[发明专利]咪唑盐类输气管道减阻剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明是气体特别是天然气管道减阻的咪唑盐类输气管道减阻剂及其制备方 法。涉及有机大分子化合物、它们的制备和管道系统技术领域。

背景技术

天然气是污染最小、最清洁的能源。因此在一次能源中的比重迅速提高，天然 气管网快速发展。国内外各个地区，甚至不同季节都对天然气的需求有较大的变化。 这就要求输气管网具有一定的调节能力，尤其是在保障安全的条件下迅速增加输 量。因此，急需研制出类似油品减阻剂那样的天然气减阻剂，使天然气管道减阻技 术得到突破性进展。

目前，天然气的主要运输方式为管道输送。现代意义上的输气管道已有近120 年的发展历史。当气体流经管道时，粗糙度会引起摩擦进而产生气体涡流，造成能 量损失，从而造成管道的压力损失。对处于紊流状态的天然气管道输送而言，管壁 粗糙度对摩擦系数影响最大，要增加输量就得减小管壁粗糙度。近年来，天然气管 道输送减阻研究取得了较大的进展，就目前研究结果而言，减阻方法大致可归纳为： 天然气管道内涂层减阻技术和减阻剂减阻技术。

众所周知，同原油减阻剂一样，天然气减阻剂的应用可以显著增加输量、降低 压缩机的动力消耗、减少压缩机的安装功率，节约压缩站数，所带来的经济效益是 巨大的，有着很好的实际生产需要和市场前景。但天然气减阻剂不同于商业液体(如 石油)减阻剂。一种液体减阻剂，例如用在TransAlaska原油管道中的减阻剂是典 型的长链聚合物。这种聚合物融进液相来减少液体中的涡流，它的分子量是百万数 量级，液体减阻剂从管道内表面把层流底层拓展到中心湍流区。它的有效区在层流 与湍流的界面处。而天然气减阻剂的分子量不可能很大，因为这考虑到它的雾化能 力和以及它在管壁上“凹谷”的“填充”能力。并且天然气减阻剂的作用区不是在 层流与湍流的界面处，它是直接作用于管道内表面，减阻剂分子与金属表面牢固地 结合在一起形成一光滑、柔性表面来缓和气-固界面处的湍动，减少流体与管壁之 间的摩擦，即直接减小管道内表面粗糙度，从而达到减阻作用，它不改变流体的性 质。在专利US4958653，US5020561中都提到出了在气体管道中应用减阻剂减阻的 方法。

发明内容

本发明的目的是发明一种减阻率基本稳定在15％左右、有效期长、对天然气管 道内壁、内涂层和气质无影响、无毒环保、溶解性好、易于现场应用的咪唑盐类输 气管道减阻剂及其制备方法。

本发明的天然气管道减阻剂是由咪唑类化合物、氟磷酸盐以及卤代烷烃按摩尔 比1∶1∶1～1∶2∶1.5组合而成。

其中：

咪唑类化合物选自咪唑、2-巯基苯并咪唑、N-乙基咪唑、2-乙基咪唑、2-甲基 咪唑、4-甲基-2-乙基咪唑、N-甲基咪唑、1、3-二乙基咪唑、1、3-二甲基-2-乙基 咪唑；

氟磷酸盐选自氟磷酸锂、氟磷酸铵、氟磷酸钾、氟磷酸铁、氟磷酸铝、氟磷酸 钠、氟磷酸钙、氟磷酸铜、氟磷酸锌；

卤代烷烃选自溴甲烷、溴乙烷、溴丁烷、溴戊烷、溴己烷、溴庚烷、溴辛烷、 溴十二烷、溴十六烷、氯甲烷、氯乙烷、氯丁烷、氯戊烷、氯己烷、氯庚烷、氯辛 烷、氯十二烷、氯十六烷；

本天然气管道减阻剂的制备方法是：

1).将按比例的咪唑类化合物和卤代烷烃加入到反应容器中，在惰性气氛搅拌 条件下，先控制反应温度回流，进行反应；

2).反应结束后，停止加热，将反应混和物冷却，使上层有略带黄色的液体， 下层是白色结晶；

3).在惰性气氛下，将上层的黄色液体倒出，将白色结晶捣碎进行抽滤；

4).将白色结晶放入保温提纯器中，加入溶剂，在惰性气氛下，重结晶2～3次 后，得到白色晶体；

5).将一定比例有机溶剂、白色晶体和氟磷酸盐加到反应容器中，在惰性气氛 搅拌下，控制温度下反应；

6).反应结束后，迅速将液体进行抽滤，除去不溶物，得到含有溶剂的粗产品；

7).粗产品先用旋转蒸发仪将少量有机溶剂蒸出，然后将其放在真空烘箱里， 使有机溶剂蒸发完全，得到产品。

具体是：