一种复配型水合物抑制剂制造技术

一种复配型水合物抑制剂，是由共聚物、乳化剂和分散剂混合制成的，共聚物是由聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯己内酰胺、聚甲基丙烯酸和二甲基氨基乙酯中的一种或几种制成的混合物；乳化剂为多元醇型非离子表面活性剂；分散剂为季铵盐类化合物。具有动力学抑制性能的共聚物与乳化剂和分散剂进行复配，既可抑制水合物颗粒的成核和生长，也可起到分散水合物颗粒的目的；上述抑制剂既可有效抑制延缓水合物的成核和生长速率，又能起到良好的阻止水合物颗粒聚积的目的，从而有效解决了油-气-水三相混输管线的流动安全问题。本发明专利技术提供的复配型阻聚剂还具有用量低、经济环保、高效、性能优良等优点，具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种复配型水合物抑制剂
本专利技术涉及一种水合物抑制剂，具体涉及一种复配型水合物抑制剂。
技术介绍
与冰晶结构相似，气体水合物是由某些低沸点烃类气体分子如CH4、C2H6、CO2及H2S等，与水分子在低温高压条件下形成的非化学计量性晶体笼状物质，形成水合物的水分子称为主体，气体分子则称为客体。在油气田开发与集输过程中，由于其特殊的高压和低温环境，在阀门、弯头、仪表、连接件等部分极易形成晶体水合物，造成减产、停产甚至管线破裂，致使油气泄露污染环境。因此，关于气体水合物风险防控技术的研究一直受到油气工业的重视，并对相关水合物防治技术的研究给予了大力支持。水合物防治方法主要包括传统热力学抑制方法和新型的动力学控制方法两类。传统的热力学抑制方法主要通过脱除水相、加热管线、降压以及加入水合物热力学抑制剂等方法来改变体系水合物热力学形成条件，使水合物生成压力高于管线输送压力或水合物生成温度低于管线输送温度，从而在输送过程中无水合物的形成。但以上方法存在较大缺点，比如，脱水技术很难将管道内水相完全除尽，局部可能存有水相，因此仍有较大堵塞风险；采用热力学抑制剂的用量较大，通常为体系水量的30vol％-50vol％，费用高，且易对环境造成污染等。低剂量水合物抑制剂是近些年兴起的新方法，因其用量小、抑制效果明显等特点逐渐受到油气生产和运输部门的重视，它主要包括动力学抑制剂和水合物阻聚剂两类。动力学抑制剂不改变水合物形成的热力学平衡条件，而使水合物晶粒生长缓慢甚至停止，推迟水合物成核和生长的时间，防止水合物晶粒长大。在水合物成核和生长初期，动力学抑制剂吸附于水合物颗粒表面，活性剂的环状结构通过氢键与水合物晶体结合，从而防止或延缓水合物晶体生长速率，进而保证在输送过程中不发生堵塞。从开始到水合物晶体初次形成的这段时间称为水合物诱导期，诱导期越长说明抑制剂抑制成核能力越强；从水合物晶体出现到水合物完全形成时的这段时间称为水合物生长期，生长期越长说明抑制剂抑制水合物生长能力越强。水合物阻聚剂是一些聚合物和表面活性剂，在油水两相同时存在条件下才可使用。水合物阻聚剂同样不改变水合物的生成条件，允许体系内水合物的形成，但可控制水合物颗粒大小，阻止水合物颗粒的聚集和沉积，使其最终呈稳定浆液输送。关于水合物阻聚剂的阻聚机理目前文献中公认的有两种。第一种阻聚机理由法国石油研究院提出，他们认为水合物阻聚剂为一些油水乳化剂，添加后不仅可形成均匀油包水乳液，而且可限制水滴进一步转化为水合物；壳牌公司的研究人员提出了第二种阻聚机理，他们设计并合成了大量的具有亲水基和亲油基的表面活性剂，其中，亲水基可有效吸附在水合物晶体表面，扰乱水合物的形成过程，进而减缓水合物的生长，而亲油基可改变水合物表面的润湿性，使其易分散于油相中。单从水合物抑制剂应用体系即油-气-水混输体系和可承受的最大过冷度的角度出发，水合物阻聚剂应为唯一选择，但由于水合物阻聚剂不具动力学抑制性能，其单独存在时，在水合物形成前期，由于水合物成核和生长速率过快，导致阻聚剂分子来不及分散水合物颗粒，因此在此阶段极易发生水合物堵塞情况。在水合物抑制剂开发方面，中国专利号CN103305200A《一种复合型水合物抑制剂》涉及了一种复合型水合物抑制剂，由聚乙烯基己内酰胺、醇或盐、以及水组成，但该类抑制剂受体系过冷度影响较大，并在水合物体积分率较大时易发生聚积结块现象。中国专利号CN102451640A《一种非离子复合型水合物防聚剂》中提出一种水合物阻聚剂，由聚氧乙烯二羧酸脂类双子非离子表面活性剂与多元醇型非离子表面活性剂复配后得到，缺点为该类阻聚剂添加量较大，且在较高含水率条件下形成的水合物浆液较为粘稠，管输压阻大。中国专利号CN101892038A《一种高效环保水合物抑制剂》提出由动力学抑制剂与硝酸盐、醋酸盐的混合物注入生产或输送的油气流体中，可起到抑制水合物堵塞的目的，但该类抑制剂仅能起动力学抑制效果，可承受的过冷度较小，当体系内形成水合物时，即丧失阻聚效果，应用范围严重受限。中国专利号CN104262184A《双子季铵盐类防聚剂及其合成方法与抑制水合物聚积方法》中合成了一类具有水合物阻聚性能的双子季铵盐，但缺点为该类防聚剂为有机合成产物，生物降解性及经济环保性较差，且添加量较大，并在高含水率体系内应用受限。
