一种适用于可燃气体泄露警示的环保添加剂的制作方法

1.本发明涉及可燃气体的环境保护和安全技术领域，特别涉及一种用于天然气、沼气、氢气等可燃气泄漏警示的加味剂。


背景技术：

2.目前，我们使用的大部分燃料气本身是没有气味的，为了保证在发生泄露的初期，即尚未达到爆炸极限时被人们察觉，在燃气中加入带有臭味的燃气报警剂是非常必要的。例如天然气本身无色无味，易燃易爆，在输送或使用过程中，一旦泄露很难被发现，加入燃气泄露示警的臭味剂之后，即使有微量的泄漏也可被及时发现补救。当天然气浓度达到爆炸下限浓度的20％时，应当能够被察觉，因此臭味剂的添加至关重要。在选择燃气加臭剂的时候要满足的要求比较多，要将燃气和浓度较低的加臭剂混合在一起，要保证燃气具有一种特殊的警示臭味，同时也要保证加臭剂对人体、燃气管理和燃气设备不会有伤害。cjj/t148-2010《城镇燃气加臭技术规程》中对燃气加臭剂的质量有以下要求：(1)加臭剂的气味应明显区别于日常环境中的其他气味，且气味消失缓慢；(2)在燃气管道系统中的温度及压力条件下，加臭剂不应冷凝；(3)加臭剂溶解于水的程度不应大于2％(质量分数)；(4)在有效期内，常温常压条件下储存的加臭剂应不分解、不变质；(5)在管道输送的温度和压力条件下，加臭剂不应与燃气发生任何化学反应，也不应促成反应；(6)加臭剂燃烧后不应产生固体沉淀；(7) 加臭剂及其燃烧产物不应对与其接触的材料和输配系统有腐蚀或损害；(8)加臭剂应具有在空气中能察觉的含量指标。
3.目前，国内外城镇燃气普遍采用加臭剂为四氢噻吩(简写为tht)。加臭标准为 16-25mg/nm3，它的气味被认为是最接近被煤气的气味。同时由于四氢噻吩的化学性质是非常的稳定的，是众多加臭剂中最稳定的一种化合物，和其他的加臭剂相比在抗氧化性能上是非常好的，化学性质稳定，气味存留的持续时间较长。
4.但是，四氢噻吩的分子式中含有硫，硫的存在不仅对设备管线有一定的腐蚀，更重要的是它随燃料气燃烧后会生成二氧化硫，势必造成一定程度的环境污染。随着全球和地区环境问题日益受到关注，包括天然气、生物质燃料行业造成的环境污染损害逐步显现，导致相关更为严格的标准和法规陆续出台，以天然气为例，新的气质标准中规定了总硫含量不高于20mg/m3。此标准对于含硫气的脱硫要求已经很高，需要升级换代脱硫工艺技术或者脱硫溶剂来实现。因此，寻找一种四氢噻吩的无硫替代产品将成为市场的大势所趋。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种可燃气体泄露警示的环保添加剂，由臭味剂、增效剂、稳定剂复配而成，各组分的质量分数为：臭味剂80～90％，增效剂5～20％，稳定剂1-10％，其中，所述臭味剂由a组分和b组分组成，所述a组分为丙烯酸c1-c6烷基酯、丁烯酸c1-c4烷基酯、戊烯酸c1-c4烷基酯中的一种或多种组成，所述b组分由酰胺类化合物和含氮杂环化合物组成。本发明提供的环保添加剂其组分中不含硫，从而避免了对设备管线产生腐蚀，其产品能够
满足环保要求，各组分能到起到协同增效作用，在较低浓度下臭味等级能够达到3～4级，并且其产品具有较好的稳定性，作为可燃气体泄露警示添加剂具有非常好的应用前景，具有较高的推广价值。
6.为解决上述技术问题，本发明提供了一种可燃气体泄露警示的环保添加剂，其具体组成和含量做如下说明：
7.一种适用于可燃气体泄露警示的环保添加剂，所述高热值环保添加剂由臭味剂、增效剂、稳定剂复配而成；各组分的质量分数为：臭味剂80～90％，增效剂5～20％，稳定剂1-10％。
