[发明专利]一种水合物动力学抑制剂

说明书

本发明提供一种水合物动力学抑制剂。所述的水合物动力学抑制剂由乙烯基咪唑共聚物和协助剂配制而成；所述的水合物动力学抑制剂是端羟基改性的聚N‑乙烯基己内酰胺，结构如式I所示，其中n＝10～1000。该水合物动力学抑制剂是羟基改性酰胺类水合物动力学抑制剂，是一种用量少、浊点高、能承受较大过冷度的新型高效水合物抑制剂。

技术领域：

本发明涉及水合物技术领域，具体涉及一种水合物动力学抑制剂。

背景技术：

天然气水合物是一种非化学计量的笼型络合物，其外形类冰。在天然气运输和处理过程中形成气体水合物会带来一系列危害，比如堵塞气体输送管道，堵塞防喷器并危害深海开采平台设施，甚至在极端情况下会引起管线破裂导致巨大的人员伤亡及经济损失、环境破坏。因此，如何有效防范水合物的生成，避免水合物堵塞引起的流动安全事故对整个石油和天然气工业而言都是十分重要和迫切的问题。

目前向管道注入添加剂是比较有效、经济的水合物防治方法。这些化学添加剂也因此被称作水合物抑制剂。热力学抑制剂(THIs)通过改变水合物形成的热力学条件来阻止生成水合物，如降低水合物生成温度、或提高生成压力。他们能够扰乱水合物形成的氢键作用。然而，THIs注入量需达到10％-50％才能发挥作用，不仅成本巨大，而且严重破坏环境。另外，THIs通常易挥发而进入油气中提高精炼成本及化学损失。基于环境、技术、经济考虑，THIs逐渐被新型的低剂量水合物抑制剂(包括动力学抑制剂和防聚剂)替代。防聚剂通过分散水合物颗粒、阻止颗粒聚集让其以可流动的浆液状态存在于管道中，达到水合物防治的目的。然而，由于AAs有限的分散性及对环境的毒性，其工业应用受到限制。动力学抑制剂不改变水合物形成的热力学条件，通过延缓或者阻止水合物的成核或生长，保证管道流体有足够的时间穿越水合区，实现抑制作用。

动力学抑制剂通常是水溶性聚合物，其中一些已经投入工业应用，包括聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)和聚乙烯基己内酰胺(PVCap)，经常被用作评价其他抑制剂性能的标准。虽然它们可以有效抑制水合物的形成或生长，但其应用并不广泛，原因在于：1、比较低的浊点；2、不适用于高过冷度的环境。因此，对其进行改性以提高其抑制性能和浊点是目前亟待解决的问题。

发明内容：

本发明的目的是提供一种水合物动力学抑制剂，该水合物动力学抑制剂是羟基改性酰胺类水合物动力学抑制剂，是一种用量少、浊点高、能承受较大过冷度的新型高效水合物抑制剂。

本发明的一个目的是提供了一种水合物动力学抑制剂，所述的水合物动力学抑制剂是端羟基改性的聚N-乙烯基己内酰胺，结构如式I所示，其中n＝10～1000，

该水合物动力学抑制剂，在聚N-乙烯基己内酰胺主链链上添加羟基，合成端羟基改性的聚乙烯基己内酰胺(PVCap-OH)，相对普通聚乙烯基己内酰胺(PVCap)具有更高的浊点，且能应用的过冷度更高，具有更好的抑制效果。

优选地，所述的端羟基改性的聚N-乙烯基己内酰胺是由巯基乙醇和N-乙烯基己内酰胺单体聚合而成。

优选地，所述的端羟基改性的聚N-乙烯基己内酰胺数均分子量M_n＝1000～10000，分子量分布系数为1.05～1.4。

本发明还提供了上述水合物动力学抑制剂的制备方法，包括如下步骤：依次将链引发剂、N-乙烯基己内酰胺、巯基乙醇和溶剂置于反应容器中，巯基乙醇与N-乙烯基己内酰胺的摩尔比为1:100～1:10，搅拌至溶解，在氮气氛围中于30℃～90℃下反应6～40小时，得到反应溶液；将反应溶液旋蒸干燥，冷却至室温，得到粗产物，所述的粗产物经洗涤、过滤和干燥后，即为水合物动力学抑制剂。

优选地，所述的链引发剂为偶氮二异丁腈，所述的溶剂为异丙醇，N-乙烯基已内酰胺单体与异丙醇的固液比为1:1～20g/ml，所述的偶氮二异丁腈与N-乙烯基己内酰胺的摩尔比为0.005～0.02:1。