一種天然氣氣化穩(wěn)定劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種穩(wěn)定劑，特別是一種天然氣氣化穩(wěn)定劑。
【背景技術(shù)】
[0002] 天然氣通常呈液態(tài)密閉儲存在儲罐等容器中，容器內(nèi)的壓力大于外界氣壓，當(dāng)打 開容器的瞬間，容器內(nèi)與外界相連通后，容器內(nèi)的壓力瞬間減小，導(dǎo)致液化天然氣瞬間大量 氣化，從而造成瞬間大量的氣態(tài)天然氣泄露。由于天然氣的爆炸極限較低，為5%~15%，最小 點火能量僅為〇. 28mJ，燃燒速度快，燃燒熱值高，擴散系數(shù)為0.196，極易燃燒、爆炸，并且擴 散能力強，火勢蔓延迅速。因此，當(dāng)打開容器的瞬間大量的天然氣泄露，是極其不安全的，極 易造成安全事故?，F(xiàn)有技術(shù)通常通過控制開啟瞬間的溫度、壓力來抑制開啟瞬間天然氣的 氣化率，但是，由于開啟瞬間與外界連通，溫度升高、壓力減小是不可逆的過程，現(xiàn)有技術(shù)只 能在一定程度上減小天然氣的氣化率，效果卻不理想，在開啟的瞬間依然有大量的天然氣 泄露，不僅造成浪費，還會帶來安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的發(fā)明目的在于:針對上述存在的問題，提供一種在天然氣容器開啟瞬間， 在溫度升高、壓力減小時能夠較好的抑制住天然氣氣化，避免大量天然氣瞬間氣化，減小安 全隱患，減小天然氣浪費的天然氣氣化穩(wěn)定劑。本發(fā)明中的份數(shù)均指代的是質(zhì)量份。
[0004] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下： 本發(fā)明一種天然氣氣化穩(wěn)定劑，由16~27份二氧化娃，8~25份多稀多胺季銨鹽，5~16份 Co/N/Ti〇2，30~35份羥基磷灰石，7~12份硫代硫酸鈉和4~9份羥乙基咪唑啉組成。
[0005] 其中二氧化硅可以為16~27份中的任意值，例如18份，22份，25份，26份等，多稀多 胺季銨鹽可以為8~25份中的任意值，例如13份，17份，21份，24份等，Co/N/Ti〇2可以為5~16 份中的任意值，例如6份，7份，10份，12份，14份等，羥基磷灰石可以為30~35份中的任意值， 例如32份，33份等，硫代硫酸鈉可以為7~12份中的任意值，例如9份，10份，11份等，羥乙基咪 唑啉可以為4~9份中的任意值，例如6份，8份等。
[0006] 本發(fā)明的一種天然氣氣化穩(wěn)定劑，所述多稀多胺季銨鹽為二乙烯三胺季銨鹽。
[0007] 本發(fā)明的一種天然氣氣化穩(wěn)定劑，所述二乙烯三胺季銨鹽為二乙烯三胺草酸鹽。
[0008] 本發(fā)明的一種天然氣氣化穩(wěn)定劑，所述Co/N/Ti02具有三維有序大孔結(jié)構(gòu)。
[0009] 本發(fā)明的一種天然氣氣化穩(wěn)定劑，由22份二氧化硅，14份二乙烯三胺草酸鹽，9份 Co/N/Ti02，30份羥基磷灰石，8份硫代硫酸鈉和8份羥乙基咪唑啉組成。
[0010] 本發(fā)明的一種天然氣氣化穩(wěn)定劑，所述Co/N/Ti02由以下步驟制備而成， 步驟一，去適量聚苯乙烯微球，通過自然沉積法將聚苯乙烯微球制成膠晶模板，取適量 尿素溶于蒸餾水中，制成濃度為25%的尿素溶液； 步驟二，取適量鈦酸四丁酯與乙醇充分混合形成醇鹽溶液，在連續(xù)攪拌的條件下逐步 滴加硝酸鈷、無水乙醇、冰醋酸和尿素溶液，繼續(xù)攪拌1~1.5h，制得溶膠體系； 步驟三，將膠晶模板浸漬于上述溶膠體系30~50min，真空抽濾除去多余溶膠，填充好模 板在75 °C下干燥2h，重復(fù)上述填充過程3~5次； 步驟四，將填充好的膠晶模板緩慢升溫至300°C，恒溫4h，再升溫至500°C恒溫2h，自然 冷卻至常溫。
[0011] 本發(fā)明的一種天然氣氣化穩(wěn)定劑，所述硝酸鈷溶液與醇鹽溶液的摩爾比為1: 3.5， 所述尿素溶液與硝酸鈷溶液的摩爾比為1.2:1，所述硝酸鈷溶液的濃度為45%。
[0012] 本發(fā)明的一種天然氣氣化穩(wěn)定劑，所述二氧化硅，多稀多胺季銨鹽，Co/N/Ti02,羥 基磷灰石，硫代硫酸鈉和羥乙基咪唑啉研磨至細(xì)度為0.8，分散均勻后作為涂層覆于載體表 面。
[0013] 本發(fā)明的一種天然氣氣化穩(wěn)定劑，所述載體表面的涂層負(fù)載質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6.0 %~ 10.5%〇