技术实现思路
针对目前水合物抑制剂存在添加量多、抑制性能差的问题，本专利技术结合动力学抑制剂和水合物阻聚剂的优点，提供一种复配型水合物抑制剂与抑制水合物聚积的方法，适用于油-气-水多相混输体系，具有用量低、经济环保、抑制性能优良等特点。一种复配型水合物抑制剂，是由共聚物、乳化剂和分散剂混合制成的，共聚物、乳化剂和分散剂的质量比是0.01～2：0.01～5：0.01～5。所述共聚物是由聚乙烯吡咯烷酮(如分子式a所示)，聚乙烯己内酰胺(如分子式b所示),聚甲基丙烯酸(如分子式c所示),和二甲基氨基乙酯中的一种或几种制成的混合物；所述乳化剂为多元醇型非离子表面活性剂；所述分散剂为季铵盐类化合物。a聚乙烯吡咯烷酮(PVP)b聚乙烯己内酰胺(PVCap)c聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(PDMA)式中，L、M和N＝(10-100)优选的，共聚物、乳化剂和分散剂的质量比为0.5～1：1～2：1～3。优选的，所述季铵盐类化合物是四丁基溴化铵、四戊基溴化铵、含有2-3个正丁基的季铵盐、含有2-3个正戊基的季铵盐或含有2-3个异戊基的季铵盐的一种或几种的混合物。优选的，所述多元醇型非离子表面活性剂是Span系列多元醇型非离子表面活性剂。优选的，所述Span系列多元醇型非离子表面活性剂是由Span20、Span40、Span60、Span65、Span80和Span85多元醇型非离子表面活性剂中的一种或几种的混合物。本专利技术还提供上述一种复配型水合物抑制剂的使用方法。上述一种复配型水合物抑制剂的使用方法，其特征在于，将上述复配型水合物抑制剂添加到油-气-水混输体系中，添加的复配型水合物抑制剂的质量是水总质量的0.1％～10％；油-气-水混输体系的温度控制在253K-323K；压力控制在0.1MPa-50.0MPa；油-气-水混输体系中水的体积不超过油和水总体积的60％。优选的，添加的复配型水合物抑制剂的质量是水总质量的1％～3％。本专利技术所述一种复配型水合物抑制剂，共聚物均为高分子化合物，可溶于水、乙醇、氯仿和多数有机溶剂，毒性较小。上述乳化剂采用的Span系列多元醇型非离子表面活性剂，因其结构中的亲水基和烷基长链亲油基团，使其易吸附于油水界面，降低界面张力，为良好的油水乳化剂，可形成油包水型乳状液。上述季铵盐类分散剂，易溶于水、乙醇等，当油-气-水体系中形成水合物颗粒后，分散剂中亲水基吸附在水合物颗粒表面，分散剂中烷基亲油基团伸入油相中，从而阻止水合物颗粒间的聚积，使其均匀分散于油相中。本专利技术还提供了上述复配型水合物抑制剂的抑制机理。由于动力学抑制剂单独使用时不具有分散水合物颗粒的能力，因此其应用范围严重受限。另外，由于水合物阻聚剂不具动力学抑制性能，其单独存在时，在水合物形成前期，由于水合物成核和生长速率过快，导致阻聚剂分子来不及分散水合物颗粒，在此阶段极易发生水合物堵塞情况。因此，本专利技术将具有动力学抑制性能的共本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复配型水合物抑制剂，其特征在于，是由共聚物、乳化剂和分散剂混合制成的，共聚物、乳化剂和分散剂的质量比是0.01～2：0.01～5：0.01～5；所述共聚物是聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯己内酰胺和聚甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯中的一种或几种制成的混合物；所述乳化剂为多元醇型非离子表面活性剂；所述分散剂为季铵盐类化合物。

【技术特征摘要】
1.一种复配型水合物抑制剂，其特征在于，是由共聚物、乳化剂和分散剂混合制成的；所述共聚物是聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯己内酰胺和聚甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯中的一种或几种制成的混合物；所述乳化剂为多元醇型非离子表面活性剂；所述分散剂为季铵盐类化合物；共聚物、乳化剂和分散剂的质量比为0.5～1：1～2：1～3。2.如权利要求1所述一种复配型水合物抑制剂，其特征在于，所述季铵盐类化合物是四丁基溴化铵、四戊基溴化铵、含有2-3个正丁基的季铵盐、含有2-3个正戊基的季铵盐或含有2-3个异戊基的季铵盐的一种或几种制成的混合物。3.如权利要求1所述一种复配型水合物抑制剂，其特征在于，所述多元醇型非离子表面活性剂是Span系列多元醇型非离子表面活性剂。4.如权利要求3所述一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫柯乐，陈光进，张红星，邹兵，吴京峰，姜素霞，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11