复合型天然气减阻剂的开发与应用

【摘要】：天然气减阻剂是随着大口径、长距离输气管道的建设而提出，是降低天然气管道输送成本的有效方式之一，因此成为研究的热点。同时天然气管道的防腐也是管道输送中一直研究的热点，因此开发复合型天然气减阻剂具有实际的应用价值和商业价值。 本文在总结已有天然气减阻剂的基础上设计开发了Gemini型减阻剂（OPDO、CBDO）和Bola型减阻剂（OD、ODD、Bola型PEG400磷酸酯铵盐、Bola型PEG600磷酸酯铵盐）两种类型六个减阻剂样品。优化了Gemini型减阻剂和Bola型减阻剂的合成工艺。其中OPDO的最佳合成条件为：邻苯二甲酸:二乙烯三胺:油酸为1:2:1.75（物质的量之比，下同），第一步酰胺化温度为190℃，时间为2h；第二步酰胺化温度为190℃，时间1h。CBDO的最佳合成条件为：顺丁烯二酸:二乙烯三胺:油酸为1:2:1.75，第一步酰胺化温度为190℃，时间为2h，第二步酰胺化温度为190℃，时间为2h。Bola型减阻剂PEG400磷酸酯铵盐的合成工艺条件：PEG400:P2O5为1:1，酯化时间为5h，酯化温度为90℃，P2O5:H2O为1:0.5。Bola型减阻剂PEG600磷酸酯铵盐的合成工艺条件：PEG600:P2O5为1:1，酯化时间为5h，酯化温度为90℃，P2O5:H2O为1:2。Bola型减阻剂OD的最优条件为：癸二酸:二乙烯三胺为1:2.3，时间5h，反应温度230℃。Bola型减阻剂ODD产物的最优条件为：癸二酸:二乙烯三胺:二乙醇胺为1:1.15:1.15，时间5h，反应温度230℃。 失重法和电极化曲线表明：Gemini型减阻剂和Bola型减阻剂的缓蚀率均随着用量的增加而增加，达到一定值后缓蚀率趋向一定稳定值，随着盐酸浓度的增加或者温度的升高而降低。两类减阻剂在盐酸介质中均为混合抑制型缓蚀剂，缓蚀作用机理为“几何覆盖效应”。在钢片表面上的吸附符合Langmuir吸附等温式，是熵增的自发过程。 SEM测试表明，Gemini型减阻剂和Bola型减阻剂均能够很好地降低钢片表面的粗糙度，其中OPDO的填充效果最好。 XPS表明，减阻剂OPDO能在钢铁表面形成较厚的吸附膜，将钢性的金属表面变成弹性的液面层，达到改变界面性质的效果。涂膜后钢片表面的Fe的电子结合能分别增加了0.93eV和0.68eV。 室内环道评价表明，Gemini型减阻剂和Bola型减阻剂均具有较优使用浓度和加注量，另外减阻率在一定范围内随着流量的增加而增加。雾化动态加注时OPDO最大值减阻率达到18.8%，稳定值可达18%。CBDO的减阻率最高达9.8%。静态浸泡成膜法测得OD与ODD的最大减阻率分别为达8%和5.08%。 分子筛模拟实验表明，减阻剂分子虽然能够在5A分子筛上吸附，但是减阻剂分子在高温下能够有效脱附而不影响分子筛的重复使用。 【关键词】：天然气 减阻剂 缓蚀率 减阻率 环道评价
【学位授予单位】：中国石油大学（华东）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TE832;TG174.42
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 前言11-22
• 1.1 课题的研究背景和目的11-12
• 1.2 国内外天然气管道建设状况12-15
• 1.2.1 国外天然气管道建设状况12-14
• 1.2.2 国内天然气管道建设状况14-15
• 1.3 输气管道减阻技术15-19
• 1.3.1 内涂层技术15-16
• 1.3.2 减阻剂减阻技术16-19
• 1.4 天然气管输减阻剂的设计思路19-22
• 第二章 减阻剂的合成与表征22-35
• 2.1 实验仪器及药品22-23
• 2.2 实验方法原理23-26
• 2.2.1 Gemini 型减阻剂的合成23
• 2.2.2 Bola 型减阻剂的合成23-26
• 2.3 减阻剂的合成工艺优化26-29
• 2.3.1 Gemini 型减阻剂正交表设计26-27
• 2.3.2 Bola 型减阻剂正交表设计27-29
• 2.4 产品表征29
• 2.5 减阻剂缓蚀率评价29-30
• 2.5.1 失重法29-30
• 2.5.2 电极化曲线30
• 2.6 SEM 电镜分析30-31
• 2.7 XPS 分析31-32
• 2.8 减阻评价方法32-33
• 2.9 分子筛实验33-35
• 第三章 Gemini 型减阻剂的合成与缓蚀性评价35-57
• 3.1 Gemini 型减阻剂的合成35-40
• 3.2 OPDO 与 CBDO 的结构表征40-43
• 3.3 减阻剂缓蚀性能测定43-55
• 3.3.1 OPDO 的缓蚀率44-47
• 3.3.2 OPDO 的腐蚀动力学研究47-48
• 3.3.3 OPDO 吸附模型48-50
• 3.3.4 OPDO 电化学测试50-51
• 3.3.5 CBDO 的缓蚀率51-52
• 3.3.6 CBDO 的腐蚀动力学研究52-53
• 3.3.7 CBDO 电化学测试53-55
• 3.4 小结55-57
• 第四章 Bola 型减阻剂的合成与缓蚀性评价57-74
• 4.1 Bola 型减阻剂的合成57-68
• 4.1.1 Bola 型 PEG 磷酸酯铵盐的合成57-60
• 4.1.2 Bola 型 PEG 磷酸酯铵盐结构表征60-61
• 4.1.3 Bola 型咪唑啉结构的合成61-64
• 4.1.4 Bola 型咪唑啉的结构表征64-68
• 4.2 减阻剂缓蚀性能测定68-72
• 4.2.1 腐蚀速率和缓蚀率68-70
• 4.2.2 腐蚀动力学研究70-71
• 4.2.3 吸附模型71-72
• 4.4 小结72-74
• 第五章 减阻剂的复配和室内评价74-91
• 5.1 减阻剂复配后的缓蚀性能研究74-81
• 5.1.1 最佳复配比例确定74-79
• 5.1.2 与常用缓蚀剂对比79-81
• 5.2 减阻剂的室内评价81-87
• 5.2.1 成膜厚度测定81-85
• 5.2.2 SEM 测试85-87
• 5.3 XPS 表征87-89
• 5.4 小结89-91
• 第六章 减阻剂减阻性能评价91-107
• 6.1 减阻性能评价方法91-93
• 6.2 环道评价结果93-102
• 6.2.1 Gemini 型减阻剂的环道评价95-100
• 6.2.2 Bola 型减阻剂的环道评价100-102
• 6.3 减阻剂对分子筛的影响102-106
• 6.3.1 减阻剂 CBDO 对分子筛的影响104-105
• 6.3.2 减阻剂 OPDO 对分子筛的影响105-106
• 6.4 小结106-107
• 第七章 天然气减阻剂减阻机理探讨107-114
• 7.1 输气管道水力摩阻及成因107-109
• 7.2 天然气管输减阻机理109-113
• 7.2.1 光滑减阻机理109-110
• 7.2.2 粘弹减阻机理110-113
• 7.2.3 光滑减阻与粘弹减阻共同作用113
• 7.3 小结113-114
• 结论114-116
• 参考文献116-123
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果123-124
• 致谢124

