随着工业的发展,全球对能源的需求逐步上升。海底油气资源十分丰富,但是深海环境比较恶劣,低温和高压的深海环境导致水合物形成和蜡质析出。海底输油管道的温度降低极易引起管内原油产生蜡结晶及水合物。这不仅降低了原油的流动能力,而且降低了海管的运输效率。在极端条件下,流动性持续降低,会进一步造成管道堵塞,设备严重损坏,进而导致油气产量下降、运输成本增加。海底输油管道的固体沉积是石油工业的一项重大挑战。目前,已经开发和实施了多种技术来确保生产过程中管道安全运行。传统的保温方式包括被动和主动两种。被动方法包括填充隔热保温材料和深埋管道来保持流体的温度。主动方法需要应用加热技术来维持和提高流体的温度,可以通过电或热流体循环来加热。相变储能是一种将热能储存在相变材料中以备利用的潜热储能技术,主要应用于各种系统的热管理。目前,相变材料由于其良好的蓄热控温性能被广泛应用于控温领域。因此,本文提出将相变材料应用于深海输油管道,通过设置相变控温层的方式,与传统的保温方式相结合,对管道的温度分布进行更好地控制。本文以农产品废弃物麦麸为原材料,吸附铜离子后通过一步热解法制得多孔碳基材料铜微球掺杂麦麸生物炭（CMS-WBB）。以硬脂酸（SA）为相变芯材、以铜微球掺杂麦麸生物炭（CMS-WBB）为载体,采用真空浸渍法制备了形状稳定的新型复合相变材料硬脂酸/铜微球掺杂麦麸生物炭（SA/CMS-WBB）。通过表征测试研究了定形相变材料硬脂酸/铜微球掺杂麦麸生物炭（SA/CMS-WBB）的表面微观结构、结晶性能和热物性能。研究结果表明,作为相变芯材的硬脂酸（SA）分子已经被成功吸附进入多孔碳基载体铜微球掺杂麦麸生物炭（CMS-WBB）的孔结构中,并且多孔碳基载体CMS-WBB在固定过程中不影响硬脂酸（SA）的晶体结构,复合相变材料SA/CMS-WBB具有较好的化学稳定性和热性能。本文所制备的复合相变材料硬脂酸/铜微球掺杂麦麸生物炭（SA/CMS-WBB）具有较好的储热性能和热稳定性,其相变温度也较为适宜,适用于海底输油管道的保温。为研究本文所制备的复合相变材料SA/CMS-WBB应用于海底输油管道控温的实际效果,及对比相变控温管道与普通保温管道的不同之处。本文利用ANSYS-Fluent软件,建立海底输油管道的模型并进行仿真模拟。为了对比添加相变材料前后的差异,本研究分别使用聚氨酯泡沫和复合相变材料建立了两个不同的海管模型,根据管道在不同运行状态的模拟数据对比分析普通保温管道和相变控温管道的热量散失情况。模拟结果表明,在稳定输送工况下,两种管道温度分布基本一致,运行情况良好。在停输工况下,管道温度持续下降,相变控温管道具有更好的保温效果,热量散失更少,安全停输时间更长。加入相变材料后,海管在高温时蓄热,低温时放热维持温度,有效的延长了安全停输时间。添加相变材料,保证了整个输送系统的流动性,对于维持产油效率和降低输送成本具有重要意义。