[發明專利]一種動力學抑制劑、制備方法及復配抑制劑

在審

• 申請號: 201710116013.9
• 申請日: 2017-03-01
• 公開（公告）號: CN106907573A
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發明（設計）人: 全紅平;李鵬飛;黃志宇;段文猛;顏雨
• 申請（專利權）人: 西南石油大學;成都菲爾特技術開發有限公司
• 主分類號: F17D1/16
• 分類號: F17D1/16;C08F283/06;C08F226/10;C08F226/06
• 代理公司: 成都市集智匯華知識產權代理事務所(普通合伙)51237
• 代理人: 李華,溫黎娟

技術領域

本發明涉及一種抑制天然氣水合物的動力學抑制劑及其制備方法和一種復配抑制劑，屬于石油天然氣化工技術領域。

背景技術

天然氣水合物是水分子和天然氣分子，在低溫高壓條件下形成的一種白色致密的結晶固體，是一種籠型結構的化合物。實際過程中，在氣井投入生產后,因為地層能量會發生遞減,所以井口壓力會逐漸降低、進而天然氣的含水率會增大,尤其是到了氣井開采的中后期階段,在井口節流閥處很容易形成天然氣水合物。當天然氣處于高壓時,即使在常溫也能夠形成水合物。在天然氣管道輸送過程中，氣田高壓集氣管線很容易形成天然氣水合物,這是因為管道中的溫度較低而壓力較高，天然氣水合物一旦形成后，便會和輸送管道壁面相結合，進而減少管道的流通橫截面積，產生節流膨脹效應，加速了水合物的進一步形成。最終，大量天然氣水合物的形成造成了管道、閥門和設備的堵塞，給安全高效生產帶來嚴重的影響。而頻繁的放空和解堵操作也會引起天然氣資源大量浪費。所以在石油天然氣工業中，天然氣水合物具有很大的危害性，它會導致閥門阻塞、氣井停產、管道停輸等嚴重問題，不僅僅影響到了生產活動的效率，更帶來了巨大的安全隱患。因此，如何在油氣生產和輸運過程中避免和預防水合物的生成就成為石油和天然氣工業亟待解決的問題。

一般是通過添加抑制劑的方法來抑制氣體水合物的生成。傳統的方法普遍是采用注入熱力學抑制劑如甲醇、乙二醇、電解質等物質改變氣體水合物生成的熱力學條件來避免和抑制氣體水合物的生成。然而，熱力學抑制劑具有使用濃度高(通常占水相的10～60wt％)、耗量大、成本高的缺點，因此自20世紀90年代以來，國內外對水合物抑制劑的研究方向開始轉向于開發新型的低劑量動力學抑制劑。動力學抑制劑的防治機理是通過動力學作用，抑制水合物晶體成核、延緩水合物晶體生長和分散水合物晶體，減慢其聚集速度。其優點在于加量低、一般不超過2％，毒性小、對環境友好，操作簡單。但目前動力學抑制劑仍普遍存在過冷度低、抑制能力不足、抑制時間短暫等缺點，并不能滿足現代工業的需要。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種低劑量、抑制溫度低、高效、可靠的抑制天然氣水合物的動力學抑制劑及其制備方法，該動力學抑制劑的最大抑制溫度能夠達到-8℃，而本發明提供的復配抑制劑，其最大抑制溫度能夠達到-11℃。

本發明是通過下述的技術方案實現的：

首先本發明提供了一種動力學抑制劑，它由下述單體共聚反應得到，所述單體包括：乙烯基吡咯烷酮、乙烯基己內酰胺和烯丙基聚氧乙烯醚-1000。

進一步的，上述單體的摩爾配比為：乙烯基吡咯烷酮︰乙烯基己內酰胺︰烯丙基聚氧乙烯醚-1000＝1︰3︰0.1。

進一步的，所述單體的質量濃度為25wt％。

進一步的，所述動力學抑制劑的使用濃度為占水相的0.6wt％。

同時，本發明還提供了上述動力學抑制劑的制備方法，它是將原料乙烯基吡咯烷酮、乙烯基己內酰胺和烯丙基聚氧乙烯醚-1000放入燒杯中加入一定量的純水混合攪拌溶解、待體系變澄清后，向燒杯中加入一定量的引發劑偶氮二異丁脒鹽酸鹽V50，攪拌，待引發劑溶解后，用保鮮膜密封燒杯，向其中通氮氣30min排出燒杯中的氧氣，然后將燒杯置于一定溫度的恒溫水浴鍋中反應4-8h，然后將反應后的液體緩緩倒入丙酮-乙醚溶液中，在倒入的過程中，用玻璃棒不斷攪拌，待充分攪拌后靜置12h，將靜置后分層的體系過濾，取出濾餅，放入真空干燥箱中烘干，將烘干后的濾餅研磨成粉末即得本發明天然氣水合物動力學抑制劑；所述丙酮-乙醚溶液為丙酮與乙醚混合配置的溶液，其中丙酮與乙醚的體積比為3︰1。

進一步的，上述原料乙烯基吡咯烷酮、乙烯基己內酰胺和烯丙基聚氧乙烯醚-1000的摩爾配比為1︰3︰0.1。

進一步的，上述引發劑的加入量為占單體質量的0.5％。

進一步的，上述恒溫水浴反應的反應溫度為60℃，反應時間7h。

同時，本發明還提供了一種復配抑制劑，它由0.6wt％的動力學抑制劑和5～9wt％的熱力學抑制劑按照體積比1︰1混合組成，所述動力學抑制劑為權利要求1至4任一項所述的動力學抑制劑或權利要求5至8任一項所制備的動力學抑制劑，所述熱力學抑制劑選自乙醇、乙二醇和丙三醇。

進一步的，所述熱力學抑制劑為丙三醇，其質量濃度為占水相的9wt％。