8.优选地，所述臭味剂由a组分和b组分组成；所述a组分为丙烯酸c1-c6烷基酯、丁烯酸c1-c4烷基酯、戊烯酸c1-c4烷基酯中的一种或多种组成；所述b组分由酰胺类化合物和含氮杂环化合物组成。
9.优选地，所述臭味剂中a组分的质量分数为40-60％，余下为b组分；所述b组分中酰胺类化合物与含氮杂环化合物的质量比为0.5～3:1。
10.优选地，所述酰胺类化合物为n,n-二甲基甲酰胺和n,n-二甲基乙酰胺中的一种或多种；所述含氮杂环化合物为吡啶。
11.优选地，所述增效剂由c1-c4烷基取代吡嗪、双c1-c4烷基取代吡嗪、单c1-c4酰基取代吡嗪、双c1-c4酰基取代吡嗪、c3-c9羧酸中的一种或者多种组成。
12.优选地，所述稳定剂由对苯二酚、抗氧剂2246、维生素e中的一种或多种组成。
13.优选地，所述增效剂为2-甲基吡嗪和戊酸中的任意一种或两种；所述稳定剂为抗氧剂 2246。
14.按照《天然气-燃气加臭指南》iso/ts 16922采用的sales等级确定臭味的强度，所述添加剂的臭味等级为3-4级。
15.本发明的有益效果为：
16.本发明提供了一种可燃气体泄露警示的环保添加剂，由臭味剂、增效剂、稳定剂复配而成，各组分的质量分数为：臭味剂80～90％，增效剂5～20％，稳定剂1-10％，其中，臭味剂由a组分和b组分组成；所述a组分为丙烯酸c1-c6烷基酯、丁烯酸c1-c4烷基酯、戊烯酸c1-c4烷基酯中的一种或多种组成；所述b组分由酰胺类化合物和含氮杂环化合物组成。本发明提供的环保添加剂不含硫组分，从而避免了对设备管线产生腐蚀作用，其产品能够满足环保要求，各组分能到起到协同增效作用，在较低浓度下臭味等级能够达到3～4级，并且具有较好的稳定性，作为可燃气体泄露警示添加剂具有非常好的应用前景。
具体实施方式
17.下面对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：
18.实施例1：
19.称取1.0g丙烯酸甲酯、2.0g丙烯酸乙酯、1.0g n,n-二甲基甲酰胺、1.0g吡啶，将上述物质混合均匀，然后向混合物中添加0.1g抗氧剂2246和1g 2-甲基吡嗪，搅拌混合均匀形成复合添加剂。
20.实施例2：
21.称取3.0g 3-丁烯酸甲酯、1.0g n,n-二甲基甲酰胺、1.0g吡啶，将上述物质混合均
匀，然后向混合物中添加0.1g抗氧剂2246和1g 2-甲基吡嗪，搅拌混合均匀形成复合添加剂。
22.实施例3：
23.称取3.0g 2-戊烯酸甲酯、1.0g n,n-二甲基甲酰胺、1.0g吡啶，将上述物质混合均匀，然后向混合物中添加0.1g抗氧剂2246和1g 2-甲基吡嗪，搅拌混合均匀形成复合添加剂。
24.实施例4：
25.称取1.0g丙烯酸甲酯、2.0g丙烯酸乙酯、0.7g n,n-二甲基甲酰胺、1.4g吡啶，将上述物质混合均匀，然后向混合物中添加0.1g抗氧剂2246和1g 2-甲基吡嗪，搅拌混合均匀形成复合添加剂。
26.实施例5：
27.称取1.0g丙烯酸甲酯、2.0g丙烯酸乙酯、1.5g n,n-二甲基甲酰胺、0.5g吡啶，将上述物质混合均匀，然后向混合物中添加0.1g抗氧剂2246和1g 2-甲基吡嗪，搅拌混合均匀形成复合添加剂。
28.实施例6：
29.称取1.0g丙烯酸甲酯、2.0g丙烯酸乙酯、1.0g n,n-二甲基甲酰胺、1.0g吡啶，将上述物质混合均匀，然后向混合物中添加0.1g抗氧剂2246和1g戊酸，搅拌混合均匀形成复合添加剂。
30.对比例1：
31.称取1.0g丙烯酸甲酯、2.0g丙烯酸乙酯、2.0g吡啶，将上述物质混合均匀，然后向混合物中添加0.1g抗氧剂2246和1g 2-甲基吡嗪，搅拌混合均匀形成复合添加剂。
32.对比例2：
