一种天然气水合物抑制剂制造技术

本发明专利技术提供一种天然气水合物抑制剂。所述的天然气水合物抑制剂结构式如式(1)或式(2)所示。本发明专利技术以N‑乙烯基吡咯烷酮为基础，在该抑制剂的单体结构基础上，通过化学合成，添加新的结构基团，改变抑制剂的端链结构，以达到增强抑制效果的目的。

A Natural Gas Hydrate Inhibitor

The invention provides a natural gas hydrate inhibitor. The structural formula of the natural gas hydrate inhibitor is shown in Formula (1) or Formula (2). The present invention is based on N vinyl pyrrolidone, on the basis of the monomer structure of the inhibitor, through chemical synthesis, adding new structural groups, changing the end chain structure of the inhibitor, in order to enhance the inhibitory effect.

【技术实现步骤摘要】
一种天然气水合物抑制剂
：本专利技术涉及化工
，具体涉及一种天然气水合物抑制剂。
技术介绍
：在油气开采和输运过程中，天然气及原油中的轻组分在低温高压的条件下与水作用会形成天然气水合物。天然气水合物是一种笼型晶体，会在油气管道以及相应的设备处形成堵塞，从而带来严重的安全隐患。在低温高压下，天然气水合物很易形成，例如在4℃，甲烷形成水合物的压力约为3.8MPa，而乙烷约为0.8MPa，丙烷约为0.4MPa。这些温度和压力对于生产和输送天然气和其他石油流体的许多操作环境而言并非不常用。传统使用甲醇、乙二醇等热力学抑制剂是通过改变水合物生成的热力学条件来避免和防止水合物生成。但是，此类抑制剂具有浓度高(10wt％～60wt％)、耗量大、成本高和毒性强污染环境等缺点，已经不能满足诸如海上油气开采作业等要求。从90年代起国内外开始研究用低剂量抑制剂来代替甲醇等热力学抑制剂的使用。低剂量的抑制剂不是改变水合物的形成条件，而是延缓水合物的成核或生长，而且由于加入量很少(浓度一般小于1wt％)，成本较低，但是如果现有工艺采用低剂量抑制剂会使现有的醇类抑制剂配套设备隐没成本高，而且经济实用高效的低剂量抑制剂还在开发。
技术实现思路
：本专利技术的目的是提供一种天然气水合物抑制剂，本专利技术在现有低剂量抑制剂的基础上，改变低剂量抑制剂的端链结构，改善其抑制性能，改变其溶解性能，增强抑制能力，来解决现有技术存在的问题。本专利技术的一个目的是提供了一种天然气水合物抑制剂，结构如式(1)或式(2)所示：其中：R为C1-8的烃基。本专利技术以现有的具有一定抑制效果的低剂量抑制剂结构为基础，采用N-乙烯基吡咯烷酮，在该抑制剂的单体结构基础上，通过化学合成，添加新的结构基团，改变抑制剂的端链结构，以达到增强抑制效果的目的。优选地，所述的R为苯基或1-甲基环戊烷基。上述天然气水合物抑制剂的制备方法，将N-乙烯吡咯烷酮单体和偶氮二异丁腈加入反应容器中，所述的N-乙烯吡咯烷酮单体和偶氮二异丁腈的质量比为50～60:1，在氮气气氛下将三氟甲基苯(或者1-三氟甲基-3-甲基-环戊烷，或者三氟乙基)和N,N-二甲酰胺加入到反应容器中，在温度为75℃～85℃的条件下搅拌反应6～8h，得到反应产物；将反应产物自然冷却，在旋转蒸发器中蒸发掉反应产物中的N,N-二甲酰胺，然后将产物使用乙醚进行抽滤，得到的固体产物干燥和除水后，得到所述的水合物抑制剂。