[发明专利]一种动力学抑制剂、制备方法及复配抑制剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种抑制天然气水合物的动力学抑制剂及其制备方法和一种复配抑制剂，属于石油天然气化工技术领域。

背景技术

天然气水合物是水分子和天然气分子，在低温高压条件下形成的一种白色致密的结晶固体，是一种笼型结构的化合物。实际过程中，在气井投入生产后,因为地层能量会发生递减,所以井口压力会逐渐降低、进而天然气的含水率会增大,尤其是到了气井开采的中后期阶段,在井口节流阀处很容易形成天然气水合物。当天然气处于高压时,即使在常温也能够形成水合物。在天然气管道输送过程中，气田高压集气管线很容易形成天然气水合物,这是因为管道中的温度较低而压力较高，天然气水合物一旦形成后，便会和输送管道壁面相结合，进而减少管道的流通横截面积，产生节流膨胀效应，加速了水合物的进一步形成。最终，大量天然气水合物的形成造成了管道、阀门和设备的堵塞，给安全高效生产带来严重的影响。而频繁的放空和解堵操作也会引起天然气资源大量浪费。所以在石油天然气工业中，天然气水合物具有很大的危害性，它会导致阀门阻塞、气井停产、管道停输等严重问题，不仅仅影响到了生产活动的效率，更带来了巨大的安全隐患。因此，如何在油气生产和输运过程中避免和预防水合物的生成就成为石油和天然气工业亟待解决的问题。

一般是通过添加抑制剂的方法来抑制气体水合物的生成。传统的方法普遍是采用注入热力学抑制剂如甲醇、乙二醇、电解质等物质改变气体水合物生成的热力学条件来避免和抑制气体水合物的生成。然而，热力学抑制剂具有使用浓度高(通常占水相的10～60wt％)、耗量大、成本高的缺点，因此自20世纪90年代以来，国内外对水合物抑制剂的研究方向开始转向于开发新型的低剂量动力学抑制剂。动力学抑制剂的防治机理是通过动力学作用，抑制水合物晶体成核、延缓水合物晶体生长和分散水合物晶体，减慢其聚集速度。其优点在于加量低、一般不超过2％，毒性小、对环境友好，操作简单。但目前动力学抑制剂仍普遍存在过冷度低、抑制能力不足、抑制时间短暂等缺点，并不能满足现代工业的需要。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种低剂量、抑制温度低、高效、可靠的抑制天然气水合物的动力学抑制剂及其制备方法，该动力学抑制剂的最大抑制温度能够达到-8℃，而本发明提供的复配抑制剂，其最大抑制温度能够达到-11℃。

本发明是通过下述的技术方案实现的：

首先本发明提供了一种动力学抑制剂，它由下述单体共聚反应得到，所述单体包括：乙烯基吡咯烷酮、乙烯基己内酰胺和烯丙基聚氧乙烯醚-1000。

进一步的，上述单体的摩尔配比为：乙烯基吡咯烷酮︰乙烯基己内酰胺︰烯丙基聚氧乙烯醚-1000＝1︰3︰0.1。

进一步的，所述单体的质量浓度为25wt％。

进一步的，所述动力学抑制剂的使用浓度为占水相的0.6wt％。

同时，本发明还提供了上述动力学抑制剂的制备方法，它是将原料乙烯基吡咯烷酮、乙烯基己内酰胺和烯丙基聚氧乙烯醚-1000放入烧杯中加入一定量的纯水混合搅拌溶解、待体系变澄清后，向烧杯中加入一定量的引发剂偶氮二异丁脒盐酸盐V50，搅拌，待引发剂溶解后，用保鲜膜密封烧杯，向其中通氮气30min排出烧杯中的氧气，然后将烧杯置于一定温度的恒温水浴锅中反应4-8h，然后将反应后的液体缓缓倒入丙酮-乙醚溶液中，在倒入的过程中，用玻璃棒不断搅拌，待充分搅拌后静置12h，将静置后分层的体系过滤，取出滤饼，放入真空干燥箱中烘干，将烘干后的滤饼研磨成粉末即得本发明天然气水合物动力学抑制剂；所述丙酮-乙醚溶液为丙酮与乙醚混合配置的溶液，其中丙酮与乙醚的体积比为3︰1。

进一步的，上述原料乙烯基吡咯烷酮、乙烯基己内酰胺和烯丙基聚氧乙烯醚-1000的摩尔配比为1︰3︰0.1。

进一步的，上述引发剂的加入量为占单体质量的0.5％。

进一步的，上述恒温水浴反应的反应温度为60℃，反应时间7h。

同时，本发明还提供了一种复配抑制剂，它由0.6wt％的动力学抑制剂和5～9wt％的热力学抑制剂按照体积比1︰1混合组成，所述动力学抑制剂为权利要求1至4任一项所述的动力学抑制剂或权利要求5至8任一项所制备的动力学抑制剂，所述热力学抑制剂选自乙醇、乙二醇和丙三醇。

进一步的，所述热力学抑制剂为丙三醇，其质量浓度为占水相的9wt％。