[发明专利]一种丙烯醇/N-乙烯基吡咯烷酮共聚物及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于天然气开采及运输中防止天然气水合物形成的丙烯醇/N-乙烯基吡咯烷酮共聚物及制备方法。

技术背景

天然气开采和运输时，经常由于水合物的生成导致油气运输管道的堵塞，甚至会使管线发生爆裂，这给石油和天然气的开采和运输带来诸多的技术障碍和巨大经济损失。研究抑制水合物生成的方法具有重要的意义。根据导致水合物生成的条件一般采用两种方法：一是加入一定的热力学水合物抑制剂（如甲醇、乙二醇、盐等），这些物质能够使得水合物的相平衡曲线向较低的温度或较高的压力方向移动，从而达到抑制水合物生成的目的，但热力学抑制剂具有耗量大（添加量为所含水的10%～30%）、成本高、难回收、毒性大等缺点，已不能满足目前实际的需求；二是将运输管线进行绝热处理或对管内流体进行预加热，降低水合物的生成机率，但该种方法成本太高，不适合于小型油气田和长距离的油气运输。近几年来，国外开发了一种新型的水合物抑制剂，即低剂量水合物抑制剂（动力学水合物抑制剂、阻聚剂、防冻蛋白等）。在油相温度不太低的情况下，它能有效抑制天然气水合物的生成，防止水合物堵塞管线。这类抑制剂不仅十分有效而且用量很少（一般为所含水质量的0.1～1%），具有很好的发展前景。目前，国外已经发现了很多这类抑制剂（如PVP、VC-713、PVCap等）。本发明制备了一种用于石油开采和天然气运输中的天然气水合物抑制剂。

发明内容

本发明的目的是：为了解决天然气开采和运输中天然气水合物形成堵塞管道的问题，特提供一种丙烯醇/N-乙烯基吡咯烷酮共聚物及制备方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种丙烯醇/N-乙烯基吡咯烷酮共聚物，其特征在于：该共聚物是由丙烯醇、N-乙烯基吡咯烷酮代号NVP;两种单体聚合而得；化学名称为聚丙烯醇/N-乙烯基吡咯烷酮。该共聚物的结构式如下：

其中，n=500～600和m=100～200，n、m为聚合度。

一种丙烯醇/N-乙烯基吡咯烷酮共聚物的制备方法：先将丙烯醇、NVP分别配制成体积浓度为300g/L的溶液待用；然后分别取300g/L的丙烯醇溶液10ml，取300g/L的NVP溶液20ml，倒入三颈瓶中在搅拌下混合均匀，丙烯醇与N-乙烯基吡咯烷酮两者的摩尔比依次为20-30：70-80；再后依次向三颈瓶中加入体积浓度为27g/L的过硫酸铵1ml和体积浓度为27g/L的亚硫酸钠1ml，加入量为反应单体总质量的0.25-0.50%；最后在磁力搅拌器上充分搅拌混合均匀后充氮气50min除氧，在温度为75-85℃反应7-8h，将反应产物用二乙醚洗涤、过滤、烘干制得本发明产物丙烯醇/N-乙烯基吡咯烷酮共聚物。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：（1）本发明的目标物是一种新型水合物抑制剂，该类目标物至今未见文献报道；（2）丙烯醇/N-乙烯基吡咯烷酮共聚物的制备方法简单可行，反应条件温和；（3）本发明的目标物对水合物抑制性能良好，其加量较少为水含量的0.5%时，能够有效抑制过冷度为-10℃的四氢呋喃水溶液形成水合物。

附图说明

附图为本发明聚丙烯醇/N-乙烯基吡咯烷酮的红外谱图。

具体实施方式

下面通过实例对本发明进一步说明。

实施例1丙烯醇/N-乙烯基吡咯烷酮共聚物的制备方法

将丙烯醇、NVP分别配成体积浓度为300g/L的溶液待用，分别取300g/L的丙烯醇溶液10ml，分别取300g/L的NVP溶液20ml，将两种溶液倒入三颈瓶中在搅拌下混合均匀，丙烯醇与N-乙烯基吡咯烷酮两者的摩尔比依次为20-30：70-80；然后依次向三颈瓶中加入浓度为27g/L的过硫酸铵1ml和浓度为27g/L的亚硫酸钠1ml；在磁力搅拌器上充分搅拌混合均匀后充氮气50min除氧，在75-85℃反应7-8h，得淡黄色产物，将产物用二乙醚洗涤、过滤、烘干制得本发明产物丙烯醇/N-乙烯基吡咯烷酮共聚物。

按GB12005.1-89所述标准测定丙烯醇/N-乙烯基吡咯烷酮共聚物的特性粘数，根据GB/T12005.10-92标准测定共聚物的分子量，测得丙烯醇/N-乙烯基吡咯烷酮共聚物的平均分子量为M=8.21×105。

实施例2丙烯醇/N-乙烯基吡咯烷酮共聚物对水合物的抑制效果