天然气减阻剂减阻机理探讨.pdf

第41卷第8期
应用化工
Vol 41 No&
2012年8月
Applied Chemical Industry
Aug.2012
天然气减阻剂减阻机理探讨
徐吉展,王娜,刘丽,李鸿,叶天旭
(中国石油大学化学工程学院,山东青岛26655
摘要:对现有天然气减阻剂减阻机理进行了较深入的分析,重点介绍了光滑减阻、粘弹减阻和光滑-粘弹减阻机
理。从微观结构分析了输气管道近壁区阻力的成因,进一步证实了输气管道近壁区是实现湍流控制和减阻增输的
关键区域;从实验研究和理论硏究两方面对各个减阻机理进行了评述,并列举了各减阻机理的理论依据或事实依
据。此外,简要介绍了天然气减阻剂的应用条件,并提出了减阻机理的研究重点。
关键词:天然气;减阻剂;管道输送;阻力成因;减阻机理
中图分类号:TQ047
文献标识码:A文章编号:1671-3206(2012)08-1417-05
Discussion on mechanism of drag reduction of
natural gas drag reduction agent
XU Ji-zhan, WANG Na, LIU Li, LI Hong, YE Tian-xu
(College of Chemical Engineering, China University of Petroleum, Qingdao 266555, China
Abstract: The existing mechanisms of drag reduction have been analyzed in depth. Smooth mechanism of
lrag reduction, viscoelastic mechanism of drag reduction and smooth-viscoelastic mechanism of drag re
duction were presented in details. The reason of forming near wall drag of the gas pipelines were analyzed
in microscopic length scale level and the fact that the near wall region of gas pipelines is the critical area
of con rolling turbulence, reducing drag and increasing gas throu put has been further confirmed. Each
mechanism of drag reduction was evaluated on both experimental and theoretical studies, and the theoreti
oasis or factual basis of mechanism of drag reduction was also listed. In addition, the application con-
ditions of the gas DRA were introduced briefly, and the research direction of drag reduction mechanism
was pointed out
Key words: natural gas; drag reduction agent; pipeline transportation; drag causes; mechanism of drag
reduction
所谓“减阻”是指管道中的流体在恒定压降下,时甚至产生负效应叫。为了弥补内涂层减阻的不
加人“减阻剂”"(DR或DR)使其体积流率增加,或足,天然气减阻剂技术就应运而生。在输气管道中
者在恒定体积流率下,加入“减阻剂”使其沿程压降添加减阻剂减阻增输的可能性首先是由美国石油学
减小2。在输气管线中,摩擦阻力是造成长输管线会于1956年发现)。20世纪90年代,又有 Atlantic
压降、动力损耗和输气量降低的主要原因。因此,要 Richtield Company、 Ying Hsiao Li和 Randi Naess
降低长距离输气管线运营成本和提高输气量,就得等剐提出了天然气减阻剂开发和分子设计的基础,
降低摩阻系数。
并提出了天然气减阻剂减阻机理。Huey'于2000
目前,管输天然气管道多采用内涂层减阻技术年墨西哥湾进行了天然气减阻剂现场实验,取得了
降低摩擦阻力,取得了良好的经济效益。但是管道较好的减阻增输效果。2000年以后,我国对该项技
内涂层减阻方法施工设备复杂、操作费用较高,特别术特别关注,研发了大量潜在的天然气减阻剂,并从
是随着输气时间的延长和不定时清管作业的实施。不同角度提出了减阻原理。但尚未形成系统的理
使得管道内涂层不断脱落,减阻效果逐渐降低,严重论,甚至没有形成公认的合理解释。本文列举了近
收稿日期:2012-06-0
基金项目:国家科技重大专项(2011ZX05026004-04)
作者简介:徐吉展(1986-),男,山东菏泽人,中国石油大学(华东)在读硕士,师从叶天旭副教授,主要从事精细化工、绶
蚀剂、天然气减阻剂等新材料的开发。电话:18954839468,E-mail:xujizhan123@sin&.com
通讯联系人:叶天旭。电话:15863016138,E-mail.xinzi1997@sina.com