[發明專利]一種三嗪型天然氣減阻劑及其合成方法和用途

有效

• 申請號: 201610965390.5
• 申請日: 2016-11-01
• 公開（公告）號: CN108017589B
• 公開（公告）日: 2019-12-13
• 發明（設計）人: 趙巍;王曉霖;李遵照;陳建磊
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院
• 主分類號: C07D251/70
• 分類號: C07D251/70;C23F11/14;F17D1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種三嗪型天然氣減阻劑。其分子結構式為：。該減阻劑通過以下方法合成：將三聚氯氰溶解于溶劑中，滴加仲胺和無機堿，生成三聚氯氰一取代物。升高溫度，滴加二胺和無機堿，得到三聚氯氰二取代物。將嗎啉和無機堿加入到反應液中，升高溫度反應。反應結束后，除去溶劑，水洗，烘干后得到產品。本發明的減阻劑具有多極性端和多非極性端，具有良好的吸附性能和優良的減阻增輸效果。本發明合成工藝簡單，條件溫和，反應時間短，對設備要求低，易于實現大規模工業化生產。

技術領域

本發明屬于有機化學領域，具體涉及一種三嗪型天然氣減阻劑及其合成方法和用途。

背景技術

近年來，我國天然氣需求量逐步提高，部分管道已經達到滿負荷運行狀態，部分地區由于季節性調峰要求進一步提升管道輸量。對于在役管道，增壓運行是提高管道輸量最直接有效的方法，但增壓改造成本高、周期長，實施難度大。

管輸天然氣過程中，管內壁粗糙度會產生摩擦阻力，進而產生氣體渦流，造成沿程壓降和能量損失。因此，要增加輸氣量，需要減小天然氣輸送過程中的阻力，降低能量損失。減阻增輸的主要方法有內涂層減阻技術和減阻劑減阻技術。近年來天然氣管道減阻輸送成為國內外研究熱點，通過降低管道摩阻、抑制徑向脈動，達到減小沿程壓降和能量損失，降低輸送壓力、提高輸送效率的目標，同時也可以降低管道增壓帶來的安全風險。目前，天然氣減阻輸送還未形成工業化應用，但已顯示出巨大的經濟價值和應用潛力。因此，研究天然氣減阻輸送工藝技術，對于改善天然氣流動性、提高管輸效率、保障管道安全運行具有重要意義，同時也有著較好的實際生產需求和市場前景。

天然氣減阻劑是類似于表面活性劑結構的化合物，具有極性端與非極性端，加注到管道之后，其極性端通過配位鍵吸附在管道內壁上，非極性端存在于流體與管道內表面之間，在剪切應力作用下順流向懸浮于氣流中形成一層薄膜。這種薄膜可以部分填充管壁表面的凹陷，起到降低粗糙度的作用。同時，在分子恢復伸展的過程中將部分撞擊內壁流體分子的能量吸收并返回到流體中，降低氣體的徑向脈動和粗糙凸起產生的脈動，減小渦流能量，從而降低流動阻力達到減阻的目的。因此，研發極性端吸附性強，柔性端適中的天然氣減阻劑成為近年來較為活躍的石化添加劑領域之一。

美國專利US5902784 A和中國專利CN101575495 A中分別公開了一種含氮類天然氣減阻劑的合成方法，并用于氣體管道的減阻增輸。CN 102040908 A公開了采用三甲氧基硅烷和α-十二烯為原料，在鉑催化劑存在條件下，合成十二烷基三甲氧基硅烷減阻劑。專利CN 101328442 A通過兩步法合成的Mannich堿類減阻劑，可應用于天然氣集輸管道的減阻增輸。

此外，還有一些關于含氮減阻劑合成的報道，如專利CN 102838606 A也公開了一種卟啉類天然氣減阻劑的制備，還有專利CN 101575497 A；US5549848 A；CN 101328441 A；CN 101329011 A；W. G. Xing等 (Polym. Degrad. Stab. 2011, 92:74-78)；葉天旭等(天然氣工業. 2010, 30:92-96)。專利CN 102443022 A和CN 102863473 A分別報道了含磷減阻劑十八醇磷酸酯銨鹽類和六元環烷基硅氧烷-磷酸酯類。

但上述這些專利和文獻所報道的天然氣減阻劑都存在一些不足，主要是產品極性端單一，吸附性弱，非極性端少（如十八醇磷酸酯銨鹽類），減阻效果不明顯，溶解性差（如六元環烷基硅氧烷-磷酸酯類），無法大規模應用于天然氣管道減阻，因而應用范圍受到了很大的限制，對減阻效果還需進一步提高。

發明內容

針對現有的天然氣減阻劑吸附性差，極性鏈端少，減阻效果差的缺點，本發明提出了一種三嗪型天然氣減阻劑及其合成方法。本發明的減阻劑具有多極性端吸附性強，減阻效果好的特點。而且本發明合成方法簡單、反應時間短、溶劑低毒無污染。

本發明提供了一種三嗪型減阻劑，其分子結構式如式（Ⅰ）所示：

式（Ⅰ）；