺数增大进入湍流，减阻剂就显露出减阻作用。雷诺数越大减阻效果越明显。当雷诺数相当大，流体剪切应力足以破坏减阻剂分子链构造时，减阻剂降解，减阻效果反而下降，甚至完全失去减阻作用。减阻剂的添加浓度影响它在管道内形成弹性底层的厚度，浓即最大减阻。减阻效果还与油品粘度、管道直径、含水、清管等因素有关。生产工艺的减阻聚合物的合成；二是减阻聚合物的后处理。聚合物的合成大量文献资料说明，目前最有效的减阻聚合物是聚α-烯烃。早期聚α-烯烃的生产承受溶液聚合的方法进展，并将聚合产物直接用于输油管道，由于溶液聚合产物本身粘度大，聚合2090年月中期，才进展了本体聚合的方法，从而大大提高了单体转化率和减阻剂性能。实施本体聚合需要解决的关键技术是并将其设计成能将反响热快速释放出来的外形。实施聚合时，先用氮气吹扫反响容器，然后按比例参加单体和催化剂，密封后放入低温介质中，使其在低温下反响3～6天的时间。一般状况下，本体聚合产物纯度高，分子量也比溶液聚合产物高得多。另外，实行溶液聚合α-烯烃减阻聚合物也有了突破，通过在α-烯烃聚合过程中参加粘度降低剂，可以改进成品的总体流淌性能和处理特性，同时可以获得更高的聚合物分子量和α-烯烃类减阻剂的溶解性。聚合物的后处理实际应用说明，直接将溶液聚合产物作为减阻剂使用，会给输油生产带来诸多不便，因而该方法现已被淘汰，为了改善减阻剂的使用性能，通常将聚合物和分散剂一起在低于其玻在原油管道上广泛使用的是水基乳胶状减阻剂，它是利用稳定剂、外表活性剂等添加剂，将聚合物粉末悬浮在水或水与醇的混合物中。这种产品具有聚合物浓度高、注入便利、在原油中溶解性好等优点，但也存在储存时间短、稳定性较差等缺点。在成品油管道中主要使用低粘度胶状减阻剂，它是将聚合物粉末溶解在成品油或成品油和某些溶剂的混合物中。这种产品具有粘度低、注入便利等优点，但存在聚合物浓度低、运输工作量大等缺陷。为了抑制上述两种产品的缺陷，最近研制开发了一种非水基悬浮减阻剂，它是借助悬浮剂将聚合物粉末悬浮在醇类流体中。这种减阻剂的生产无需使用外表活性剂、杀菌剂和简单的稳定剂体系，简化了生产过程，具有防冻性好、聚合物浓度高、稳定性好、能防止水等杂质进入输油管道等优点，并可同时用于原油和成品油的输送。本体聚合产物可以直接置于低温环境中磨碎，溶液聚合产物则需要先将聚合物从溶剂中BakerHughes公司分别承受了将聚合物从溶液中沉淀出来的方法，用能够沉淀聚合物而与烃类溶剂不互溶的醇类作为沉淀剂，并通过特别的装置使沉淀出来的聚合物形成小颗粒。值得一提的是，BakerHughes公司通过掌握向溶液聚0.25cm以下，这种粒度的聚合物可直接与悬浮剂、液体醇一起制成非水基悬浮减阻剂。这种方法省去了聚合物的低温粉碎工序，简化了生产过程。动向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一个动向。生产微囊减阻剂的方法有很多种，主要包括静态挤压法、离心挤压法、振动喷嘴法、旋转盘法、界面聚合、多元分散、悬浮聚合等。使用这种装置生产微囊减阻剂，是将聚合反响单体、催化剂和外壳材料分别从中心孔和当挤出速度慢时，形成的微囊颗粒外观规整、尺寸均匀；相反，假设挤出速度较快，将会使将有利于掌握微囊颗粒的粒度。σ-烯烃，通常使用齐格勒--纳塔体系催化剂遇到氧气会快速失效，因此反响体系内不能有氧气存在。某些单体可以使用紫外线引发聚合，但紫外线必需能够穿透微囊外壳。