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

咪唑啉缓蚀剂缓蚀性能的研究    陈卓元,王风平,杜元龙

双子表面活性剂对硫酸盐还原菌的杀菌性能    孙玉海;马天态;张松亭;杨景辉;马素俊;

含杂环双季铵盐的合成及其缓蚀性能的研究    黄金营,郑家燊,魏红飚,张建

硫酸介质中Gemini表面活性剂对A3钢的吸附缓蚀性能    陈浩;胡悦;毛东琳;裘灵光;

改性咪唑啉缓蚀剂在H_2S-3%NaCl-H_2O体系中缓蚀性能的研究    罗喆媛,俞敦义,屈人伟

咪唑啉型酸洗缓蚀剂的研究现状    于建辉,彭乔

Gemini表面活性剂作为金属缓蚀剂的研究进展    李俊;赵景茂;

输气管线摩阻系数的影响因素以及减阻的主要方法    吴玉国,陈保东

双丙酮丙烯酰胺的紫外光谱研究    叶彦春;谭惠民;张军良;郭燕文;

XPS测定减水剂吸附层厚度    郑大锋;邱学青;楼宏铭;

Gemini表面活性剂在酸性溶液中对金属的缓蚀性能研究    吴振玉

天然气减阻剂的研制及其减阻性能的研究    邢文国

竹造纸污泥纤维的特性分析    张秀标;王传贵;周旭;

生物芯片点样机器人样品分配机理分析    赵然,毕树生,周强,宗光华

纳米碳酸钙湿法表面改性的研究及其机理探讨    章正熙,华幼卿,陈建峰,王玉红

Lα-DPPC磷脂对人工滑液润滑性能的影响    王丽,高瑾,李久青,娄思权

粗糙微通道内稀薄气体流动与换热的蒙特卡洛直接模拟    林林;王爱国;张欣欣;

