一种气体管道减阻组合物及其制备方法技术

本发明专利技术是气体特别是天然气输送管道减阻的一种气体管道减阻组合物及其制备方法。涉及高分子化合物的组合物和管道系统技术领域。其特征是由长链酸混合物和烯胺按摩尔比１∶１～１．５∶１组成。将长链酸加入反应器加热溶化后，再加入烯胺，通氮气保护并预热；后回流，分液；采用程序升温法、真空法和添加携水剂相结合的方法反应，反应完毕，冷却后可得产品。本发明专利技术对气体管道减阻效果明显，原料来源直接、操作简单、反应条件温和，过程相对简单、对设备要求低，易于实现大规模的工业化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是气体特别是天然气输送管道减阻的一种气体管道减阻组合物及其制 备方法。涉及高分子化合物的组合物和管道系统

技术介绍
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。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巿场前景。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、柔性表面来缓和气一固界面处的湍动，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US5020561中都提到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。在该专利技术中还 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、 0、 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。但该专利虽然提到出了在气体管道中应 用减阻剂减阻的方法及提到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。
技术实现思路
本专利技术的目的是专利技术一种气体特别是天然气输送管道减阻效果好、原料来源 直接、搡作简单、反应条件温和、过程相对简单的一种气体管道减阻组合物及其 制备方法。本气体管道减阻组合物是由长链酸混合物和烯胺按摩尔比l: 1~1.5: l组成。 其中长链酸混合物为十六烷酸、十八烷酸、十九烷酸、二十二烷酸、二十四烷酸两种或两种以上的混合物，或松香。两种或两种以上的长链酸混合物按等比例配制。烯胺烯胺为乙烯胺、二乙烯胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、二丙烯胺、丙烯胶 欣。上述减阻组合物的制备方法是将长链酸(FA)加入反应器加热溶化后，再加 入烯胺(DETA)，通氮气保护并预热;后回流，分液，除去水层;釆用程序升温法、 真空法和添加携水剂相结合的方法反应，反应完毕，冷却后可得产品。具体是将按比例量的长链酸(FA)加入反应器加热溶化后，再加入按比例量 的烯胺(DETA)，通氮气保护并预热到15(TC;后回流，分液，分水器中分上下两 层，除去水层;采用程序升温法升温到23(TC时抽真空2 3个小时继续反应，最 后添加携水剂，反应完毕，冷却后可得产品。其中回流，分液，分水器中分上下两层。其中预热是加热到15(TC并保持1 1.5小时。其中升温是分液以后分不同的温度段升温，在3 4小时内由15(TC程序升温 到230。C。其中抽真空是反应进行到一定程度时抽真空继续反应，即保持最高温度，将搅 拌器撤离，连上真空泵，抽真空2 3个小时，真空度在15 25mmHg。 其中添加携水剂是利用共沸方法，除去反应中生成的水。 本专利技术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。本减阻剂注入天然气管道后，付着在管道内壁并成膜，使管道内壁表面粗糙 度明显减小，表面上的"凹谷"被其"填充"，并且"填充"比较均匀。另外，成 膜后原金属表面上的腐蚀产物消失，表明该产品具有减阻应用价值。该表面膜有较 好的柔軔性，说明合成的该长链烷基酰胺基咪唑啉具有天然气减阻剂所需要的性 质，其成膜性和柔韧性充分显示了它作为天然气管道减阻剂的潜在应用价值。本专利技术对气体管道减阻效果明显，原料来源直接、操作简单、反应条件温和， 过程相对简单、对设备要求低，易于实现大规模的工业化生产。附图说明图l合成产物的红外光谱2长链酸混合物的红外光谱3原钢片表面图4成膜后表面图5成膜后侧面(右边为人为摩擦) 图6成膜后侧面(右边为人为摩擦)具体实施方式以下例来说明本专利技术的具体实施方式并对本专利技术作进一步的说明。实施例l.本例是一实验室里的试验方法。将10份的十六烷酸、十八烷酸各 半混合物加入到四口烧瓶中，加热熔化后注入10份乙烯胺，通氮气保护，预热升 温到15(TC，回流，分液，分水器中分上下两层，除去水层。随后缓慢程序升温，3 小时内由15(TC程序升温到23(TC。然后撤搅拌器，连接真空泵，抽真空2个小时， 真空度为20mmHg。最后加热共沸，直至除去反应中生成的水。实施例2.将10份的长链酸加入到四口烧瓶中，加热熔化后注入13份烯胺， 通氮气保护，缓慢升温到回流、分液。随后缓慢程序升温,4小时内程序升温到 23(TC。然后撤搅拌器，连接真空泵，抽真空2个小时。真空度为20mmHg。实施例3.将10份的长链酸加入到四口烧瓶中，加热熔化后注入15份烯胺， 通氮气保护，缓慢升温到回流，分液。随后缓慢程序升温,3小时内程序升温到230 °C。然后撤搅拌器，连接真空泵，抽真空3个小时。真空度为18mmHg。上述三例制成的减阻组合物，经红外光谱分析，在图2中，原料长链酸混合物 的红外特征峰在1695.6cm-!处，这是R—COOH中C-O伸缩振动吸收峰，在合成产物中该峰消失，说明长链酸全部参加了反应；在图l合成产物的红外光谱图中，1601cm—'处的吸收峰是C二N的特征吸收峰，说明长链酸胺成环。但在该红外光谱图 中，出现了固体脂肪酰胺在1650 ~ 1625国一之间的强吸收带即酰胺I谱带 U636.5cw—。，还出现了固态无环仲酰胺在1547 ~1515cw—'区域的酰胺II谱带 (1526,-')，因此根据红外光谱分析，可判断合成了所需要产品。用该产品作成膜工艺及电镜分析，即将一定量的该减阻组合物产品溶于适量 的乙醇和柴油中，把处理(除油、除锈、用金相纸打磨)过的钢片浸入其中，一 定时间后取出吹干，在JEDL JSM-6700F扫描电子显微镜上进行显微分析，结果如 图3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气体管道减阻组合物，其特征是由长链酸混合物和烯胺按摩尔比１∶１～１．５∶１组成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李国平，徐海红，刘兵，李春漫，鲍旭晨，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]