[0014] 其中，涂層負(fù)載質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以為6.0%~10.5%中的任意值，例如6.4%，7.2%，8.6%， 9.7% 等。
[0015]本發(fā)明的一種天然氣氣化穩(wěn)定劑，所述載體上表面的涂層負(fù)載質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6.4% 綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是： 1、采用上述組分制成的穩(wěn)定劑，能夠大幅度降低液化天然氣在容器開啟瞬間的表面氣 化率，表面氣化率從自然狀態(tài)下的74%降低至33%，降幅達一半以上，不僅降低了液化天然氣 因氣化而導(dǎo)致的浪費，更減小了因大量天然氣泄露而帶來的安全隱患。
[0016] 2、將上述組分的穩(wěn)定劑制成涂層覆于載體表面，能夠擴大穩(wěn)定劑的表面積，增大 天然氣與穩(wěn)定劑的接觸面，提供較大的比表面，增加對天然氣表面氣化率的影響表面，進一 步降低天然氣的表面氣化率，增加穩(wěn)定效果。
[0017] 3、載體上涂層的負(fù)載量增加穩(wěn)定劑的穩(wěn)定效果也會增加，但是，穩(wěn)定劑用量增加 成本增加，因此，綜合考慮成本、穩(wěn)定效果選定最佳負(fù)載值，在保證穩(wěn)定效果的同時，將成本 降至最低。
[0018] 4、各組分之間的配比關(guān)系經(jīng)過研究影響曲線變化，選取的最佳值。隨著二氧化硅、 Co/N/Ti02和羥基磷灰石的含量分別增加，穩(wěn)定效果增加，但上述組分增加至二氧化硅27份 或羥基磷灰石35份后，穩(wěn)定效果增加的并不明顯;Co/N/Ti0 2的含量增加，穩(wěn)定效果逐步升 高，但在高過16份后，升高率有較前階段有所降低，而該組分的制備成本相對其他成分較 高，因此，選取16份為最適宜值;而在二氧化硅22份，Co/N/Ti0 29份和羥基磷灰石30份時，穩(wěn) 定效果出現(xiàn)最高點；多稀多胺季銨鹽的含量增加，對穩(wěn)定效果的增加作用并不影響，包括二 乙胺、二乙烯三胺，三乙烯四胺的草酸鹽和鹽酸鹽，但是當(dāng)多稀多胺季銨鹽的含量降至8份 以下，穩(wěn)定效果明顯降低;硫代硫酸鈉和羥乙基咪唑啉的含量超過12份和9份時，導(dǎo)致穩(wěn)定 效果的降低，因而這兩者的組分含量不能過高;綜合各組分對穩(wěn)定效果的影響，選取22份二 氧化硅，14份二乙烯三胺草酸鹽，9份Co/N/Ti0 2，30份羥基磷灰石，8份硫代硫酸鈉和8份羥 乙基咪唑啉為最佳值，天然氣的l〇s內(nèi)表面氣化率僅為31.1%。
【具體實施方式】
[0019] 下面結(jié)合對本發(fā)明作詳細(xì)的說明。
[0020] 為了使發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明進 行進一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限 定本發(fā)明。本發(fā)明中所指的天然氣氣化率，均指的是開啟容器時天然氣的氣化率，而不是容 器打開一段時間后的氣化率。
[0021] 實施例1 一種天然氣氣化穩(wěn)定劑，穩(wěn)定劑1，由16份二氧化硅，8份多稀多胺季銨鹽，5份Co/N/ Ti02，30份羥基磷灰石，7份硫代硫酸鈉和4份羥乙基咪唑啉組成。
[0022]其中多稀多胺季銨鹽為二乙胺鹽酸鹽，Co/N/Ti02具有三維有序大孔結(jié)構(gòu)。將二氧 化硅，多稀多胺季銨鹽，Co/N/Ti02，羥基磷灰石，硫代硫酸鈉和羥乙基咪唑啉研磨至細(xì)度為 〇. 8，用均質(zhì)劑處理使得催化劑均勻分散制成涂層液，將載體經(jīng)過預(yù)處理至表面沒有污物， 將經(jīng)過預(yù)處理后的載體浸入涂層液中一段時間，經(jīng)過干燥、焙燒、稱量、再浸漬等循環(huán)過程 數(shù)次，直到達到涂層負(fù)載質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6.0%。
[0023]載體為蜂窩陶瓷，蜂窩陶瓷的方孔通道的長為1mm，空隙率為43%，比表面為 1470m2/m3。
