[發明專利]一種丙烯醇/N-乙烯基吡咯烷酮共聚物及制備方法

無效

• 申請號: 201310180147.9
• 申請日: 2013-05-16
• 公開（公告）號: CN103242484A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 全紅平;李強;黃志宇;張太亮;魯紅升;戴珊珊;段文猛;王犁;李澤鋒
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: C08F226/10
• 分類號: C08F226/10;C08F216/08;C09K8/524;F17D1/02
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技術領域

本發明涉及一種用于天然氣開采及運輸中防止天然氣水合物形成的丙烯醇/N-乙烯基吡咯烷酮共聚物及制備方法。

技術背景

天然氣開采和運輸時，經常由于水合物的生成導致油氣運輸管道的堵塞，甚至會使管線發生爆裂，這給石油和天然氣的開采和運輸帶來諸多的技術障礙和巨大經濟損失。研究抑制水合物生成的方法具有重要的意義。根據導致水合物生成的條件一般采用兩種方法：一是加入一定的熱力學水合物抑制劑（如甲醇、乙二醇、鹽等），這些物質能夠使得水合物的相平衡曲線向較低的溫度或較高的壓力方向移動，從而達到抑制水合物生成的目的，但熱力學抑制劑具有耗量大（添加量為所含水的10%～30%）、成本高、難回收、毒性大等缺點，已不能滿足目前實際的需求；二是將運輸管線進行絕熱處理或對管內流體進行預加熱，降低水合物的生成機率，但該種方法成本太高，不適合于小型油氣田和長距離的油氣運輸。近幾年來，國外開發了一種新型的水合物抑制劑，即低劑量水合物抑制劑（動力學水合物抑制劑、阻聚劑、防凍蛋白等）。在油相溫度不太低的情況下，它能有效抑制天然氣水合物的生成，防止水合物堵塞管線。這類抑制劑不僅十分有效而且用量很少（一般為所含水質量的0.1～1%），具有很好的發展前景。目前，國外已經發現了很多這類抑制劑（如PVP、VC-713、PVCap等）。本發明制備了一種用于石油開采和天然氣運輸中的天然氣水合物抑制劑。

發明內容

本發明的目的是：為了解決天然氣開采和運輸中天然氣水合物形成堵塞管道的問題，特提供一種丙烯醇/N-乙烯基吡咯烷酮共聚物及制備方法。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案：一種丙烯醇/N-乙烯基吡咯烷酮共聚物，其特征在于：該共聚物是由丙烯醇、N-乙烯基吡咯烷酮代號NVP;兩種單體聚合而得；化學名稱為聚丙烯醇/N-乙烯基吡咯烷酮。該共聚物的結構式如下：

其中，n=500～600和m=100～200，n、m為聚合度。

一種丙烯醇/N-乙烯基吡咯烷酮共聚物的制備方法：先將丙烯醇、NVP分別配制成體積濃度為300g/L的溶液待用；然后分別取300g/L的丙烯醇溶液10ml，取300g/L的NVP溶液20ml，倒入三頸瓶中在攪拌下混合均勻，丙烯醇與N-乙烯基吡咯烷酮兩者的摩爾比依次為20-30：70-80；再后依次向三頸瓶中加入體積濃度為27g/L的過硫酸銨1ml和體積濃度為27g/L的亞硫酸鈉1ml，加入量為反應單體總質量的0.25-0.50%；最后在磁力攪拌器上充分攪拌混合均勻后充氮氣50min除氧，在溫度為75-85℃反應7-8h，將反應產物用二乙醚洗滌、過濾、烘干制得本發明產物丙烯醇/N-乙烯基吡咯烷酮共聚物。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：（1）本發明的目標物是一種新型水合物抑制劑，該類目標物至今未見文獻報道；（2）丙烯醇/N-乙烯基吡咯烷酮共聚物的制備方法簡單可行，反應條件溫和；（3）本發明的目標物對水合物抑制性能良好，其加量較少為水含量的0.5%時，能夠有效抑制過冷度為-10℃的四氫呋喃水溶液形成水合物。

附圖說明

附圖為本發明聚丙烯醇/N-乙烯基吡咯烷酮的紅外譜圖。

具體實施方式

下面通過實例對本發明進一步說明。

實施例1丙烯醇/N-乙烯基吡咯烷酮共聚物的制備方法

將丙烯醇、NVP分別配成體積濃度為300g/L的溶液待用，分別取300g/L的丙烯醇溶液10ml，分別取300g/L的NVP溶液20ml，將兩種溶液倒入三頸瓶中在攪拌下混合均勻，丙烯醇與N-乙烯基吡咯烷酮兩者的摩爾比依次為20-30：70-80；然后依次向三頸瓶中加入濃度為27g/L的過硫酸銨1ml和濃度為27g/L的亞硫酸鈉1ml；在磁力攪拌器上充分攪拌混合均勻后充氮氣50min除氧，在75-85℃反應7-8h，得淡黃色產物，將產物用二乙醚洗滌、過濾、烘干制得本發明產物丙烯醇/N-乙烯基吡咯烷酮共聚物。

按GB12005.1-89所述標準測定丙烯醇/N-乙烯基吡咯烷酮共聚物的特性粘數，根據GB/T12005.10-92標準測定共聚物的分子量，測得丙烯醇/N-乙烯基吡咯烷酮共聚物的平均分子量為M=8.21×105。

實施例2丙烯醇/N-乙烯基吡咯烷酮共聚物對水合物的抑制效果