[發明專利]一種新型水合物動力學抑制劑及其制備方法及應用

有效

• 申請號: 201410395938.8
• 申請日: 2014-08-12
• 公開（公告）號: CN104194756B
• 公開（公告）日: 2017-02-22
• 發明（設計）人: 王燕鴻;胡騰;樊栓獅;郎雪梅
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C08F226/06
• 分類號: C08F226/06
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本發明涉及油氣水合物技術領域，尤其涉及一種新型水合物動力學抑制劑及其制備方法及應用。

背景技術

石油及天然氣在管道運輸過程中，由于低溫高壓的存在，使得其中低沸點的烴類氣體(CH4、C2H6、C3H8等)形成氣體水合物。生成的水合物，嚴重時會堵塞管道、閥門造成管道爆裂，儀表損壞。對于海上油氣田開發以及海底管道輸送，水合物形成問題尤其突出，因為海底溫度較低、壓力較高，非常適于水合物的形成。例如在約1MPa的壓力下，乙烷在低于4℃的溫度下可形成水合物，在3MPa壓力下乙烷在低于14℃的溫度下就可生成水合物。因此尋求有效的抑制劑抑制水合物的生成成為油氣行業的科學家重點關注的課題。

當前工業上抑制水合物形成主要通過加入化學添加劑的方法來降低水合物的生成條件。傳統的添加劑主要為熱力學抑制劑，包括甲醇、乙二醇等醇類或電解質改變水合物平衡條件，但是采用熱力學抑制劑，需求量大，成本較高，同時抑制劑的損失也大并導致壞境遭到破壞，因此尋求新型低劑量并環境友好的水合物抑制劑成為當前科學家的研究重點。

低劑量抑制劑，包括動力學抑制劑和防聚劑。動力學抑制劑的加入能夠抑制或延遲水合物的生長時間，從而達到抑制水合物生成的目的。其加入濃度低，不影響水合物生成的熱力學條件，可在水合物形成的熱力學條件下推遲水合物的成核和晶體生長時間。防聚劑是通過加入一些濃度很低的表面活性劑或聚合物來防止水合物晶粒聚集，保證流體安全輸送。

當前已知抑制水合物生成的抑制劑多為醇類復合型抑制劑。

發明內容

本發明目的是提供一種新型水合物動力學抑制劑及其制備方法；該抑制劑為多羥基聚合物，具有很強的溶解性，用量少，適用于油氣水三相體系、油水或氣水兩相共存體系。

一種新型水合物動力學抑制劑，具有如下結構中的一種：

其中n＝40～300。

一種新型水合物動力學抑制劑的制備方法，將單體溶于溶劑中，加入引發劑引發溶液聚合，得到一種新型水合物動力學抑制劑，抑制劑主要成分為多羥基聚合物；所述單體由氯苯酚與N-乙烯基己內酰胺或N-乙烯基吡咯烷酮反應所得。

上述制備方法中，所述單體包括1-[(2-羥基苯基)乙烯基]己內酰胺、1-[(2-二羥基苯基)乙烯基]己內酰胺、1-[(2-三羥基苯基)乙烯基]己內酰胺、1-[(2-羥基苯基)乙烯基]吡咯烷酮、1-[(2-二羥基苯基)乙烯基]吡咯烷酮或1-[(2-三羥基苯基)乙烯基]吡咯烷酮。

上述制備方法中，所述氯苯酚為對氯苯酚、間氯苯酚、鄰氯苯酚、氯苯二酚或氯苯三酚。

上述制備方法中，所述溶劑包括可溶性醇類或可溶性醚類。

上述制備方法中，合成抑制劑所用單體與溶劑的體積比為1：3～4：1。

上述制備方法中，合成聚合物時引發劑用量占溶劑用量的0.3wt％～1.5wt％，反應溫度為40～150℃，反應時間為2～12小時。

上述制備方法中，所述羥基聚合物平均分子量M_w＝50000～300000。

一種新型水合物動力學抑制劑應用于油氣水三相體系、油水或氣水兩相體系中水合物的生成。

上述應用中，所述抑制劑使用時，先配制成水溶液，所述水溶液的濃度為0.1wt％～5wt％。

本發明提供的新型水合物抑制劑(聚1-(4-羥基苯乙烯)己內酰胺或聚1-(4-羥基苯乙烯)吡咯烷酮)，與體系中水的質量比可在0.1％-15％范圍內調節。其使用濃度要根據現場條件、經濟型等具體情況進行綜合考慮。

該抑制劑適用壓力為1-25MPa,溫度為-25-25℃。

所述抑制劑的分子量為50000-300000。

與現有技術相比，本發明具有如下優勢：

本發明作為動力學抑制劑聚合物，其單體具備羥基，因此該抑制劑可單獨使用可不需要與醇類復合，較好的克服了熱力學抑制劑用量大、費用高的弊端。同時由于較多的羥基使得該聚合物水溶性很好，能夠延長水合物的生成時間，減少水合物的生成量，具有適用性廣、良好的生物降解性。典型的動力學抑制劑如聚乙烯己內酰胺(PVCap)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)都含有酰胺基(-N-C＝O)，酰胺基作為親水性基團所在環插入水相，形成氫鍵發揮出抑制作用，而苯環由于疏水性遠離水相，但是苯酚環上羥基的出現，變成親水性，使得整個添加劑插入水相，遠離甲烷相，從而發揮抑制作用。

具體實施方式