[0024] 穩(wěn)定劑1在10s內(nèi)對天然氣表面氣化率的影響數(shù)據(jù)如表1所示， 表1
穩(wěn)定劑1在10~50s內(nèi)對天然氣表面氣化率的影響數(shù)據(jù)如表2所示， 表2
由表1至表2可以看出，自然態(tài)下天然氣從7s~10s這一時間段氣化率變化不明顯，有一 個平穩(wěn)值，且該平穩(wěn)值處于較高的氣化率，而自然態(tài)從20~30s段開始驟降至40s段進入最低 值；而穩(wěn)定劑1從2s開始?xì)饣式档洼^明顯，從9s開始降至接近最低值，在30s段降至最低 值，較自然態(tài)進入最低值時間段提前，且氣化總量較自然態(tài)明顯下降。
[0025] 實施例2 一種天然氣氣化穩(wěn)定劑，穩(wěn)定劑2,由27份二氧化硅，25份多稀多胺季銨鹽，16份Co/ N/Ti02, 35份羥基磷灰石，12份硫代硫酸鈉和9份羥乙基咪唑啉組成。
[0026]其中多稀多胺季銨鹽為二乙胺草酸鹽，Co/N/Ti02具有三維有序大孔結(jié)構(gòu)。將二氧 化硅，多稀多胺季銨鹽，Co/N/Ti02，羥基磷灰石，硫代硫酸鈉和羥乙基咪唑啉研磨至細(xì)度為 〇. 8，用均質(zhì)劑處理使得催化劑均勻分散制成涂層液，將載體經(jīng)過預(yù)處理至表面沒有污物， 將經(jīng)過預(yù)處理后的載體浸入涂層液中一段時間，經(jīng)過干燥、焙燒、稱量、再浸漬等循環(huán)過程 數(shù)次，直到達到涂層負(fù)載質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.5%。
[0027]載體為蜂窩陶瓷，蜂窩陶瓷的方孔通道的長為1.5mm，空隙率為49%，比表面為 2360m2/m3。
[0028]穩(wěn)定劑2在10s內(nèi)對天然氣表面氣化率的影響數(shù)據(jù)如表3所示， 表3_
穩(wěn)定劑2在10~50s內(nèi)對天然氣表面氣化率的影響數(shù)據(jù)如表4所示， 表 4 _^
^^^^ 實施例3 一種天然氣氣化穩(wěn)定劑，穩(wěn)定劑3,由22份二氧化硅，20份多稀多胺季銨鹽，10份Co/N/ Ti02，31份羥基磷灰石，9份硫代硫酸鈉和5份羥乙基咪唑啉組成。
[0029]其中多稀多胺季銨鹽為二乙烯三乙胺鹽酸鹽，Co/N/Ti02具有三維有序大孔結(jié)構(gòu)。 將二氧化硅，多稀多胺季銨鹽，Co/N/Ti02，羥基磷灰石，硫代硫酸鈉和羥乙基咪唑啉研磨至 細(xì)度為〇. 8，用均質(zhì)劑處理使得催化劑均勻分散制成涂層液，將載體經(jīng)過預(yù)處理至表面沒有 污物，將經(jīng)過預(yù)處理后的載體浸入涂層液中一段時間，經(jīng)過干燥、焙燒、稱量、再浸漬等循環(huán) 過程數(shù)次，直到達到涂層負(fù)載質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.1%。
[0030]載體為蜂窩陶瓷，蜂窩陶瓷的方孔通道的長為1.2mm，空隙率為47%，比表面為 2000m2/m3〇
[0031 ]穩(wěn)定劑3在10s內(nèi)對天然氣表面氣化率的影響數(shù)據(jù)如表5所示， 表5
穩(wěn)定劑3在10~50s內(nèi)對天然氣表面氣化率的影響數(shù)據(jù)如表6所示， 表6
實施例4 一種天然氣氣化穩(wěn)定劑，穩(wěn)定劑4,由22份二氧化硅，9份多稀多胺季銨鹽，15份Co/N/ Ti02，34份羥基磷灰石，11份硫代硫酸鈉和8份羥乙基咪唑啉組成。
[0032]其中多稀多胺季銨鹽為三乙烯四胺鹽酸鹽，Co/N/Ti02具有三維有序大孔結(jié)構(gòu)。將 二氧化硅，多稀多胺季銨鹽，Co/N/Ti02，羥基磷灰石，硫代硫酸鈉和羥乙基咪唑啉研磨至細(xì) 度為0.8，用均質(zhì)劑處理使得催化劑均勻分散制成涂層液，將載體經(jīng)過預(yù)處理至表面沒有污 物，將經(jīng)過預(yù)處理后的載體浸入涂層液中一段時間，經(jīng)過干燥、焙燒、稱量、再浸漬等循環(huán)過 程數(shù)次，直到達到涂層負(fù)載質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.5%。
[0033]載體為蜂窩陶瓷，蜂窩陶瓷的方孔通道的長為1.3mm，空隙率為47%，比表面為 2100m2/m3〇
[0034]穩(wěn)定劑4在10s內(nèi)對天然氣表面氣化率的影響數(shù)據(jù)如