2022-KJ-1-012天然气集输管网缓蚀减阻剂开发及工业化应用

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2022-KJ-1-012天然气集输管网缓蚀减阻剂开发及工业化应用

日期：2023年01月15日来源：中国腐蚀与防护学会分享：

获奖项目编号：	2022-KJ-1-012
获奖项目名称：	天然气集输管网缓蚀减阻剂开发及工业化应用
第一完成单位：	中国石油化工股份有限公司西北油田分公司
项目联系人：	高秋英
联系人电话：	18999831571
联系人邮箱：	Gaoqy.xbsj@sinopec.com
项目简介：
为实现碳达峰和碳中和目标，能源供需结构必将会产生深刻变革。国家已陆续出台替代能源及低碳经济相关政策，限制了煤炭的开发和使用，而作为清洁低碳化石能源，天然气相对煤炭发电可减排CO240%-50%，可以帮助和支持能源结构去碳化，弥补煤炭退出带来的部分空缺，天然气未来的发展更显得尤为重要。目前天然气主要运输方式为管道输送，但由于管道内壁粗糙凸点会使气体输送过程中产生较大压差，即阻力损失，因而会限制管道的输送能力；管道内输送天然气中含有腐蚀性的H2S、CO2介质的湿气，且随着输送管道的延长，温度、压力下降后在管道内析出积液，造成管道严重腐蚀，对天然气的安全高效输送带来较大影响。针对天然气市场需求不断增加、因腐蚀等原因造成管道输送能力受限的问题，项目开发了天然气管道缓蚀型减阻剂，为管道减阻增输、长周期安全运行提供保障。（1）研究了天然气管道减阻机理，提出了光滑减阻和弹性减阻协同机理，明确了天然气管道减阻剂具有减阻效果的前提是化学结构中包含极性吸附端和柔性链端，多极性端可能会使减阻剂兼有缓蚀的效果。（2）设计并合成了用于天然气管道的缓蚀减阻剂，首次实现了多极性端、多柔性链且链长可控的有机羧酸盐类缓蚀减阻剂合成。（3）建立了缓蚀减阻剂性能室内评价和优化筛选方法，研制了模块化、雾化加注式减阻剂实验环道。开展缓蚀减阻剂评价实验，结果表明，研发的减阻剂成膜稳定性好，模拟环道实验当流量106Nm³/h，压力8bar时，产品的平均缓蚀率为78.9%，减阻率可达到7%，有效期大于20天，可有效控制天然气管道腐蚀问题。（4）完成西北油田37条天然气管线共315.78公里的缓蚀型减阻剂现场加注试验，结果表明，产品具有较好的减阻增输和缓蚀效果，减阻率最大可达到13.76%，增输率可达到11.25%，缓蚀率可达到86.5%，加剂后对气质无影响，实现了低成本不增压增输控制腐蚀的目标。本项目授权发明专利16项，实用新型专利1项。产品具有较好的减阻增输和缓蚀效果，减阻率最大可达到13.76%，增输率可达到11.25%，缓蚀率可达到86.5%，分析结果表明加剂后对气质无影响。应用研发的减阻剂在西北油田分公司开展现场加注试验，共计315.78公里，累计平稳运行两年以上，减阻率最大可达到13.76%，增输率11.25%，缓蚀率86.5%，加注减阻剂后，对气质无影响，管线管输能力提升6.89-9.57%，增加输气量10494万方，同时减缓了管道内壁腐蚀，节约缓蚀剂费用339.23万元，产生综合效益约10608.59万元。随着技术成果推广应用，可有效提高天然气供给能力，保障管道安全运行。