[发明专利]油品减阻剂室内测试环道

说明书

技术领域

本发明是一种检测减阻剂样品在不同剪切速率、雷诺数、流速下减阻效果的油品减阻剂室内测试环道。涉及其它类不包括的测试及管道系统技术领域。

背景技术

20世纪30年代初，人们肯定了在液体中加入某些可溶添加物，有可能减少表面摩阻。1945～1946年，国外才正式开展减阻剂的研究。1948年，B1A1Toms首次发现高分子聚合物在紊流时的减阻现象，1949年，注册了第一个减阻剂专利。

60年代，减阻剂的研究已取得了很大的进展。由于经济、技术上的原因，减阻技术潜力没有得到充分的发挥。为了解决这些问题，某公司进行了大量的实验，所用的减阻剂为CDR。这个实验报告解决了大口径管道中间组的起点、剪切降解和管径加大后对减阻的影响问题，证明了减阻剂在技术上是可行的。1972年，CDR取得了专利，这是减阻剂进入管道的先声。1979年，美国Conoco生产CDR，开始在横贯阿拉斯加的油品管道连续使用，标志了减阻技术的成熟。自80年代以来，在世界范围内，海上、陆上有几百条输油管道都陆续使用了减阻剂。

我国在80年代初开始在原油管道中应用减阻剂。先后在铁大线、东黄线进行了CDR102的现场试验，取得了一定的成效。进入90年代后，又先后在铁大线、秦京线、花格线、格拉线等多条管道上对LP、FLO-XL、FLO-XS等减阻剂进行了试验，取得了一定的进展。

几十年来，国内外先后研究出水溶性和油溶性两大类许多种减阻剂。水溶性的减阻剂目前发现有效的很多；在探索油相减阻剂的过程中，人们发现了两类具有减阻功效的化合物，一类是具有超高分子量(M＞106)的高柔性线型高分子，另一类是某些表面活性剂化合物，作为减阻添加剂，它们具有各自的优点与不足。

高分子减阻剂可以在用量很小的情况下，达到很高的减阻效果。然而，在紊流流体的高剪切作用下，其分子量极易因分子链的断裂而降低，从而降低其减阻功能，即通常所说的剪切降解。这种降解是永久性的、不可逆的，这是高分子减阻剂最大的不足。

表面活性剂减阻剂是通过在流体中形成胶束而实现减阻的，具有良好的抗剪切性能.但是要实现减阻，表面活性剂含量必须达到临界浓度，用量较大，此外，表面活性剂必须在流体中混合均匀了才能达到较好的减阻效果，这对于油品管道运输来说又存在一个添加方法的问题，很不经济。

为了解决减阻共聚物的超高分子量与剪切易降解之间的矛盾，受胶束减阻抗剪切原理---应力控制可逆性的启发，研制出缔合性高分子减阻剂，利用缔合性键的缔合可逆性来解决高分子链在剪切作用下的不可逆降解问题。它同时表明配位键的缔合作用有可能成为联接表面活性剂与高分子两类减阻剂各自优点的桥梁，因此具有重要的研究意义。

甚至近年内还发展了微囊减阻剂，其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里，由于微囊减阻剂以固体颗粒的形式储存和运输，具有便于储存和运输、使用灵活、后处理工序简单等优点，因此节省了运输溶剂、浆料、或其他载体的费用。微囊减阻剂是减阻剂的一个新的发展方向。所以，可以说减阻剂研究取得了长足的进步。

油品的粘性流动会产生阻力，尤其是在高速湍动状态下，由阻力引起的能量损失是很大的，因此研究探索采用管输减阻技术节能降耗和增大输送量具有十分重要的实际意义。

研究发现，高分子减阻剂在高速湍流过程中受到剪切应力的剪切后会发生机械降解，降低或失去其减阻效应。因而，高分子减阻剂的抗剪切性在一定程度上标志着减阻剂性能的优劣。需要着重对减阻剂样品进行减阻特性研究，考察该减阻剂样品在不同剪切速率、雷诺数、流速下的减阻效果。因此，通过室内减阻环道试验对若干种不同的减阻剂进行筛选评定就具有重要意义。

不论何种减阻剂，在正式工业应用前，都须进行实验室试验和工业试验，需要着重对减阻剂样品进行减阻特性研究，科学地确定该减阻剂样品在不同剪切速率、雷诺数、流速下的减阻效果。因此，通过室内减阻环道试验对若干种不同的减阻剂进行筛选评定就具有重要意义。

减阻试验可以采用两种方法，一种是用旋转粘度计测定相同剪切速率下剪切应力的大小。一种是用模拟管道实验装置测定在不同温度、不同流速、不同雷诺数、不同加剂量的减阻率和增输率。试验中，首先用前一种方法将收集到的各种减阻剂按不同的浓度分别测定相同剪切速率下的剪切应力，最终可以确定剪切应力最小的减阻剂配比浓度。通过这种方法可以用少量的油样和药剂初步筛选出几种减阻效果明显的减阻剂，为模拟管道实验提供一些基础数据，从而提高模拟管道实验的针对性。