油气减阻剂若干关键问题的理论研究与应用开发技术

论文摘要

随着世界经济的发展，能源需求与日俱增，而油气储运是构成能源利用技术的重要组成部分。在诸多的运输方式中，管道运输具有建设速度快、投资省、占地少、能耗低、不污染环境、受地理及气象条件限制少等优点，而得到快速发展。目前，世界各地生产的绝大多数石油和天然气是用管道运输的。 但是，管道运输也存在着严重的缺点，即弹性输量远较其他运输方式低。由于在石油勘探过程中，精确预测石油的储量是一件十分困难的事，而且油田的发展前景总还存在一些不确定因素。即使将来有能力准确测定油田的储量，油田也还有开发期、盛产期和递减期，并且各地对石油产品的需求也因经济的发展和自身的更新换代而有所变化，这些都要求管道输量具有一定的弹性。另外，诸如管线老化造成耐压性能降低、并联管线之一发生事故需要检修而输量还需保证时，都需要管线对输量有一定的调节能力。 解决上述问题的最好方法是使用减阻剂。所谓减阻剂，是指能减少液体流动摩阻、增加输量的化学添加剂。根据其使用对象不同，可分为水相减阻剂、油相减阻剂和气相减阻剂。用于原油及其相关产品中的减阻剂称为油相减阻剂。油相减阻剂主要具有如下几方面的功能。 (1) 降低管道操作压力，提高管线运行的安全系数，这在一定意义上涉及国家经济安全。 (2) 新建管道如果在设计过程中考虑使用减阻剂，将能缩小管道口径，减小泵的规模，从而大大节省建设投资。 (3) 可在原有的管道操作条件下，增加油品输量，即提高管道操作效率，增加经济效益。 (4) 可实现油品的水力越站输送，关闭中间泵站，节省管道操作成本。 (5) 在发展海上、沙漠、沼泽、高寒地带等自然条件恶劣地区的油田时，可把添加减阻剂输送工艺作为常规使用，这样可加大泵站间距，减少泵站，从而节约人力及物力投入，增加经济效益。 (6) 可在维持原输量的情况下实现减少运行泵的数量，既满足泵维护的要求，又可保证连续生产。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 国外油品减阻剂研究与应用开发技术现状
• 1.1.1 油品减阻剂减阻机理研究现状
• 1.1.2 国外油品减阻剂的研究进展
• 1.1.3 国外油品减阻剂的主要类型
• 1.1.4 国外减阻剂的应用技术开发现状
• 1.2 国内油品减阻剂的研究与应用技术开发现状
• 1.3 已有的研究基础及本论文要解决的关键问题
• 小结
• 第二章 高聚物减阻增输机理
• 2.1 高聚物减阻增输研究现状
• 2.2 高聚物减阻增输的理论分析
• 2.2.1 流体管道增输的实质
• 2.2.2 流体管道减阻增输方法分类
• 2.2.3 层流不存在湍流附加应力
• 2.2.4 湍流附加应力的间接计算
• 2.2.5 湍流附加应力的理论计算
• 2.2.6 湍流附加应力的实验验证
• 2.2.7 柔性单长链高分子与流体的相互作用
• 2.2.8 柔性单长链高分子的减阻机理
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 对高聚物减阻实验结果的分析解释
• 2.3.2 管壁粗糙度对高聚物减阻效果的影响
• 小结
• 第三章 减阻聚合物的聚合机理及聚合条件优化
• 3.1 减阻聚合物的聚合机理
• 3.1.1 计算方法
• 3.1.2 结果与讨论
• 3.2 减阻聚合物的聚合条件优化
• 3.2.1 合成单体及试剂
• 3.2.2 催化体系
• 3.2.3 合成实验条件设计
• 3.3 聚合方法
• 3.3.1 溶液聚合
• 3.3.2 淤浆聚合
• 3.3.3 本体聚合
• 3.4 减阻聚合物的性能测试方法
• 3.4.1 减阻率测试基本原理
