專利名稱：一種烷基卟啉化合物類天然氣管道緩蝕型減阻劑及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明是一種烷基卟啉化合物類類天然氣管道緩蝕型減阻劑及其制備方法，涉及有機化學的一般方法、一般金屬材料的防腐蝕和管道系統(tǒng)技術領域。
背景技術：
由于全球油氣資源分布不均衡，需求量因地區(qū)差異較大，使得油氣資源從產地到用戶之間需要一個龐大的儲運系統(tǒng)來連接，一旦油氣輸送受阻，油氣消費區(qū)和生產區(qū)就會造成巨大的經濟損失。天然氣是污染最小、最清潔的能源，因此在一次能源中的比重 迅速提高，天然氣管網負擔日趨加重。國內外各個地區(qū)，不同季節(jié)對天然氣的需求有較大的變化，這就要求輸氣管網具有一定的調節(jié)能力，尤其是在保障安全的條件下迅速增加輸量。CN101074344A公開了一種天然氣管道減阻劑及其制備方法，CN101575495A公開了一種吡啶鹽類輸氣管道減阻劑，CN101575496A公開了一種咪唑鹽類輸氣管道減阻劑，CN101575497A公開了一種硫酸酯類輸氣管道減阻劑。然而上述專利公開的減阻劑只有減阻的效果，但隨著天然氣管道的不斷投產，越來越多的天然氣管道存在內腐蝕，尤其是集輸管線和氣田管網內腐蝕嚴重，造成管道的承壓能力降低，存在著嚴重的生產運行隱患，使用壽命下降。因此，急需研制出一種既具緩蝕性又能減阻的化學添加劑，在延長天然氣管道壽命、保障安全生產的同時，增加輸量、滿足調峰要求。天然氣管道緩蝕劑已有數十年的發(fā)展歷史，現在也有許多成型的產品出現。用于天然管道傳輸減阻的天然氣減阻劑也正處于實驗室研制階段。但到目前為止，國際上還沒有既可緩蝕又能減阻的天然氣管道化學添加劑相關方面的研究。常常需要多次注入不同種類添加劑，操作繁雜，增加了潛在事故率，且多種添加劑間存在相互抑制作用，大大降低實際應用效果。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是發(fā)明一種具有良好減阻和防腐性能的烷基卟啉化合物類天然氣管道緩蝕型減阻劑及制備方法。一種烷基卟啉化合物類天然氣管道緩蝕型減阻劑，它是先以苯甲醛、4-羥基苯甲醛和吡咯為原料(甲醛和4-羥基苯甲醛的摩爾比為O. 8: f I. 2:1，苯甲醛與吡咯的摩爾比為O. 8:2 I. 2:2)，反應生成六種卟啉化合物(H)的混合物，再將卟啉化合物的混合物H與丙烯酸長鏈烷基酯(丙烯酸長鏈烷基酯與合成H所用的吡咯摩爾比為1:廣2:1)反應生成六種烷基卟啉化合物，其中六種化合物各自含量均為15 20wt. %，將產物溶于二惡烷配成3(T50wt. %溶液中，即形成烷基卟啉化合物類天然氣管道緩蝕型減阻劑。所述丙烯酸長鏈烷基酯為碳鏈長度為10的丙烯酸十烷基酯到碳鏈長度為18的丙稀酸十八燒基酷。制備方法是在微沸的丙酸中加入苯甲醛和4-羥基苯甲醛，攪拌溶解后加入吡咯，回流反應廣2個小時，加入無水乙醇冷卻靜止后，用丙酸多次洗滌抽濾，得到混合卟啉化合物；將得到的混合卟啉化合物溶于二惡烷中，加入過量的丙烯酸長鏈烷基酯，回流攪拌反應廣2個小時后，進行減壓蒸餾除去過量的丙烯酸長鏈烷基酯和溶劑，加入二惡烷溶劑溶解后形成烷基卟啉化合物類氣體管道緩蝕型減阻劑。