[发明专利]一种天然气管道减阻剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及管道系统技术领域，具体涉及一种天然气管道减阻剂及其制备方法。

背景技术

天然气是一种优质高效的清洁能源，采用天然气作为能源，可减少煤和石油的用量，能减少二氧化硫和粉尘排放量近100％，减少二氧化碳排放量60％和氮氧化合物排放量50％，并有助于减少酸雨形成，舒缓地球温室效应，从而大大改善环境污染问题。

国际能源组织预测，从2010到2050年，世界能源需求将增加60％，但煤炭和石油消费将处于逐步下降趋势，到2040年天然气的比例将与石油持平，到2050年将超过石油，成为世界第一能源。随着国内外对天然气的需求迅猛增加，不仅要求天然气管网建设快速发展，而且希望在役管线满负荷甚至超负荷运行，此外，各个地区在不同季节对天然气的需求量有较大的变化，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。

毫无疑问，同原油减阻剂一样，天然气减阻剂将是调节管输能力、增加输量、降低能耗的最佳选择。其减阻机理被认为是雾化后的减阻剂分子与金属表面牢固地结合在一起形成一层光滑、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，从而达到减阻增输的目的。虽然现有技术中有公开气体管道中应用减阻剂减阻的方法，但是到目前为止大多数该方面的研究还处于实验室阶段。有些现有技术虽进行了现场应用，然而，长距离输气管线由于跨度较大，需要通过复杂的地质、地理条件与气候恶劣的地区，现有天然气减阻剂不能满足炎热干旱和超低温等恶劣气候下的安全性要求，因此开发耐低温、高闪点的天然气减阻剂具有重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种管壁吸附能力强、减阻效率高、有效期长、对管道材料和天然气气质均无影响，且耐低温、高闪点的天然气管道减阻剂及其制备方法。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种天然气管道减阻剂的制备方法，包括如下步骤：

合成氮氮偶极型化合物；

用N-甲基吡咯烷酮对合成的氮氮偶极型化合物进行复配。

进一步地，所述合成氮氮偶极型化合物的步骤如下：

(1)将质量比为1:0.55～1:1.12的2-炔基苯甲醛和肼，溶于大量的有机溶剂中，加入到反应容器里，之后逐渐滴加催化量的无机酸，在室温下进行反应；

(2)反应结束后，反应液中会有大量白色固体析出，过滤得到白色粉末状中间体2-炔基苯甲醛腙；

(3)将得到的所述白色粉末状中间体溶解在有机溶剂里，之后滴加卤素，控制温度进行反应；

(4)反应结束后，将反应液倒入装有洗涤溶液的分液漏斗中，充分振荡后静置分层，再分离下层的有机相；

(5)将有机相进行干燥除水，过滤后用旋转蒸发仪蒸出大部分有机溶剂，再经过真空干燥箱干燥即得到氮氮偶极型化合物。

进一步地，所述步骤(1)中的2-炔基苯甲醛的结构通式为：

其中，R¹基团包括烷基、烷氧基、氨基、羟基、巯基、硝基、酯羰基、酮羰基和卤素基团，R²基团包括烷基和芳香基团。

进一步地，所述步骤(1)中的肼包括烷基肼、芳香肼、酰肼和苯磺酰肼。

进一步地，所述步骤(1)中的无机酸为硫酸或者盐酸。

进一步地，所述步骤(1)和步骤(3)中的有机溶剂为醇类和卤代烃类有机溶剂。

进一步地，所述步骤(2)中反应是否结束要通过薄层色谱板(TLC)跟踪来确定，2-炔基苯甲醛完全消失即为反应结束。

进一步地，所述步骤(3)中的卤素为单质溴、单质碘、溴化碘。

进一步地，所述步骤(3)中的滴加卤素具体包括：将卤素配制成低浓度的有机溶液，之后在0℃下缓慢滴加到反应体系中。

进一步地，所述步骤(4)中反应是否结束要通过薄层色谱板(TLC)跟踪来确定，中间体完全消失即为反应结束。

进一步地，所述步骤(4)中的洗涤溶液为饱和Na₂S₂O₃溶液。

进一步地，所述步骤(5)中具体包括：用无水硫酸钠干燥有机相，过滤后用旋转蒸发仪蒸出大部分有机溶剂，再将其放入真空干燥箱里12～24小时，控制温度在50℃，即得到氮氮偶极型化合物。

进一步地，所述步骤(5)中的氮氮偶极型化合物的结构通式为：