汽油蒸发抑制剂的研制    梁治齐

测量粉体湿润接触角的实验装置的设计及应用    姚荣兴,王瑛,王迎,钱蔚芬,沈新元

颗粒增强高分子聚合物耐磨涂层的优化设计模型    寇建章

氯离子与咪唑啉复配缓蚀剂的合成与应用    郭睿;吴从华;左笑;李歌;

液相沉淀法制备超微钴蓝颜料    骆雯琴;顾幸勇;刘欣;马岚;

一种用于流噪声抑制的被动湍流控制方法    何亮;胡永明;胡正良;

破解中国婴儿肾结石病因与婴儿奶粉关系的译码及孩子肾结石病机理分析    郦韬珉;

脱水铝系污泥吸附去除水溶液中磷的研究    胡静;吴树彪;董仁杰;

ESP极板涂敷导电防腐涂料对静电收尘性能影响的研究    侯亚平;郝文阁;赵光玲;裴莹莹;吴岩;

PAT在临界反胶团浓度测定中的应用    张水合;刘文晶;

破乳剂在原油开采中的应用    贾文玲;卢新甫;梁永涛;

十二烷基聚氧乙烯醚(9)双水相体系萃取苯酚    许林妹;许虎君;唐玮键;

一种阴离子型双子表面活性剂的合成与表征    赵田红;胡星琪;赵法军;彭国峰;

常温精脱硫与THC-1脱烃催化剂的研发及其在国际质量标准食品CO_2生产中的应用    孔渝华;王先厚;

TH酸洗缓蚀剂的性能研究    孙宝季;齐娟;孙群峰;魏学清;

海洋优势菌种附着腐蚀Fe_3Al及其复合材料界面与机理研究    常雪婷

煤层注水抑制瓦斯解吸效应实验研究与应用    肖知国

喷雾药液在靶标植株上的沉积与润湿研究    陆军

浆膜动态性能研究及其在蒙脱土掺杂浆料改性效果评价中的应用    张志奋

纳米磺酸钙镁复合清净剂的合成、性能与机理研究    梁生荣

两性增溶剂CHAPS聚集性质及其与Triton X-100相互作用的NMR研究    秦显国

铝酸钠溶液晶种分解附聚过程及其强化的研究    刘战伟

Gemini表面活性剂在酸性溶液中对金属的缓蚀性能研究    吴振玉

疏水亲油有机无机复合乳液的制备及其在油水分离滤纸的应用研究    徐桂龙

木质素磺酸盐的溶液行为及其在气/液和固/液界面的吸附机理研究    严明芳

阳泉无烟煤对CH_4、CO_2吸附特性研究    任子阳

苯乙烯—异戊二烯（或丁二烯）嵌段共聚物表面结构的形成及其影响因素    赵玉荣

五种新型杯[4]芳烃衍生物的合成、表征及在电分析中的应用研究    王成斌

船首分水式推进器的设计研究    刘肖丹

减阻测试实验装置结构设计及仿真分析    谷云庆

二价阳离子对阴离子表面活性剂与铝盐混凝的影响    杨飞飞

两种环境友好型酸洗缓蚀剂的复配和性能研究    梅其政

咪唑啉磷酸酯类缓蚀剂的制备及其缓蚀性能研究    于会华

阳离子表面活性剂和重油复合体系在海洋沉积物上的吸附行为    郑翠英

模拟钻井液中复合缓蚀剂的研究    邹家素

Gemini表面活性剂与卤离子对钢在磷酸介质中缓蚀协同效应    姜霞;吴云;张旺;裘灵光;

含丁二酸酯Gemini阳离子表面活性剂的合成及缓蚀性能    杨伟锋;夏娇;李玉喜;潘忠稳;