具體實施步驟如下I.在IOOOml三頸瓶中加入20(T250ml丙酸，加熱至微沸狀態(tài)后加入苯甲醛和4-羥基苯甲醒，苯甲醛和4-羥基苯甲醛的摩爾比為O. 8: f 1. 2:1，苯甲醛與丙酸的體積比為1:4(Tl: 25，快速攪拌充分溶解后形成苯甲醛和4-羥基苯甲醛混合溶液；2.將吡咯溶于丙酸中，配成IOvol. %的溶液；攪拌條件下，將吡咯的丙酸溶液慢 慢滴入苯甲醛和4-羥基苯甲醛混合溶液中，苯甲醛與吡咯的摩爾比為O. 8:2^1. 2:2;將混合液加熱至12(T130°C，回流攪拌反應f 2個小時后，攪拌條件下冷卻至6(T70°C，加入無水乙醇，苯甲醛與乙醇的體積比為1:2(Tl: 12. 5，攪拌冷卻至室溫，冰浴下靜置12 24個小時；3.對反應混合液進行抽濾5飛次，用丙酸對濾餅進行洗滌至濾液無色；將得到的濾餅7(T90°C條件下真空干燥6 12個小時，得到混合卟啉化合物(H)；4.將得到的混合卟啉化合物溶于二惡烷中，配成30wt. %的溶液；向溶液中加入過量的丙烯酸長鏈烷基(Cl(TciS)酯，丙烯酸長鏈烷基酯與上述所用吡咯的摩爾比為1Γ2:1;回流攪拌Γ2個小時后，進行減壓蒸餾除去溶劑和過量的丙烯酸長鏈烷基酯，力口入二惡烷溶劑，配成3(T50wt. %溶液，即形成烷基卟啉化合物類氣體管道緩蝕型減阻劑。本發(fā)明的烷基卟啉化合物類氣體管道緩蝕型減阻劑形成過程如圖I所示。形成烷基卟啉化合物類氣體管道緩蝕型減阻劑由六種烷基卟啉化合物組成，其結構分別如圖2至圖7所示。本發(fā)明具有良好減阻和防腐性能。


圖I烷基卟啉化合物類氣體管道緩蝕型減阻劑形成過程示意2組成烷基卟啉化合物類氣體管道緩蝕型減阻劑的第一種烷基卟啉化合物結構(R 為 CH2=CHC00CH2R/，R'為 C10 C18 烷基鏈)圖3組成烷基卟啉化合物類氣體管道緩蝕型減阻劑的第二種烷基卟啉化合物結構(R 為 CH2=CHC00CH2R/，R'為 C10 C18 烷基鏈)圖4組成烷基卟啉化合物類氣體管道緩蝕型減阻劑的第三種烷基卟啉化合物結構(R 為 CH2=CHC00CH2R/，R'為 C10 C18 烷基鏈)圖5組成烷基卟啉化合物類氣體管道緩蝕型減阻劑的第四種烷基卟啉化合物結構(R 為 CH2=CHC00CH2R/，R'為 C10 C18 烷基鏈)圖6組成烷基卟啉化合物類氣體管道緩蝕型減阻劑的第五種烷基卟啉化合物結構(R 為 CH2=CHC00CH2R/，R'為 C10 C18 烷基鏈)圖7組成烷基卟啉化合物類氣體管道緩蝕型減阻劑的第六種烷基卟啉化合物結構(R 為 CH2=CHC00CH2R/，R'為 C10 C18 烷基鏈)圖8十二烷基卟啉化合物類天然氣管道緩蝕型減阻劑減阻性能9十八烷基卟啉化合物類天然氣管道緩蝕型減阻劑減阻性能圖
