[發明專利]一種改性的天然氣水合物動力學抑制劑

有效

• 申請號: 201911345107.9
• 申請日: 2019-12-24
• 公開（公告）號: CN111116798B
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 唐翠萍;劉仔康;梁德青;崔仕遠
• 申請（專利權）人: 中國科學院廣州能源研究所
• 主分類號: C08F126/06
• 分類號: C08F126/06;C09K8/52
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 方燕;莫瑤江

本發明涉及一種改性的天然氣水合物動力學抑制劑。一種改性的天然氣水合物動力學抑制劑，其結構式如式(1)所示，其中，R為含C₁?C₅的羥基、含C₁?C₅的烴基或含C₁?C₅的含酯基團，所述的天然氣水合物動力學抑制劑的相對分子質量為1000?50000。本發明以現有的具有一定抑制效果的動力學抑制劑N?乙烯基己內酰胺結構為基礎，在該抑制劑的單體環結構上，通過化學合成，添加新的結構基團，改變抑制劑的主體結構，以達到增強抑制效果的目的。

技術領域

本發明屬于油氣生產技術領域，具體涉及一種改性的天然氣水合物動力學抑制劑。

背景技術

天然氣水合物是水與天然氣等氣體在一定的溫壓條件下形成的一種似冰的籠形化合物。在油氣輸送過程中，天然氣及原油中的輕組分在低溫高壓的條件下與水作用會形成天然氣水合物，在油氣管道以及相應的設備處形成堵塞，帶來嚴重的安全隱患。隨著海洋石油的不斷開發和大管徑高壓油氣管道的使用，如何抑制管道內水合物的形成已經成為一個不容忽視的問題。

工業上主要采用以下幾種方法防止水合物的生成：①管道絕熱；②脫水處理；③降低輸送壓力；④添加抑制劑。實際操作過程中，往往受限于現場條件和輸送能力，導致添加抑制劑稱為抑制水合物產生的一種主要手段之一。

傳統使用甲醇、乙二醇等熱力學抑制劑是通過改變水合物生成的熱力學條件來避免和防止水合物生成。但是，此類熱力學抑制劑具有濃度高(10wt％～60wt％)、耗量大、成本高和毒性強污染環境等缺點，已經不能滿足諸如海上油氣開采作業等要求。從90年代起國內外開始研究用低劑量抑制劑來代替甲醇等熱力學抑制劑的使用。

低劑量抑制劑又叫天然氣水合物新型抑制劑，包括阻聚劑和動力學抑制劑，它們不是改變水合物的形成條件，而是延緩水合物的成核或生長，而且由于加入量很少(濃度一般小于 1wt％)。

阻聚劑是一些聚合物或表面活性劑，主要防止水合物晶粒聚結，使水合物晶體在油相中成漿狀輸送而不堵塞管線。阻聚劑只有水相和油相共存時才能防止水合物晶體的聚結。

動力學抑制劑可在形成水合物的熱力學條件下推遲水合物成核或結晶，從而使管線中井流物在其溫度低于水合物形成溫度若干度下流動，而不會出現水合物堵塞問題。

低劑量抑制劑已經是傳統抑制劑最有力的競爭者，但是目前市場使用率仍然有限，主要是因為單位價格高，缺乏經濟有效的抑制劑。比如動力學抑制劑不能在很高的過冷度下使用，大多數抑制劑使用條件不超過14℃過冷度，在更高過冷度情況下，抑制時間很短。

發明內容

針對以上現有技術的不足，本發明提供一種改性的天然氣水合物動力學抑制劑，該天然氣水合物動力學抑制劑在現有動力學抑制劑聚N-乙烯基己內酰胺的基礎上，對現有的抑制劑主體結構進行改性，改善其抑制性能，改變親水性，增強抑制能力。

為了實現上述發明目的，本發明的技術方案如下：

一種改性的天然氣水合物動力學抑制劑，其結構式如式(1)所示：

其中，R為含C₁-C₅的羥基、含C₁-C₅的烴基或含C₁-C₅的含酯基團，所述的天然氣水合物動力學抑制劑的相對分子質量為1000-50000。

本發明以現有抑制劑結構為基礎，通過添加新的基團，改變其結構，提高抑制劑的抑制性能。

優選地，R為CH₂CH₂OH，CH₃或CH₂-CO-O-CH₂CH₃。