[发明专利]硫酸酯类输气管道减阻剂及其制备方法有效

专利信息
申请号: 200810106239.1 申请日: 2008-05-09
公开(公告)号: CN101575497A 公开(公告)日: 2009-11-11
发明(设计)人: 李国平;张志恒;常维纯;鲍旭晨;刘兵;李春漫 申请(专利权)人: 中国石油天然气股份有限公司
主分类号: C09K3/00 分类号: C09K3/00;F17D1/02
代理公司: 北京市中实友知识产权代理有限责任公司 代理人: 金 杰;任清汉
地址: 100011北京*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 硫酸 输气管道 减阻剂 及其 制备 方法
【说明书】:

技术领域

本发明是一种气体特别是天然气长输管道减阻的硫酸酯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气体特别是天然气长输管道减阻率高、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 的硫酸酯类输气管道减阻剂及其制备方法。

本发明是由硫酸酯类、芳香族化合物以及杂环化合物按摩尔比1∶5∶1~1.5∶ 10∶1组合而成。

其中:

硫酸酯类选自硫酸甲酯、硫酸乙酯、硫酸丁酯、硫酸异丁酯、硫酸己酯、硫 酸异己酯、硫酸辛酯、硫酸异辛酯;

芳香族化合物选自苯胺、甲氧基苯、二甲苯、乙基苯、苯酚、卞基苯、甲苯、 溴代苯酚、氯代苯酚;

杂环化合物选自呋喃、呋喃甲醛、噻吩、四氢噻唑、咪唑、甲基咪唑、吡咯、 吡啶、烷基吡啶、喹啉、嘧啶、吲哚、嘌呤。

本天然气管道减阻剂的制备方法是:

将按比例的杂环化合物和芳香族化合物加入反应器,加入氮气保护,在低温 下搅拌一段定时间,后加入硫酸酯;

所形成的液体由最初的清澈透明变为混浊分层;反应时一定要加入氮气保护, 因这个实验是激烈放热的;

由萃取分层来分离残液和生成的硫酸酯类减阻剂;通过减压蒸馏出有机溶剂 残液在真空得到产物。

具体是:将按比例的杂环化合物和芳香族化合物加入到反应容器中,将反应 容器放入到盛有冰水混合物的水浴中,通入氮气保护,开动磁力搅拌器,放入温度 计,进行测量,保证其温度在0~30℃之间;

将比例量的硫酸酯加入到加料漏斗中,硫酸酯逐滴滴加到杂环化合物和芳香 族化合物的反应物中去;反应2~4h后,将反应产物放到分液漏斗中,静止1~ 2h后,将下层有机相混和物分离出来;

取出有机相混和物,用1∶1~1∶2比例的有机溶剂对产物进行洗涤,从而 洗去多余的原料;再重新进行分液操作,获得粗产品;

粗产品先用旋转蒸发仪在50~100℃温度条件下将少量有机溶剂蒸出,然后 将其放在真空烘箱里12~24h,使有机溶剂蒸发完全,得到产品。

其中:洗涤用的有机溶剂为芳香类有机溶剂。

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