具體實施例方式實施例I.在IOOOml三頸瓶中加入200ml丙酸，加熱至微沸狀態(tài)后加入苯甲醛和4_羥基苯甲醛，苯甲醛和4-羥基苯甲醛的摩爾比為1:1，苯甲醛與丙酸的體積比為1:40，快速攪拌充分溶解后形成苯甲醛和4-羥基苯甲醛混合溶液；將吡咯溶于丙酸中，配成IOvo I. %的溶液，攪拌條件下，將吡咯的丙酸溶液慢慢滴入苯甲醛和4-羥基苯甲醛混合溶液中，苯甲醛與吡咯的摩爾比為1:2。將混合液加熱至125°C，回流攪拌反應I個小時后，攪拌條件下冷卻至65°C，加入無水乙醇，苯甲醛與乙醇的體積比為1:20，攪拌冷卻至室溫，冰浴下靜置12個小時；對反應混合液進行抽濾5次，用丙酸對濾餅進行洗滌至濾液無色。將得到的濾餅80°C條件下真空干燥10個小時，得到混合卟啉化合物(H);將得到的混合卟啉化合物溶于二惡烷中，配成30%的溶液。向溶液中加入過量的丙烯酸十二烷基(C12)酯，丙烯酸十二烷基酯與吡咯的摩爾比為I: I?；亓鲾嚢璺磻欢螘r間后，進行減壓蒸餾除去溶劑和過量的丙烯酸長鏈烷基酯，加入二惡烷溶劑，配成40%溶液，即形成十二烷基卟啉化合物類氣體管道緩蝕型減阻劑。 本實施方式得到的十二烷基卟啉化合物類氣體管道緩蝕型減阻劑在模擬管道中測試減阻性能，其減阻率可達15. 6%，有效期大于60天，如圖8所示；50°C下、5wt. %氯化鈉鹽霧中腐蝕7天，測得其對Q235碳鋼的緩蝕效率為89. 4%，如表I所示。實施例2.在IOOOml三頸瓶中加入200ml丙酸，加熱至微沸狀態(tài)后加入苯甲醛和4_羥基苯甲醛，苯甲醛和4-羥基苯甲醛的摩爾比為1:1，苯甲醛與丙酸的體積比為1:40，快速攪拌充分溶解后形成苯甲醛和4-羥基苯甲醛混合溶液；將吡咯溶于丙酸中，配成IOvo I. %的溶液，攪拌條件下，將吡咯的丙酸溶液慢慢滴入苯甲醛和4-羥基苯甲醛混合溶液中，苯甲醛與吡咯的摩爾比為1:2。將混合液加熱至125°C，回流攪拌反應I個小時后，攪拌條件下冷卻至65°C，加入無水乙醇，苯甲醛與乙醇的體積比為1:20，攪拌冷卻至室溫，冰浴下靜置12個小時；對反應混合液進行抽濾5次，用丙酸對濾餅進行洗滌至濾液無色。將得到的濾餅80°C條件下真空干燥10個小時，得到混合卟啉化合物(H);將得到的混合卟啉化合物溶于二惡烷中，配成30%的溶液。向溶液中加入過量的丙烯酸十八烷基(C18)酯，丙烯酸十八烷基酯與吡咯的摩爾比為I: I?；亓鲾嚢璺磻欢螘r間后，進行減壓蒸餾除去溶劑和過量的丙烯酸十八烷基酯，加入二惡烷溶劑，配成40%溶液，即形成十八烷基卟啉化合物類氣體管道緩蝕型減阻劑。本實施方式得到的十八烷基卟啉化合物類氣體管道緩蝕型減阻劑在模擬管道中測試減阻性能，其減阻率可達17. 3%，有效期大于60天，如圖9所示；50°C下、5wt. %氯化鈉鹽霧中腐蝕7天，測得其對Q235碳鋼的緩蝕效率為85. 9%，如表2所示。
權利要求
1.烷基卟啉化合物類天然氣管道緩蝕型減阻劑，其特征在于先以苯甲醛、4-羥基苯甲醛和吡咯為原料，反應生成六種卟啉化合物(H)的混合物，再將卟啉化合物的混合物H與丙烯酸長鏈烷基酯反應生成六種烷基卟啉化合物，其中六種化合物各自含量均為15^20wt. %，將產物溶于ニ惡烷配成3(T50wt. %溶液中，形成烷基卟啉化合物類天然氣管道緩蝕型減阻劑；其配比是甲醛和4-羥基苯甲醛的摩爾比為0.8: f I. 2:1，苯甲醛與吡咯的摩爾比為0.8:2 1. 2:2，丙烯酸長鏈烷基酯與合成H所用的吡咯摩爾比為1:廣2:1。