微囊外壳是微囊减阻剂的重要组成局部，外壳材料与微囊内芯的反响物不能相互反响或存在，但少量的羟基和羧基对聚合反响影响不大。比较适宜的外壳材料有聚丁烯、聚甲基丙烯酸酯、聚乙二醇、蜡、硬脂酸等。假设微囊外壳本身是聚合物，其聚合反响可以在生产微囊减阻剂的过程中进展，但是不能制约形成微囊系统的其它技术需求。另外要求微囊外壳在运­油或石油产品的物化性质以及油品加工过程没有影响。微囊外壳可以通过溶解在注入介质或管输流体中、机械裂开、溶化、光化学裂开、生物降解、化合等方法去除。由于微囊减阻剂以固体颗粒的形式储存和运输，因此节约了运输溶剂、浆料或其它载体的费(即注入介质)，则可以在当地低价选购，现场配液，而不再需要简单的后处理工序。应用实例先看看国外在输油管道上使用减阻剂的实例。美国横贯阿À­斯加的原­22.26×10m914.4mm，大大降低了投资。美国西南部一条200mm111km­济地解决了问题。管道摩擦阻力下降40%，输量增大28%。美国中西部20%38%，到达了要求。ConocoCDR102减阻剂在铁大线、东黄线、濮临线上进展试验并取得了成功。如铁大线继1986年现场试验成功后，在沈阳、熊岳和复县3个7997m，全线增输原­17.667×10t，缓解了铁大线外输紧急局面，争取到较大的出口换汇，为国家制造了较高的经­济效益。1987年世界油价下跌，国家出口削减，管道又恢复正常运行，停注减阻剂，格外敏捷、便利。青海油田的花土沟至格尔木输油管道，原­设计输油力量为每年100×10t150×10t。假设按传统增加机4个泵站全部改建为热泵站，原­3个热泵站也需要改造扩建。不仅时间不允许，而且资金投入大。他们与美国贝克管道化学品公司合作进展加减FLOXL减阻剂，可以很简洁150×10t的年输量，其所需费用远低于扩建泵站的投资。优势­参加量少，减阻率高；本身具有抗剪切力量，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；注入设备简洁，注入工艺易行；国内已具备生产减阻剂的力量。无论是在管线设计或现有管道运营中使用减阻剂均能获得可观的经­输油管道上应用减阻剂的优势主要表达在以下方面：建设投资大和较保守，对输量变化的适应性差。这不仅造成投资高，而且运行也不经济。增加输量特别是在卡脖子段，加减阻剂后就可以提高输量，使整个管道输量增加，到达多输快输­济、社会效益。我国油田产量变化幅度比较大，为增加管道输送弹性，适应油田产量的变化，应用加减阻剂技术具有重大的现实意义。随着油田产量的上升，管道需分阶段应急扩建，有时，仓促上马-黄岛管线扩建为例，198530%，为此增建4座加压站，工程投资2023万元，工期半年。可是工程完成后，油田产量未能如愿，4座泵站闲置。假设选用减阻剂增输技术过渡，明显投资可大大节约。濮临线也同样先扩建增压站，然后增加副管，但实际发挥作用不大。明显在管道输油中，由于油田前景不清，产量变化幅度大的状况是常常发生的，如承受投注减阻剂短时间解决输量大幅度增加的冲突，技术上是可行的，经济上是合理的。降低本钱实现不停输状态下对泵机组或泵站进展检修维护、更改造，降低修理改造本钱。也可以用加减阻剂的方法停掉某些条件困难、环境恶劣的泵站，把人员减下来。如格尔木至拉萨的输油管道，途径平均海拔都在3000m以上的青藏高原­，有相当多的泵站地处海拔4700m以上，人的生存格外困难。完全可以承受加减阻剂和自动化技术，把某些中间泵站关闭，把人员减下来