[發(fā)明專利]一種環(huán)境友好的天然氣水合物抑制劑及應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111623348.2
• 申請日: 2021-12-28
• 公開（公告）號: CN114276793B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙佳飛;賈雨昕;楊磊;劉延振;張倫祥;宋永臣;劉衛(wèi)國;李洋輝;劉瑜;楊明軍;凌錚;王大勇;孫翔;于濤
• 申請（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號: C09K8/524
• 分類號: C09K8/524;C09K8/54;F17D1/17
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪

本發(fā)明屬于天然氣水合物技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種環(huán)境友好的天然氣水合物抑制劑及應(yīng)用，水合物抑制劑組分為乳酸鏈球菌素，還包括殼寡糖與醇類水合物熱力學(xué)抑制劑，可以增強(qiáng)抑制劑的熱穩(wěn)定性與天然氣水合物抑制效果。本發(fā)明所述的天然氣水合物抑制劑最佳應(yīng)用條件為：溫度?10～100℃，壓力0.1～25MPa，最大過冷度為12℃。本發(fā)明所述的抑制劑具備良好的天然氣水合物抑制性能，具有一定抑菌效果，是一種低劑量、易降解、耐高溫、綠色環(huán)保、安全高效的天然氣水合物抑制劑，可用于油氣輸運(yùn)與天然氣水合物技術(shù)領(lǐng)域，為綠色天然水合物抑制劑的現(xiàn)場應(yīng)用提供了新方案。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于天然氣水合物技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種環(huán)境友好的天然氣水合物抑制劑及應(yīng)用。

背景技術(shù)

天然氣水合物是由烴類氣體分子(主要為甲烷)與水分子在一定條件下形成的外形類似于冰的白色晶體化合物。在油氣開采與輸運(yùn)過程中，天然氣在低溫及高壓的管道環(huán)境中形成的水合物容易造成生產(chǎn)管路、輸運(yùn)管線或開采井筒等設(shè)備的堵塞，嚴(yán)重影響到正常的工業(yè)生產(chǎn)進(jìn)程，對設(shè)備及人員安全造成威脅，并可能引起重大經(jīng)濟(jì)損失。對此，如何防控管路中天然氣水合物的生成受到了人們的廣泛關(guān)注，并體現(xiàn)在對天然氣水合物抑制劑的開發(fā)與應(yīng)用上。目前工業(yè)上通常采用向管路中添加天然氣水合物抑制劑的方法，以盡量減少或避免水合物在管路中的形成。

根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的不同，天然氣水合物抑制劑主要分為熱力學(xué)抑制劑和低劑量抑制劑。熱力學(xué)抑制劑通過改變水合物的相平衡邊界條件，讓水合物的相平衡曲線向溫壓圖上更加溫和的方向移動(dòng)，從熱力學(xué)的角度避免水合物的生成。這類抑制劑主要包括甲醇、乙二醇等醇類化合物或氯化鈉、氯化鈣等鹽類電解質(zhì)。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，為保證抑制劑的有效性，熱力學(xué)抑制劑的應(yīng)用濃度通常很高，最高達(dá)到40wt％～60wt％，這使得該類抑制劑的應(yīng)用成本大幅提高。且甲醇與乙二醇等醇類化合物具有較強(qiáng)的毒性與揮發(fā)性，不利于抑制劑的使用、儲(chǔ)運(yùn)、回收、人員安全及環(huán)境友好。

低劑量天然氣水合物抑制劑能夠延遲水合物晶體的成核與生長速率，延長天然氣水合物生成誘導(dǎo)時(shí)間(動(dòng)力學(xué)抑制劑)，或減緩水合物晶體聚集的方式(抗凝聚劑)來抑制水合物堵塞的生成。高分子聚合物如聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和聚乙烯基己內(nèi)酰胺(PVCap)等為典型的水合物動(dòng)力學(xué)抑制劑，水合物動(dòng)力學(xué)抑制劑的使用濃度通常低于5wt％。雖然低劑量抑制劑無法改變水合物的熱力學(xué)平衡條件，在低溫及高壓管道條件下無法避免水合物的生成，但利用管道內(nèi)部流體的流動(dòng)，可以帶走管道內(nèi)少量生成的水合物，從而能夠避免水合物在某一段管道內(nèi)大量生成并形成堵塞。目前動(dòng)力學(xué)抑制劑在實(shí)際應(yīng)用過程中存在的問題主要有：高分子聚合物合成成本較高、聚合物在自然條件下的降解效率很低、實(shí)際應(yīng)用中容易造成環(huán)境污染等。

乳酸鏈球菌素是乳酸鏈球菌的基礎(chǔ)代謝產(chǎn)物，是一種具有抑菌效果的小分子多肽，對大多數(shù)革蘭氏陽性細(xì)菌及芽孢具有抑制作用。乳酸鏈球菌素在自然環(huán)境中體現(xiàn)出良好的生物可降解性，其成本相對低廉，對環(huán)境或人體無毒害，作為一種天然抑菌劑廣泛應(yīng)用于食品防腐劑領(lǐng)域。乳酸鏈球菌素具備天然氣水合物動(dòng)力學(xué)抑制性能，在酸性條件下體現(xiàn)出良好的熱穩(wěn)定性，經(jīng)過高溫處理后不會(huì)出現(xiàn)明顯的性能損失。殼寡糖是將殼聚糖經(jīng)生物酶或物理化學(xué)技術(shù)降解得到的分子量較低的低聚殼聚糖，具有良好的抑菌性、水溶性、生物相容性與生物可降解性，在食品、農(nóng)業(yè)、工業(yè)及醫(yī)藥等領(lǐng)域均有廣泛的應(yīng)用。殼寡糖可以作為生物保護(hù)劑保持乳酸鏈球菌素的抑菌活性與熱穩(wěn)定性，并具有一定的協(xié)同抑菌效果。

發(fā)明內(nèi)容

針對以上天然氣水合物抑制劑技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種環(huán)境友好的天然氣水合物抑制劑，具有低劑量、易降解、耐高溫、抑菌性、綠色環(huán)保、安全高效的效果。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種環(huán)境友好的天然氣水合物抑制劑的組分為乳酸鏈球菌素。

一種環(huán)境友好的天然氣水合物抑制劑還包括殼寡糖與醇類水合物熱力學(xué)抑制劑。

所述的乳酸鏈球菌素在待調(diào)控體系中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不超過5wt％。