2.根據權利要求I所述的烷基卟啉化合物類氣體管道緩蝕型減阻劑，其特征在于所述丙烯酸長鏈烷基酯為碳鏈長度為10的丙烯酸十烷基酯到碳鏈長度為18的丙烯酸十八烷基酷。
3.—種如權利要求I所述烷基卟啉化合物類天然氣管道緩蝕型減阻劑的制備方法，其特征在于制備方法是在微沸的丙酸中加入苯甲醛和4-羥基苯甲醛，攪拌溶解后加入吡咯，回流反應廣2個小時，加入無水こ醇冷卻靜止后，用丙酸多次洗滌抽濾，得到混合卟啉化合物；將得到的混合卟啉化合物溶于ニ惡烷中，加入過量的丙烯酸長鏈烷基酷，回流攪拌反應f 2個小時后，進行減壓蒸餾除去過量的丙烯酸長鏈烷基酯和溶劑，加入ニ惡烷溶劑溶解后形成烷基卟啉化合物類氣體管道緩蝕型減阻劑。
4.根據權利要求3所述的烷基卟啉化合物類氣體管道緩蝕型減阻劑的制備方法，其特征在于具體步驟是 1)在IOOOml三頸瓶中加入20(T250ml丙酸，加熱至微沸狀態(tài)后加入苯甲醛和4-羥基苯甲醛，苯甲醛和4-羥基苯甲醛的摩爾比為O. 8: f I. 2:1，苯甲醛與丙酸的體積比為1:4(Tl: 25，快速攪拌充分溶解后形成苯甲醛和4-羥基苯甲醛混合溶液； 2)將吡咯溶于丙酸中，配成IOvol.%的溶液；攪拌條件下，將吡咯的丙酸溶液慢慢滴入苯甲醛和4-羥基苯甲醛混合溶液中，苯甲醛與吡咯的摩爾比為O. 8:2 1. 2:2;將混合液加熱至12(T130°C，回流攪拌反應廣2個小時后，攪拌條件下冷卻至6(T70°C，加入無水こ醇，苯甲醛與こ醇的體積比為1:2(Tl :12. 5，攪拌冷卻至室溫，冰浴下靜置12 24個小時； 3)對反應混合液進行抽濾5飛次，用丙酸對濾餅進行洗滌至濾液無色；將得到的濾餅7(T90°C條件下真空干燥6 12個小時，得到混合卟啉化合物(H)； 4)將得到的混合卟啉化合物溶于ニ惡烷中，配成30wt.%的溶液；向溶液中加入過量的丙烯酸長鏈烷基酷，丙烯酸長鏈烷基酯與吡咯的摩爾比為1:廣2:1;回流攪拌反應f 2個小時后，進行減壓蒸餾除去溶劑和過量的丙烯酸長鏈烷基酷，加入ニ惡烷溶劑，配成3(T50wt. %溶液，即形成烷基卟啉化合物類氣體管道緩蝕型減阻劑。
全文摘要
本發(fā)明是一種烷基卟啉化合物類天然氣管道緩蝕型減阻劑及其制備方法。制備方法是先以苯甲醛、4-羥基苯甲醛和吡咯為原料，反應生成六種卟啉化合物(H)的混合物，再將卟啉化合物的混合物H與丙烯酸長鏈烷基酯反應生成六種烷基卟啉化合物，其中六種化合物各自含量均為15~20wt.％，將產物溶于二惡烷配成30~50wt.％溶液中，形成烷基卟啉化合物類天然氣管道緩蝕型減阻劑；其配比是甲醛和4-羥基苯甲醛的摩爾比為0.8:1~1.2:1，苯甲醛與吡咯的摩爾比為0.8:2~1.2:2,丙烯酸長鏈烷基酯與合成H所用的吡咯摩爾比為1:1~2:1。本發(fā)明具有良好減阻和防腐性能。
文檔編號F17D1/02GK102838606SQ20121034787
公開日2012年12月26日 申請日期2012年9月18日 優(yōu)先權日2012年9月18日
發(fā)明者郭海峰, 劉瑋蒞, 楊法杰, 劉誠, 代曉東, 李春漫, 常維純, 高艷清, 張志恒, 李國平 申請人:中國石油天然氣股份有限公司