双丙酮丙烯酰胺在碳纤维表面的电聚合研究    张复盛,吴瑜,庄严

缓蚀剂与缓蚀机理综述    

表面活性剂对碳钢的缓蚀作用及与缓蚀剂的协同效应    谷宁,李春梅

HJ-20-2气相防锈剂的研究    张大全,高立新,周国定,邱思敏

通过微气泡控制湍流边界层减阻的研究与进展    黄衍顺,王震,王吉强

潜器的随行波减阻降噪贴敷层    张效慈

N-脱氢枞基-N,N-二甲基季铵盐类阳离子表面活性剂的合成及性质    王延,宋湛谦,梁梦兰

低聚表面活性剂——两亲分子表面活性的突破    赵剑曦

    张宝兰

阳离子型Gemini表面活性剂的合成、性质及应用研究    叶志文

油气开采用表面活性剂的合成及性能研究    陈洪

阳离子双子表面活性剂在三次采油领域的应用基础研究    杨建军

含咪唑杂环的长链烷基双季铵盐的合成及其特性研究    黄金营

分子光谱技术研究Gemini表面活性剂在水及非水溶剂中的聚集行为    刘金彦

含Gemini成分的正/负离子表面活性剂复配体系中分子间相互作用及协同效应研究    姜蓉

新型表面活性剂的设计、合成与性能    丁兆云

阳离子型Gemini表面活性剂与蛋白质的相互作用    吴丹

表面活性剂及水溶性功能高分子的NMR研究    刘爱红

新型烷基苯磺酸盐Gemini表面活性剂的合成及性能研究    杜西刚

酞菁化合物、黄连提取物对碳钢的缓蚀作用及其量子化学研究    赵澎

天然气减阻剂的合成及减阻性能测试装置的设计    申丽霞

天然气减阻剂的合成及雾化减阻性能测试装置的设计    赵宁

聚苯胺、聚吡咯的掺杂改性及导电性与防腐性能的研究    李倩倩

天然气减阻剂的合成及减阻性能测试装置的改进与应用    许超

苯并咪唑类缓蚀剂缓蚀机理的理论研究    李中谱

三唑联噻二唑系列杂环化合物的合成表征、量化计算及性质的研究    和富金

缓蚀剂吡啶及其衍生物缓蚀性能的研究    田永芹

天然气减阻剂的研制及减阻性能测试    张雷

L-半胱氨酸衍生物的合成及其缓蚀性能与分子构效关系的研究    曹林华

减阻剂在陇东油区的应用分析    曹登巨;何建川;余志海;冯林海;王宁;

高聚物型减阻剂减阻性能的研究    富雯婷;管民;李惠萍;胡子昭;

天然气管输减阻剂的研究现状    叶天旭;王铭浩;李芳;张梦;

降低减阻剂投注装置系统故障率的措施    张响銮;李德军;

油气管输中减阻剂的应用现状及发展趋势    陶亮亮;胡瑞;马雄;丁雷涛;

减阻剂的应用及其研究进展    朱燕;赵亚洲;李志洲;

减阻剂的研究现状及应用    张华平;

“12-79”复合型减阻剂的研制与应用    胥传辉;

用减阻剂输送稠油    李明远;

减阻剂在铁大线上的试验与应用    孟庆欣,张泽溥

搅拌装置与减阻剂减阻效果评价    张帆;肖博元;汤养浩;罗旗荣;

HG减阻剂在原油管道运输中的应用(东黄老线——广齐线)    王建国;曹旦夫;王敢;

工业水处理表面活性剂的减阻性能研究    李建生;魏清;

混合表面活性剂减阻性能的研究    喻德峰;沙鸥;李应成;

减阻剂系列专利产品站稳国内外市场    王巧然

科技为“油龙”“健胃”    本报记者 张新武

圆国产自主品牌之梦    记者 孙兆光

添加减阻剂 定靖管线日增输油一千二百吨    袁瑞华

圆国产“脉通”之梦    王素范 吴忠良

长春分公司烯烃减阻剂将落户庆铁线    黄鹤

挑战世界尖端技术 打造国际知名产品    

在管道科技颠峰攻关    本报特约记者 孙兆光

α-烯烃减阻剂保障油龙畅通无阻    记者 陶加　通讯员 王娇

科技中心研究项目获国家专利优秀奖    记者 杨婧瀚特约记者 李国平

油品减阻剂分散系统关键技术的开发与油品减阻剂的性能拓展    李冰

油气减阻剂若干关键问题的理论研究与应用开发技术    李国平

天然气减阻剂的研制及其减阻性能的研究    邢文国

减阻剂对大鼠慢性缺血后肢血管新生的影响及其可能作用机制    张泉

管输油品减阻剂生产工艺过程的研究    吴新君

管道减阻剂实验评价系统    张波

一种新型天然气减阻剂的初步研究    皇甫旭丹

新型石油减阻剂的性能提高与质量控制    姜桂林

新型石油分子缔合减阻剂和聚α-烯烃减阻剂的工艺优化与开发    祁新宇

高分子油性减阻剂的合成研究—共聚法    陈文生

新型石油减阻剂的合成与性能研究    庞志俭

干基减阻剂的后处理配方研究与性能表征    刘兴平

聚a-烯烃减阻剂对油品性能的影响与减阻剂连续法生产工艺的研究    饶小峰

磷精矿浆减阻剂性能评价实验装置研究和应用    张克峰