[發明專利]一種具有超支化結構的天然氣水合物抑制劑及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 202010362429.0
• 申請日: 2020-04-30
• 公開（公告）號: CN111499785A
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 呂鑫;李清平;梁守成;葛陽;陳冠中;王君傲;姚海元;李麗霞
• 申請（專利權）人: 中海石油（中國）有限公司;中海石油（中國）有限公司北京研究中心
• 主分類號: C08F126/10
• 分類號: C08F126/10;C08F8/12;C08F4/40;C09K8/524
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 吳愛琴

本發明公開了一種具有超支化結構的天然氣水合物抑制劑及其制備方法與應用。制備方法包括：(1)將乙烯吡咯烷酮溶于水中，并加入鈰鹽進行反應；(2)向步驟(1)的反應體系中加入端羥基聚醚酯多元醇和所述鈰鹽，繼續進行反應；(3)向步驟(2)的反應體系中繼續加入乙烯吡咯烷酮和氟碳兩親表面活性劑，繼續進行反應；(4)將步驟(3)的反應體系置于烘箱中干燥；然后加入氫氧化鈉，水解反應即得。本發明利用鈰鹽和端羥基構成氧化還原引發體系制備水溶性超支化聚合物，然后直接來引發乙烯吡咯烷酮的自由基聚合，得到具有超支化結構的天然氣水合物抑制劑，能夠明顯推遲誘導時間。

技術領域

本發明涉及一種具有超支化結構的天然氣水合物抑制劑及其制備方法與應用，屬于天然氣水合物抑制劑及其制備技術領域。

背景技術

油氣生產及輸送系統中生成的水合物可能會在管線中發生堵塞，甚至引發安全隱患。在工業上，水合物控制通常選用從源頭上抑制水合物生成的方法，即一方面可以通過加熱管線或給管線保溫的方法，通過改變環境使得流體溫壓條件位于水合物生成區之外，從而抑制水合物的生成；另一方面還可以通過向管線中注入水合物熱力學抑制劑如甲醇或乙二醇來降低水合物風險，此類抑制劑可將水合物平衡曲線向更高壓力和更低溫度方向移動，從而達到抑制水合物生成的目的，但隨著加注量增加，注入速度增加，儲存成本增加，后續污水處理費用也更高昂。近年來通過風險控制來解決海洋輸送管道中水合物堵塞問題的方法，獲得了工業屆與學術界的高度關注。風險控制方法，指的是在允許水合物在管道中生成的前提下，通過向系統中添加低劑量天然氣水合物抑制劑如阻聚劑和動力學抑制劑，或者采用冷流技術，抑制水合物的成核或降低水合物顆粒間的黏聚力、減少顆粒之間的聚并黏結，從而令混輸流體可以保持良好的流動性。因此，研發高效的低劑量天然氣水合物抑制劑成為石油與天然氣生產運輸行業關注的熱點。

發明內容

本發明的目的是提供一種具有超支化結構的水溶性支化聚合物及其制備方法。

本發明所提供的具有超支化結構的水溶性支化聚合物通過包括如下步驟的方法制備得到：

(1)將乙烯吡咯烷酮溶于水中，加入鈰鹽進行反應；

(2)向步驟(1)的反應體系中加入端羥基聚醚酯多元醇和所述鈰鹽，繼續進行反應；

(3)向步驟(2)的反應體系中繼續加入乙烯吡咯烷酮和氟碳兩親表面活性劑，繼續進行反應；

(4)將步驟(3)的反應體系干燥；然后加入氫氧化鈉，水解反應，即得具有超支化結構的水溶性支化聚合物。

上述的制備方法步驟(1)中，所述鈰鹽可為CeCl₃、Ce(NO₃)₃和Ce₂(SO₄)₃中的至少一種；

上述的制備方法步驟(1)中，所述乙烯吡咯烷酮、所述水與所述鈰鹽的質量比依次可為68～72：390～420：0.03～0.04，具體可為68：390：0.04、69：400：0.03、71：400：0.03或72：400：0.035；

所述反應的溫度可為45℃～50℃，具體可為45℃～48℃、45℃、48℃或50℃；

所述反應的時間可為1.5小時～2.0小時，具體可為1.5小時或2.0小時。

上述的制備方法步驟(2)中，所述端羥基聚醚酯多元醇(HPG)的結構式如式Ⅰ所示：

所述端羥基聚醚酯多元醇和所述鈰鹽的加入量與步驟(1)中加入的所述乙烯吡咯烷酮的質量比可為0.005～0.006：0.03～0.04：68～72，具體可為0.005：0.04：68、0.005：0.04：69、0.0054：0.03：71或0.006：0.035：72；