麻省理工學院科研團隊日前發布了一項涂料科技，該技術可以阻止水合物/冰的積聚，以保證管道內的油氣傳輸不受堵塞。

       發生在2010年4月20日的美國墨西哥鉆井平臺的爆炸和原油外泄，給沿岸和海洋生態帶來了毀滅性的破壞。鉆井平臺的管理者認為幾周時間就可以阻止原油泄漏，直到5月9日，他們才成功的在破損的油井上安置125噸的控油圓頂控制外泄。如果當時可以采購這種阻止積聚的涂料技術，通過管道將原油快速的傳輸到油輪之上，防止泄漏事件所造成的的災難性污染。但是，是什么阻礙排險計劃沒有按期進展呢？

       罪魁禍首就是有凍水和甲烷混合的混合物，其學名稱為甲烷包合物。因為接近海底的低溫和高壓，很容易在控油圓頂和外泄管道附近聚集大量的泥漿混合物，影響原油的通暢輸送。如果不存在甲烷包合物的影響，控油圓頂是可以順利工作，也就不會出現長達4個月的泄漏和生態破壞了。

       來自麻省理工學院的研究團隊，給未來可能發生的類似事故提供了新的解決方案。它可以防止石油和天然氣管道內的堵塞，減少了管道內壁清潔的高額維護成本，同時也可以避免由于管道內部積聚所導致的的應力破裂。

       在新一期的ACSAppliedMaterialsandInterfaces科技期刊內，MIT機械工程教授KripaVaranasi、博士后ArindamDas和TaylorFarnham、SrinivasBengaluruSubramanyam共同撰寫了這篇名為《阻止冰水混合物積聚新方法》的論文。

       新方法的關鍵在于，在管道內部涂覆一層促進阻流物擴散的阻水涂層，涂層可有效的阻止冰粒或者水滴粘附在管道內壁，避免可能減緩或者組織流動的包合物積聚。

       傳統的管道清潔主要方法是管道加熱、內部減壓或者添加化學助劑清除，高額的成本和潛在污染卻無法避免。新的解決方案并不是主動維護，一旦涂裝之后，無須額外的維護，管道內壁涂層首先會捕捉原油或者天然氣中的液烴，產生天然的疏水層，這樣就可以防止冰粒附著在內壁上。

       論文作者之一，Varanasi介紹說，現有的預防措施被稱為流量保證措施，管道方每年花費數億美元去進行流量保證措施，在維護成本和環境友好都沒有優勢。但是如果沒有這種措施，水合物就會積聚起來，從而降低流量，不僅管道運營方的收入會降低，而且可能形成管道堵塞，產生事故隱患。

       另一位論文作者，Das談到，近海大陸架中存在豐富的甲烷水合物，近年來甲烷水合物被認為是一種巨大的潛在燃料來源，如果可以設計開采方案的話，這種隱患就會變得更大。甲烷水合物的沉積和積聚要比油氣更容易受到凍結和堵塞的影響，防止積聚很大程度上取決于避免最初的水合物粘附在管壁上，一旦粘附上，初始的水合物就會不斷吸收其他顆粒，積聚的尺寸會飛速擴張。Farnham表示，新的方法就在于解決在最大程度解決初始水合物的粘附。

       在應用于石油和天然氣管道領域之前，該方法也有商業化的應用。為防止番茄醬、蜂蜜等高粘度液體附著在容器內壁上，容器內部通常會進行涂層處理，首先將容器內壁涂裝紋理涂層，并在涂層上涂抹潤滑劑，防止粘附。而在新的管道系統中，使用環境為液體，所以并不適合表面涂抹潤滑劑。內壁疏水是核心，而是在原油中存在的液態烴，只需要它們靠表面涂層的表面張力就可以粘附在內壁之上，就可以起到有效阻水的作用。

       在實驗室測試中，甲烷包合物可以在低壓和中壓管道中無阻力傳輸，并沒有發生水合物粘附在管道內壁上，證明該系統的行之有效。據悉該研究項目是由意大利能源公司EniSpA通過麻省理工學院能源計劃資助。