[發明專利]一種含POSS兩親性共聚物的復配型天然氣水合物抑制劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201710917100.4
• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN107795848B
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發明（設計）人: 袁曉燕;李川;李曉暉;朱孔營;任麗霞;趙蘊慧
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: F17D1/02
• 分類號: F17D1/02;F17D1/05;C08F283/12;C08F226/10;C08F226/06;C08F220/38
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 王麗

本發明公開了一種含POSS兩親性共聚物的復配型天然氣水合物抑制劑及其制備方法。該復配型天然氣水合物抑制劑通過使用POSS引發劑，引發單體乙烯基己內酰胺、乙烯基吡咯烷酮和甲基丙烯酸磺酸甜菜堿共聚合，形成無規共聚物，并與熱力學抑制劑復配后抑制天然氣水合物的形成和生長。兩親性共聚物作為動力學抑制劑，同時顯示出熱力學抑制劑性能，引入的疏水部分POSS，在調控共聚物本身親疏水平衡的同時，能夠使兩親性共聚物具有防聚集的潛能。兩親性共聚物與一系列醇類熱力學抑制劑復配使用，在抑制水合物生長作用的同時，減少醇的用量。材料易得，條件可控，制備的復配型天然氣水合物抑制劑，具有良好的抑制天然氣水合物形成和生長的作用。

技術領域

本發明涉及一種含多面體低聚倍半硅氧烷(POSS)的兩親性共聚物作為天然氣水合物抑制劑，復配熱力學抑制劑，應用于天然氣運輸領域。

背景技術

天然氣在低溫高壓的條件下容易形成水合物，并在運輸管道中形成堵塞，可能對工業生產造成巨大的的損失。工業上經常通過加入熱力學抑制和低劑量水合物抑制劑的方式來減緩天然氣水合物在運輸管道中形成堵塞。

目前工業上經常使用熱力學抑制劑(如甲醇，乙二醇和NaCl等)進行抑制天然氣水合物的形成，其中，采用乙二醇和NaCl作為熱力學抑制劑最為廣泛(趙欣，邱正松，江琳，孔祥云.動力學抑制劑作用下天然氣水合物生成過程的實驗分析.集輸與加工，2014,34(2):105-110)，但是使用熱力學抑制劑會增加運輸成本且環境負荷重。

低劑量水合物抑制劑包括動力學抑制劑和防聚集劑。天然氣水合物動力學抑制劑可在低用量下有效抑制天然氣水合物的成核和生成，減少成本；兩親性聚合物常常作為防聚集劑使已生成的天然氣水合物以較小顆粒尺寸分散在流體中而不進一步聚集(MehtaAP,Hebert PB,Cadena ER,Weatherman JP.Fulfilling the promise of low-dosagehydrate inhibitors:journey from academic curiosity to successful fieldimplementation.SPE Production&Facilities,2002,18(1):1542-1546)。但是動力學抑制劑與防聚集劑一般只能協同共混使用，合成一種兼具二者效用的共聚物鮮有研究。

多面體低聚倍半硅氧烷(POSS)是一類有機-無機雜化分子，廣泛應用于耐高溫、阻燃、改性高分子材料；親水性聚合物上引入POSS能夠賦予共聚物兩親性的性質。

本發明是涉及含有POSS的乙烯基己內酰胺、乙烯基吡咯烷酮和甲基丙烯酸磺酸甜菜堿的兩親性共聚物的制備，并將其與熱力學抑制劑復配而形成的天然氣水合物抑制劑。聚甲基丙烯酸磺酸甜菜堿作為動力學抑制劑能同時顯示出一些熱力學抑制劑性能，聚乙烯基己內酰胺和聚乙烯基吡咯烷酮能夠體現動力學抑制劑的作用；引入的疏水部分POSS，在調控共聚物本身親疏水平衡的同時，能夠使兩親性共聚物具有防聚集劑的潛能。兩親性共聚物與一系列熱力學抑制劑復配使用，在達到更好抑制水合物生長作用的同時，可減小醇的用量。所制備的含POSS兩親性共聚物的復配型天然氣水合物抑制劑操作簡便，相關內容目前為止鮮有報道。

發明內容

本發明的目的在于制備一種含POSS兩親性共聚物的復配型天然氣水合物抑制劑，本發明中材料易得，反應條件可控。

本發明公開的一種含POSS兩親性共聚物的復配型天然氣水合物抑制劑，是通過將POSS引發劑(POSS-Br)引發單體乙烯基己內酰胺(NVCL)、乙烯基吡咯烷酮(NVP)和甲基丙烯酸磺酸甜菜堿(SBMA)形成無規共聚物，并與熱力學抑制劑復配后進行抑制天然氣水合物的形成和生長。本發明所制備的復配天然氣水合物抑制劑一方面兩親性共聚物可以作為動力學抑制劑和防聚集劑阻礙天然氣水合物的形成和聚集，另外一方面熱力學抑制劑能夠降低水合物形成的溫度和增大水合物形成所需要的壓強。