33.称取1.0g丙烯酸甲酯、2.0g丙烯酸乙酯、2.0g n,n-二甲基甲酰胺，将上述物质混合均匀，然后向混合物中添加0.1g抗氧剂2246和1g 2-甲基吡嗪，搅拌混合均匀形成复合添加剂。
34.应用实施例一：
35.gb50028-2006《城镇燃气设计规范》中对于加臭剂有如下定义：一种具有强烈气味的有机化合物或混合物。当以很低的浓度加入燃气中，使燃气有一种特殊的、令人不愉快的警示性臭味，以便泄漏的燃气在达到其爆炸下限20％或达到对人体允许的有害浓度时，即被察觉。而加臭剂的嗅觉强度是指能引起察觉的味道强弱。但气味的甄别和强度的确定因个体差异不同，《天然气-燃气加臭指南》iso/ts 16922采用的sales等级确定臭味的强度，其等级分为 0-5级。如表1所示：
36.表1
37.臭味等级嗅觉0无臭味0.5非常微弱的臭味(气味觉察下限)1微弱的臭味2中等的臭味(警示气味等级)3臭味强
4臭味非常强烈5最大臭味(气味感觉上限)
38.当臭味等级达到2级时，嗅觉能力一般的正常人能察觉空气中存在燃气。
39.本发明应用例中选择乙醇为稀释溶液，将上述实施例1-7以及对比例1-2中制备的复合添加剂进一步稀释为10mg/m3浓度的复合添加剂溶液，将上述浓度为10mg/m3的复合添加剂溶液均匀喷洒在滤纸上，选择40个独立的受试验者闻嗅，并记录每个受试验者的嗅觉等级，最后算取平均值。得到的结果如表2所示：
40.表2
[0041][0042][0043]
本技术实施例1-6中制备的复合添加剂稀释后臭味非常强烈，得嗅觉等级为3～4级，对比例1未加入n,n-二甲基甲酰胺、对比例2未加入吡啶，制备的复合添加剂具有微弱的臭味，说明将丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、n,n-二甲基乙酰胺混合、吡啶以适当的比例混合，作为臭味剂具有协同增效的作用，能够提高产品的臭味等级，作为可燃气体泄露警示添加剂具有非常高的应用前景。
[0044]
应用实施例二：
[0045]
将本发明实施例1中制备的复合添加剂溶液放置相同时间，以主要成分含量变化来考察配方的稳定性。
[0046]
检测方法：
[0047]
①
将实施例1中制备的复合添加剂溶液在20℃中分别放置20天和40天后，取样进行检测其主要成分的含量。
[0048]
②
升温考察：将实施例1中制备的复合添加剂溶液分别在45℃中放置20天、40天后，取样进行检测其主要成分的含量。结果如表3所示。
[0049]
表3
[0050][0051]
通过表3可以看出，本发明所提供的复合添加剂具有较好的稳定性。
[0052]
本发明公开的一种适用于可燃气体泄露警示的环保添加剂，由80～90％的臭味剂、5～ 20％的增效剂、1-10％的稳定剂复配而成，其中，臭味剂由a组分和b组分组成，所述a组分为丙烯酸c1-c6烷基酯、丁烯酸c1-c4烷基酯、戊烯酸c1-c4烷基酯中的一种或多种组成，所述b组分由酰胺类化合物和含氮杂环化合物组成。所述环保添加剂组分中不含硫，避免了对设备管线产生腐蚀，能够满足环保要求，各组分能到起到协同增效作用，在较低浓度下臭味等级能够达到3～4级，并且具有较好的稳定性，作为可燃气体泄露警示添加剂具有非常好的应用前景。
[0053]
至此，本领域技术人员认识到，虽然本文已详尽展示和描述了本发明的实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导符合本发明原理的许多其他变形或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变形或修改。