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1、水合物的形成及其对天然气管道内部腐蚀速率的影响HydrateFormationanditsInfluenceonNaturalGasPipelineInternalCorrosionRate作者：EmmanuelO.Obanijesu,VishnuPareek,andMosesO.Tade摘要水合物沿天然气管道的形成已被确定为一个严重威胁石油和天然气工业生存的问题。如果不尽快排除这种形成物则其可能堵塞管道导致系统崩溃。这个问题会导致工业收入每年损失数十亿美元。然而现有所有的文献对水合物的形成过程都集中在它能够堵塞管线
2、，却很少或根本没有认可一个更大的问题——其对内部管道腐蚀能力，因此，这一点是此项研究的重点。这项工作集中在研究油田腐蚀科学技术的新领域。在这项研究中，晶格组成中包括甲烷(CH4),二氧化碳(CO2)或者硫化氢（H2S）和水分子（H2O）及还可能有的其他物质。当这些晶格存在，这些气体可以轻松经过化学反应或者内部表面电化学反应或者共同作用在管道内表面的地方。这些反应将很容易引发管道的腐蚀。这项研究进一步证实的是，即使是将水合物成功的从管道中去除，但已展开的腐蚀可能继续伴随流体在管道内的流动而延伸，从而导致材料的老化和管材
3、完整性的恶化。随着时间的推移，这条管道将开始泄漏或者可能进行全孔破裂（FBR）。这除了引发经济影响外也将引发环境影响和政治影响，并导致可能要完全替换长管道。各项管理方案包括对行业进行大量的研究和投资发展的必要性提议已被采纳。关键词：天然气管道，水合物的形成，腐蚀，经济，环境引言全球需求和利用的天然气和它的主要成分（甲烷）是在不断增加，因为它的高利用率再加上比其他化石燃料相比对环境影响小。他的组成因不同油田和地区而变化（见表1）。随着各种应用产生，它是应用于住宅建筑采暖和水，做饭，烘干，照明(BrkićandTanas
4、ković,2008;JoelssonandGustavsson,2009)。许多家电产品包括天然气炉，烧烤，壁炉原木，游泳池和水疗加热器和火坑上都运行天然气。天然气空调也存在，虽然这不是非常流行的电器。工业上，天然气是发电的主要燃料(Shuklaetal,2009;Tourkoliasetal,2009)。作为一种高效，便捷的燃料，在发达国家，如澳大利亚，加拿大和大多数欧洲国家在交通部门燃气用于为汽车，卡车和重型车辆服务(Kamimura,2006;FelderandDones,2007)，而航空业目前的研究是在针
5、对飞机设计使用天然气(Gazzard,2008a;Gazzard,2008b;Greenair,2009)，此外，天然气在电厂技术方面发挥了重要作用(Pilavachi,2009)。它还可用于制造抗冻液和食用塑料。加工工业基本上只有在电厂房使用天然气。此外，废物处理和石油炼制是天然气的消费大户。因为许多气体可以被提取出来作为一个天然气的子产品，其提供的用途超越了天然气本身。表1不同领域的天然气组成摩尔组分(%)化学组分Kokorifieldstudy,尼日利亚Utorgugasplant尼日利亚Sapelewestf
6、ield尼日利亚甲烷68.4290.1968.14乙烷7.656.9414.22丙烷11.272.0910.27N-丁烷4.000.3613.23I-丁烷4.420.4142.38N-戊烷0.940.0050.75I-戊烷1.550.0071.07已烷0.18————氮0.16————二氧化碳1.02————这种气体是可以在全球大量使用的气体。2000年，世界总储量和天然气生产量是150.19万亿立方米和2.4223万亿立方米(UNCTAD,2009)。俄罗斯作为全球最大的石油和天然气生产国家，拥有38％的储量，48
7、.14tcm，每桶分别为691亿元（Gelb,2006）。仅在2003年美国天然气需求估计为786.32万亿立方米(Hill,2005)。在2007年，超过36bcm的天然气经美国州际管道公司被输送至消费者(EnergyInformationAdministration,2009)。在2009年全国总容量约为1830亿立方英尺的48个州的三分之二的几乎完全取决于管道系统对他们的天然气供应。澳大利亚截至2006年常规天然气储量为2429bcm（DRET，2009年），而15个国家的欧盟天然气需求量的预计为420650b
8、cm2010年（表2）。表2一些欧洲国家天然气需求情况的总结（10亿立方米）1999年2010年2020年欧盟15a386500597欧盟30a462642777欧盟15b386420-650533-650欧盟30c——580-690610-900来源：a美国内政部矿产勘探局；b国际能源机构（2001）；cStern组织（2001）注释：欧盟1
