[發明專利]一種水合物抑制劑效能評價方法及系統

有效

• 申請號: 201810313626.6
• 申請日: 2018-04-10
• 公開（公告）號: CN108446258B
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 柯偉;陳道毅
• 申請（專利權）人: 清華大學深圳研究生院
• 主分類號: G06F17/18
• 分類號: G06F17/18
• 代理公司: 武漢臻誠專利代理事務所(普通合伙) 42233
• 代理人: 胡星馳

1.一種水合物抑制劑篩選方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將待評價的水合物抑制劑按照預定比例加入待抑制的水合物體系，制備待評價的水合物反應體系；

(2)對步驟(1)中制備的水合物反應體系，獲取所述水合物反應體系的成核速率，篩選抑制成核性能滿足相應性能要求的水合物抑制劑：當滿足相應性能要求則所述抑制劑通過篩選，進入步驟(3)；否則篩除所述抑制劑；所述成核速率按照如下方法獲取：采用恒溫法采集成核誘導時間，并根據最大似然估計法計算所述水合物反應體系的成核速率；所述根據最大似然估計法計算所述水合物反應體系的成核速率，即對多次采用恒溫法采集的成核誘導時間表達成成核概率密度進行疊加，采用最大似然估計法建立隨機成核模型，在最大似然的條件下求解所述隨機成核模型，獲得成核速率；

(3)對步驟(1)中制備的水合物反應體系，獲取所述水合物反應體系的過冷度，篩選抑制生長性能滿足相應性能要求的水合物抑制劑；當滿足相應性能要求則所述抑制劑通過篩選；否則篩除所述抑制劑；

所述過冷度按照如下方法獲取，采用持續降溫法獲取所述水合物反應體系的過冷度；

具體地操作如下：

(S1)對所述水合物反應體系在給定初始壓力下快速降溫誘導水合物生成，然后慢速升溫至水合物恰好溶解，得到初始化的水合物反應體系，并記錄初始化的水合物反應體系溫度；

(S2)對于步驟(S1)中獲得的水合物反應體系，以固定的降溫速率降溫，直至檢測到水合物生成的放熱效應，記錄此時水合物反應體系溫度和對應過冷度。

2.如權利要求1所述的水合物抑制劑篩選方法，其特征在于，所述隨機成核模型采用恒溫線性概率模型模擬或擬合成核滯后時間的最大似然估計法建立隨機成核模型。

3.如權利要求2所述的水合物抑制劑篩選方法，其特征在于，所述隨機成核模型擬合成核滯后時間的最大似然估計法建立隨機成核模型具體如下：

對于采用恒溫法采集成核誘導時間，表達成成核概率密度進行疊加，獲得對于m次重復實驗得到擬合成核滯后時間的隨機成核最大似然方程：

其中，t_1：m為m次重復實驗中觀測到的最短成核誘導時間；(t_1：m-τ₀)為懲罰項，用于確保最大似然方程不成為成核滯后時間τ₀的單調函數；t_i為m次實驗中第i次實驗觀測到的誘導成核時間；f(t；J，τ₀)為成核概率密度，t為實驗測得的誘導成核時間，τ₀為成核滯后時間，J為成核速率；

f(t；J，τ₀)每一次的實驗給定時間對應的成核概率密度，表達式如下：

求解所述成核滯后時間的最大似然估計法建立隨機成核模型，得到成核速率如下：

對指定的二元變量J和τ₀的偏微分分別求導，計算造成最大似然方程概率最大化的成核速率和成核滯后時間，結果如下：

其中，J為成核速率，τ₀為成核滯后時間，是步驟(1)中獲取的m次實驗測得的平均成核誘導時間。

4.如權利要求3所述的水合物抑制劑篩選方法，其特征在于，m為12至15。

5.一種水合物抑制劑篩選系統，其特征在于，包括上位機、下位機、攪拌槽并聯反應器以及搖擺槽并聯反應器；

所述攪拌槽并聯反應器與下位機信號相連；所述搖擺槽并聯反應器與下位機信號相連；所述上位機與所述下位機信號連接；

所述攪拌槽并聯反應器用于水合物反應體系的恒溫法反應容器，實時監測所述水合物反應體系的溫度、以及氣體消耗量參數，并將所述溫度、以及氣體消耗量參數傳遞給下位機；

所述搖擺槽并聯反應器用于所述水合物反應體系的降溫法反應容器，實時監測所述水合物反應體系的溫度、壓力參數，并將所述參數傳遞給下位機；

所述下位機與上位機相連，用于根據上位機的選擇，讀取所述攪拌槽并聯反應器或者所述搖擺槽并聯反應器的輸出信號；當所述上位機選擇獲取抑制劑抑制成核性能時，所述下位機讀取所述攪拌槽并聯反應器的溫度及氣體消耗量參數，記錄所述水合物反應體系的成核誘導時間；并根據多次實驗記錄的成核誘導時間，計算成核速率；當所述上位機選擇獲取抑制劑抑制生長性能時，所述下位機讀取所述搖擺槽并聯反應器的溫度、壓力參數，記錄所述水合物反應體系水合物生成溫度，并根據多次記錄的水合物生成溫度，換算得到抑制劑的工作上限過冷度統計結果；

所述上位機，用于獲取成核速率及過冷度，并根據所述下位機輸出的成核速率及過冷度判斷所述水合物抑制劑的抑制成核效果和抑制生長效果是否符合要求，并根據判斷結果選擇讀取所述攪拌槽并聯反應器或者所述搖擺槽并聯反應器的輸出信號。