减阻剂加注是一种重要的天然气管道增输技术，加注减阻剂克服了管道内涂层使用寿命短、易脱落、不可再次涂覆、无法应用于旧管道和施工复杂等缺点，可有效提高输送量，并能保证管线的安全运行。

    天然气的主要运输方式是管道输送，对天然气管道实施减阻可以实现：

    1）降低管道的摩擦阻力，提高内壁光滑程度，提高管道输送效率，减少能量损失；

    2）提高输量弹性，在不影响工艺条件的前提下，可以调节管道输送量，满足不同季节和不同地区的需求；

    3）降压而不降低输量运行，在保证输气量不变的情况下，降低输送压力，对于出现腐蚀或损伤的长期运行的管道，可减少事故发生；

    4）具有防止管道内腐蚀等辅助功能。

    1 天然气管道减阻技术

    1.1减阻的原因

    为提高天然气输送管道输量有两种主要办法：一是提高泵压，管道输量随之提高，这是常用方法；二是减小流体沿管道流动的摩擦阻力，在泵压不变的情况下提高管道输量，这是减阻增输方法，其中最重要的手段是应用内涂层技术和管道化学添加剂。

缓蚀剂加注分配器安装

    1.2减阻技术

    1.2.1内涂层减阻技术

    若将涂料涂覆在管道内壁且涂料厚度大于内壁粗糙度，使内壁表面变得光滑，则可以降低粗糙度，减少摩擦阻力，增加输量，提高天然气输送效率。20世纪50年代后，内涂层技术在天然气长输管道内进行了大规模应用，应用的管线见表1,广泛应用的涂层材料有环氧树脂型涂料等。

    1.2.2天然气减阻剂

    为了克服内涂层减阻技术的不足，20世纪50年代，有研究者提出了气体管道使用减阻剂的可能性，随后许多研究者也致力于研究天然气管输减阻剂的作用机理。到目前为止，人们公认的天然气减阻剂机理为，利用具有表面活性剂性质的化合物，其极性端与管道金属内表面牢固粘合，形成一层具有以下作用的有机薄膜：

    1）降低管道的绝对粗糙度，即光滑减阻（在管道内壁，吸附层形成新的壁面，在管道粗糙凸起底部，减阻剂分子吸附堆积，填塞内壁表面的凹陷和沟槽，从而降低粗糙度）；

    2）降低气体的径向脉动和粗糙凸起产生的脉动，同时减小涡流能量。

    根据减阻剂作用机理分析，天然气减阻剂产品若要用于管道增输，必须满足如下要求：

    1）具有较强的吸附力，可稳定吸附于管道内壁；

    2）具有可以吸收气体湍流能的柔性长链；

    3）具有适当的蒸气压和溶解性，易雾化，且能在管道内壁凝结吸附，形成连续稳定的膜；

    4）对管道内壁无腐蚀作用。

    由此可见，天然气减阻剂的技术特点为：

    1）不受管道内径的约束，既可用于服役的旧管道，又可用于新建管道。

    2）可根据需要加注，一次性投入费用低，能有效增强管道的输送弹性，节省成本。

    天然气减阻剂的应用克服了费用较高和施工复杂的内涂层减阻方法的缺点，施工时只需选择管道适合的位置，采用类似缓蚀剂雾化注入设备加入即可。

    3）采用间隔式连续注入方式，解决了内涂层随时间延长不断脱落而使减阻效果逐渐降低，甚至产生负效应的难题，这一点尤为突出地表现在旧管道改造中。

    4）用量少且脱离速度慢，使得真正进入天然气中的减阻剂近于痕量，对天然气气质的影响可忽略不计。

    5）保持相同压力降，在气体管道中，减阻剂的应用可提高气体流量10%~30%.

    2 减阻剂的合成进展

    早在1956年，美国石油协会就提出气体管道使用减阻剂的可能性。早期并没有真正意义上的减阻剂，其主要来源于其他管道添加剂，如缓蚀剂、表面活性剂等。20世纪90年代，人们正式提出了天然气减阻剂概念，方法是定期向天然气管道内注入表面活性剂类化合物，该化合物吸附于管道内表面，形成弹性分子薄膜，降低管道内壁粗糙度，达到减阻的目的。

    国外应用的具有减阻效果的添加剂产品特点为减阻效果持续时间较长，输气量提高较大，兼有减阻和缓蚀功能。但国外产品在天然气管道中形成的液膜过厚，长期使用会开裂，有脱落的负面影响，不利于解决管道内表面粗糙度问题。目前国外已没有相关报道，大多数天然气管道仍然应用内涂层减阻技术。

    目前我国研发了5类10余种天然气减阻剂样品，主要可分为Mannich碱类、咪唑啉类、酰胺类、磷酸酯类和聚合物等。

    2.1Mannich碱类

    此类减阻剂的典型产品为苯乙酮二丁胺Mannich碱，

    2.2咪唑啉类

    此类减阻剂的典型产品为硬脂酸咪唑啉、油酸咪唑啉和松香酸咪唑啉等

    2.3酰胺类化合物

    此类减阻剂的典型例子为多酰胺基化合物

    2.4磷酸酯类

    化合物磷酸酯类化合物减阻剂产品，如AEO-9磷酸酯铵盐（PPEM）、十八醇磷酸酯铵盐（OPEM）

    2.5聚合物型

    此类减阻剂中，典型的产品包括乙烯基硅氧烷与乙烯基咪唑啉共聚物（VI-VTMS）

   3  结语

    天然气减阻剂具有提高输气量、降低摩擦阻力的作用，对管输工艺影响较小，且加注方便，是保障天然气管道，特别是满负荷管道安全运行的有效途径，但并不是适用于所有的天然气管道。由于气候原因，北方等地区对天然气的输送量需要进行季节性调峰，加注减阻剂是很好的方法。化学化工企业追求的重要目标之一是节能降耗，作为大型石油化工企业，中国石化有必要研发并应用天然气减阻剂，确保在输送过程中实现节能降耗的目的。

    为此给予几点未来研究工作的建议：

    1）掌握并深入研究减阻机理，这对于合成和施工工艺是极其必要的，是研究减阻剂的前提，包括动力学模拟、分子力学和量子化学计算。

    2）开发复合极性端吸附、多柔性链且链长合适的天然气减阻剂，以改进目前现有产品的缺点，提高减阻增输效果；

    3）对减阻剂性能评价方法进行系统研究，并全面、系统地表征减阻剂的性能。

    4）未来天然气减阻剂要应用于集输管道和大口径长输管道中，应针对大口径管道加注工艺和现场检测与评价开展探讨。