一种气体输送管道减阻剂及其制备方法

摘要

本发明是气体特别是天然气输送管道减阻的一种气体输送管道减阻剂及其制备方法。涉及高分子化合物的组合物和管道系统技术领域。其特征是由吡啶、仲胺、甲醛或乙醛、芳香酸、去离子水组成，在总重量为100中，吡啶占12～20％，仲胺占20.4～28.4％，甲醛或乙醛占7.6～8.4％，芳香酸占37～38.4％，去离子水占13～15％。其制备方法是将按比例量的吡啶和仲胺加入到容器中混合均匀；滴加比例量的甲醛或乙醛反应；加入比例量的芳香酸，同时滴加比例量的去离子水继续反应；除去多余水分，提纯得目标产物。本发明原料来源直接，制备方法工艺简单，操作方便，反应条件温和，而产品减阻效果良好。

权利要求

1.一种气体输送管道减阻剂，其特征是由吡啶、仲胺、甲醛或乙醛、芳香酸、去离子水组成，在总重量为100中，吡啶占12～20％，仲胺占20.4～28.4％，甲醛或乙醛占7.6～

8.4％，芳香酸占37～38.4％，去离子水占13～15％。

2.根据权利要求1所述的一种气体输送管道减阻剂，其特征是所述仲胺为二甲基胺、二正丁胺、二异丙胺或二环己胺。

3.根据权利要求1所述的一种气体输送管道减阻剂，其特征是所述芳香酸为苯甲酸、甲基水杨酸或水杨酸。

4.一种权利要求1所述气体输送管道减阻剂的制备方法，其特征是将总重量为100中占12～20％的吡啶和占20.4～28.4％的仲胺加入到容器中混合均匀；滴加7.6～8.4％的甲醛或乙醛反应；加入37～38.4％的芳香酸，同时滴加13～15％的去离子水继续反应；

除去多余水分，提纯得目标产物。

5.据权利要求4所述的一种气体输送管道减阻剂制备方法，其特征是将按比例量的吡啶和仲胺加入到容器中混合均匀，搅拌15分钟；在反应温度为30～45℃条件下，滴加比例量的甲醛或乙醛反应1～2个小时；加入比例量的芳香酸，同时滴加比例量的去离子水，反应3～4个小时；除去多余水分，提纯得目标产物。

说明书

一种气体输送管道减阻剂及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明是气体特别是天然气输送管道减阻的一种气体输送管道减阻剂及其制备方法。涉及高分子化合物的组合物和管道系统技术领域。

背景技术

[0002] 天然气能源的利用是目前国内外发展的重要方向之一。由于全球对经济可持续发展的要求和对“洁净能源”的呼唤，天然气的需求量与日俱增。

[0003] 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。

[0004] 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。如US5020561专利中提出了在气体管道中应用减阻剂减阻的方法，该减阻剂是类似于缓蚀剂、润滑剂之类的物质，例如：碳原子数处于18～54之间的脂肪酸、烷氧基化的脂肪酸胺和或酰胺，其长链烃的分子量约从300到900。在该发明中还提出某些天然原油也符合减阻剂的条件，这种天然原油由沥青质、树脂和长链烷烃(C1～C40)组成，也含有少量的N、S、O、Fe和V，这些杂原子大多集中在大分子量部分如沥青质部分，使沥青质带有极性。但该专利虽然提出了在气体管道中应用减阻剂减阻的方法及提出了一些减阻剂的物质，但这些物质的减阻效果有限，并非理想的减阻剂。

发明内容

[0005] 本发明的目的是发明一种原料来源直接、操作简单、反应条件温和的一种气体输送管道减阻剂及其制备方法。

[0006] 本发明之气体输送管道减阻剂是由吡啶、仲胺、甲醛或乙醛、芳香酸、去离子水组成，在总重量为100中，吡啶占12～20％，仲胺占20.4～28.4％，甲醛或乙醛占7.6～8.4％，芳香酸占37～38.4％，去离子水占13～15％。

[0007] 其中仲胺为二甲基胺、二正丁胺、二异丙胺或二环己胺；芳香酸为苯甲酸、甲基水杨酸或水杨酸。

[0008] 本发明之制备方法是：

[0009] 将按比例量的吡啶和仲胺加入到容器中混合均匀；滴加比例量的甲醛或乙醛反应；加入比例量的芳香酸，同时滴加比例量的去离子水继续反应；除去多余水分，提纯得目标产物。

[0010] 将按比例量的吡啶和仲胺加入到容器中混合均匀，搅拌15分钟；

[0011] 在反应温度为30～45℃条件下，滴加比例量的甲醛或乙醛反应1～2个小时；

[0012] 加入比例量的芳香酸，同时滴加比例量的去离子水，反应3～4个小时；

[0013] 除去多余水分，提纯得目标产物。

[0014] 本发明所依据的原理：利用特殊的具有表面活性剂类似结构特点的大分子化合物或聚合物，其极性端牢固地粘合在管道金属内表面，并形成一层光滑的膜，而非极性端存在于流体与管道内表面之间形成气-固界面，利用膜所具有的特殊的分子结构，吸收流体与内表面交界处的湍能，从而减少消耗于内表面的能量，吸收的湍能随后又逸散到流体中，从而减少湍流的紊乱程度，达到减阻目的。

[0015] 由上可见，本发明原料来源直接，制备方法工艺简单，操作方便，反应条件温和，而产品减阻效果良好。

附图说明

[0016] 图1原钢片表面

[0017] 图2成膜后表面

[0018] 图3成膜后侧面(右边为人为摩擦)

[0019] 图4成膜后侧面(右边为人为摩擦)

具体实施方式

[0020] 以下面三个实施例来说明本发明的具体实施方式，实施例中所述的份数均是指摩尔份数。

[0021] 实施例1

[0022] 取10份吡啶和8份二异丙胺加入到三口烧瓶中，搅拌15min，在反应温度为35℃条件下，将10份甲醛溶液加入到混合液中反应1小时，向上述溶液中加入12份苯甲酸，同时滴加60～75ml去离子水，搅拌反应3～4个小时，去水提纯得产物。

[0023] 实施例2

[0024] 取10份吡啶和10份二异丙胺加入到三口烧瓶中，搅拌15min，在反应温度为40℃条件下，将15份甲醛溶液加入到混合液中反应1小时，向上述溶液中加入15份苯甲酸，同时滴加60～75ml去离子水，搅拌反应3～4个小时，去水提纯得产物。

[0025] 实施例3

[0026] 取10份吡啶和15份二异丙胺加入到三口烧瓶中，搅拌15min，在反应温度为36℃条件下，将15份甲醛溶液加入到混合液中反应1小时，向上述溶液中加入15份苯甲酸，同时滴加60～75ml去离子水，搅拌反应3～4个小时，去水提纯得产物。

[0027] 将上述实施例的产品进行成膜工艺及电镜分析，结果如图1～图4所示。

[0028] 将一定量的该产品溶于适量的无水乙醇中，钢片进行处理(除油、除锈、用金相纸打磨)，用喷雾装置将上述溶液喷在处理过的钢片上。在JEDL JSM-6700F扫描电子显微镜上进行显微分析。

[0029] 通过比较可以看出，钢片表面的粗糙度得到了明显改善。由于其结构中含有强吸附性官能团，该化合物具有良好的减阻性能。

[0030] 从上述实施例可见，本发明原料来源直接，制备方法简单，操作方便，反应条件温和，而产品减阻效果良好。