• 3.4.2 环道组成
• 3.4.2.1 环道主要参数及流程图
• 3.4.2.2 罐
• 3.4.2.3 环路
• 3.4.2.4 动力系统
• 3.4.2.5 数据采集系统
• 3.4.3 减阻率测试实验
• 3.5 结果与讨论
• 3.5.1 单体种类对聚合的影响
• 3.5.2 助催化剂种类对聚合的影响
• 3.5.3 主催化剂加量对聚合的影响
• 3.5.4 主、助催化剂摩尔比对聚合的影响
• 3.5.5 反应温度对聚合产物的影响
• 3.5.6 聚合条件优化结果
• 小结
• 第四章 减阻聚合物的分散
• 4.1 分散过程理论分析
• 4.1.1 高聚物溶解、溶胀理论
• 4.1.2 高聚物分散系统稳定性理论
• 4.1.3 包覆剂的选择及减阻聚合物密度的调整
• 4.2 减阻聚合物分散系统的制备
• 4.2.1 醇基分散系统（EP—A）
• 4.2.1.1 分散剂选择
• 4.2.1.2 分散剂配比的计算
• 4.2.1.3 分散系统制备方法
• 4.2.1.4 分散系统质量评价
• 4.2.1.5 最终配方及工艺
• 4.2.1.6 产品主要性能指标
• 4.2.1.7 实际应用
• 4.2.2 水基分散系统（EP-W）
• 4.2.2.1 包覆剂用量的确定
• 4.2.2.2 分散剂的选择
• 4.2.2.3 稳定剂的选择
• 4.2.2.4 最终配方及工艺
• 4.2.2.5 产品主要性能指标
• 4.2.2.6 实际应用
• 4.2.3 油基分散系统（EP—O）
• 4.2.3.1 油种的选择
• 4.2.3.2 包覆剂用量的确定
• 4.2.3.3 稳定剂的选择
• 4.2.3.4 消泡剂的选择及用量确定
• 4.2.3.5 最终配方及工艺
• 4.2.3.6 产品主要性能指标
• 4.2.3.7 实际应用
• 小结
• 第五章 油品减阻剂的应用开发技术
• 5.1 α-烯烃净化工艺及前置反应分离系统工程优化
• 5.1.1 α-烯烃净化工艺环节中金属钠的安全处理
• 5.1.2 前置反应分离系统工程优化
• 5.1.2.1 分离系统优化
• 5.1.2.2 反应系统优化
• 5.2 减阻剂现场应用评价
• 5.2.1 旅大线减阻剂增输应用
• 5.2.1.1 项目背景
• 5.2.1.2 旅大管线及其设备基本概况
• 5.2.1.3 管线近期运行参数
• 5.2.1.4 减阻剂及试验设备
• 5.2.1.5 试验过程及结果
• 5.2.1.6 试验结果分析
• 5.2.1.7 结论和建议
• 5.2.2 庆铁线昌图输油站添加减阻剂应用
• 5.2.2.1 庆铁线昌图站添加减阻剂增输运行目的
• 5.2.2.2 概况及大庆原油基本物性、流变性
• 5.2.2.3 减阻剂及减阻剂注入装置
• 5.2.2.4 庆铁线昌图站添加减阻剂增输运行前期工作
• 5.2.2.5 庆铁线昌图站添加减阻剂运行基础数据
• 5.2.2.6 现场应用结果
• 小结
• 第六章 天然气减阻剂的初步研究
• 6.1 天然气减阻剂的发展现状和趋势
• 6.1.1 天然气减阻剂的发展
• 6.1.2 天然气减阻剂的基本类型
• 6.1.2.1 缓蚀剂作为天然气减阻剂
• 6.1.2.2 添加改性原油作为天然气减阻剂
• 6.1.2.3 采用有极性和非极性基团分子的化合物作为天然气减阻剂
• 6.2 天然气减阻化合物理论计算
• 6.2.1 理论依据
• 6.2.2 计算结果
• 6.3 天然气减阻剂的研制
• 6.4 存在问题、技术难点及建议
• 小结
• 结语
• 参考文献
• 致谢
• 攻读博士学位期间发表的论文及获得的奖励
• 学位论文评阅及答辩情况表