[发明专利]一种水合物动力学抑制剂及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种水合物动力学抑制剂及其制备方法与应用，其中，所述水合物动力学抑制剂的结构式如式Ⅰ所示：式Ⅰ中，R为C1‑C7的烷基；所述水合物动力学抑制剂各结构单元的摩尔比为：x:y:z＝8:1:1‑6:3:2。本发明所提供的水合物动力学抑制剂具有抑制水合物形成效果显著、水溶性好、成本低廉等特点，可以解决油气生成和/或运输过程中因形成水合物而导致管线堵塞的问题。

技术领域

本发明涉及一种水合物动力学抑制剂及其制备方法与应用，属于油气开采输送技术领域。

背景技术

水合物是由水和甲烷、乙烷等烃类小分子在高压低温条件下形成的类冰的、非化学计量的笼形结晶化合物，具有高密度、高热值、分布广、储量大等特点。在油气开发和输送过程中，流体正常稳定的输送对油气行业的安全有效运作是至关重要的。但在大多数情况下由于生产设施和运输管道中的流体含有水，在高压低温环境下，水和烃类小分子(如甲烷、乙烷、丙烷等)极易形成水合物堆积在装置内部，水合物的堆积会影响流体的流动，当水合物堆积到一定程度甚至会直接造成生产设施和运输管道的堵塞，一旦堵塞形成，管道出现故障，上游装置会出现压力过高，流体无法正常输送的情况，进而会导致意外停产和难以承受的经济损失。

因此，水合物通常被认为是流动保障中最严重和最具挑战性的问题之一。油气行业一直在研究如何防止管道中形成水合物，否则水合物形成堵塞，不仅会阻断油气流动，还会造成严重的安全隐患。针对这一问题研究者们提出了很多的解决方案。目前，解决这一问题的传统方法是向管道中注入高浓度的热力学抑制剂，这种方法是有效的，但成本很高，而且会造成环境污染。另一种方法是向管道中注入低剂量的水合物抑制剂(LDHIs)，注入LDHIs几乎不影响水合物相平衡条件。水合物动力学抑制剂作为LDHIs的一种，可以有效抑制水合物的成核和生长过程，而不改变水合物形成的热力学条件。至今为止，已经有多种动力学抑制剂被证明对水合物的形成具有很好的抑制效果，并且已经被商业化开发和利用，如PVP和Inhibex 501等。

综上，水合物动力学抑制剂具有非常好的商业应用前景，而开发新型的高性能水合物动力学抑制剂具有十分重要的意义。

发明内容

为了解决上述的缺点和不足，本发明的一个目的在于提供一种水合物动力学抑制剂。本发明所提供的水合物动力学抑制剂具有优异的抑制水合物形成的性能，可以更好地抑制水合物的形成，进而可以解决油气开发和运输过程中因形成水合物而造成的堵塞问题。

本发明的另一个目的还在于提供以上所述水合物动力学抑制剂的制备方法。

本发明的又一个目的还在于提供以上所述水合物动力学抑制剂在油气开发和/或运输过程中抑制水合物形成中的应用。

本发明的再一个目的还在于提供一种在油气开发和/或运输过程中抑制水合物形成的方法，其中，所述方法利用以上所述水合物动力学抑制剂。

为了实现以上目的，一方面，本发明提供了一种水合物动力学抑制剂，其中，所述水合物动力学抑制剂的结构式如式Ⅰ所示：

式Ⅰ中，R为C1-C7的烷基；

所述水合物动力学抑制剂各结构单元的摩尔比为x:y:z＝8:1:1-6:3:2。

作为本发明以上所述水合物动力学抑制剂的一具体实施方式，其中，所述水合物动力学抑制剂的相对分子质量为1000-50000。

另一方面，本发明还提供了以上所述的水合物动力学抑制剂的制备方法，其中，所述制备方法包括：单体混合物进行三元共聚反应得到所述水合物动力学抑制剂；

其中，所述单体混合物包括乙烯基吡咯烷酮、环己基乙烯基醚和丙烯酸酯类单体，所述乙烯基吡咯烷酮、环己基乙烯基醚和丙烯酸酯类单体的摩尔配比为8:1:1-6:3:2。