本专利技术提出的天然气水合物抑制剂的制备方法步骤简单、原料易得，利于大规模推广。本专利技术还提供了天然气水合物抑制剂的应用，所述的天然气水合物抑制剂使用时相对于体系中水的浓度为0.5wt％～3wt％，适用压力为6～25MPa，温度为2℃～4℃。与现有的技术相比，本专利技术具有以下优点：本专利技术以现有的具有一定抑制效果的低剂量抑制剂结构为基础，采用N-乙烯基吡咯烷酮，在该抑制剂的单体结构基础上，通过化学合成，添加新的结构基团，改变抑制剂的端链结构，以达到增强抑制效果的目的。具体实施方式：以下实施例是对本专利技术的进一步说明，而不是对本专利技术的限制。实施例1：聚乙烯吡咯烷酮用三氟甲基苯端链改性过的新型抑制剂的制备：在装有温度计、冷凝管和N2导管的三口烧瓶中加入352mg偶氮二异丁腈作链引发剂、20.0gN-乙烯吡咯烷酮单体，橡胶塞密封后，用氮气吹洗3次以排尽反应瓶中的空气；然后在氮气的保护下将560μL三氟甲基苯以及100mLN,N-二甲酰胺用注射器加入到反应瓶中，再用氮气吹洗3次；最后在氮气氛围中，200r/min的磁力搅拌强度下，调节温度为80℃反应7h。反应完全后产物为透明液体，待其自然冷却，在旋转蒸发器中蒸发掉大部分N,N-二甲酰胺，再次自然后将产物逐渐滴于1000mL、0℃左右的乙醚中，进行抽滤，之后将固体产物放到真空干燥箱中干燥48h(温度约45℃)，再除水1h(温度约105℃)，研磨备用。实施例2：聚乙烯吡咯烷酮用三氟乙烷端链改性过的新型抑制剂的制备：在装有温度计、冷凝管和N2导管的三口烧瓶中加入352mg偶氮二异丁腈作链引发剂、20.0gN-乙烯吡咯烷酮单体，橡胶塞密封后，用氮气吹洗3次以排尽反应瓶中的空气；然后在氮气的保护下将560μL三氟乙烷以及100mLN,N-二甲酰胺用注射器加入到反应瓶中，再用氮气吹洗3次；最后在氮气氛围中，200r/min的磁力搅拌强度下，调节温度为80℃反应7h。反应完全后产物为透明液体，待其自然冷却，在旋转蒸发器中蒸发掉大部分N,N-二甲酰胺，再次自然后将产物逐渐滴于1000mL、0℃左右的乙醚中，进行抽滤，之后将固体产物放到真空干燥箱中干燥48h(温度约45℃)，再除水1h(温度约105℃)，研磨备用。实施例3：聚乙烯吡咯烷酮用1-三氟甲基-3-甲基环戊烷端链链改性过的新型抑制剂的制备：在装有温度计、冷凝管和N2导管的三口烧瓶中加入352mg偶氮二异丁腈作链引发剂、20.0gN-乙烯吡咯烷酮单体，橡胶塞密封后，用氮气吹洗3次以排尽反应瓶中的空气；然后在氮气的保护下将560μL1-三氟甲基-3-甲基-环戊烷以及100mLN,N-二甲酰胺用注射器加入到反应瓶中，再用氮气吹洗3次；最后在氮气氛围中，200r/min的磁力搅拌强度下，调节温度为80℃反应7h。反应完全后产物为透明液体，待其自然冷却，在旋转蒸发器中蒸发掉大部分N,N-二甲酰胺，再次自然后将产物逐渐滴于1000mL、0℃左右的乙醚中，进行抽滤，之后将固体产物放到真空干燥箱中干燥48h(温度约45℃)，再除水1h(温度约105℃)，研磨备用。采用傅里叶红外光谱和核磁共振的碳谱表征特征结构特征峰，确定合成物质，实施例1～3得到的水和物抑制剂的红外谱图结构与预期要得到的物质结构相符。对比例1：聚乙烯吡咯烷酮的制备：在装有温度计、冷凝管和N2导管的三口烧瓶中加入352mg偶氮二异丁腈作链引发剂、20.0gN-乙烯吡咯烷酮单体，橡胶塞密封后，用氮气吹洗3次以排尽反应瓶中的空气；然后在氮气的保护下将560μL乙酸甲酯以及100mLN,N-二甲酰胺用注射器加入到反应瓶中，再用氮气吹洗3次；最后在氮气氛围中，200r/min的磁力搅拌强度下，调节温度为80℃反应7h。反应完全后产物为透明液体，待其自然冷却，在旋转蒸发器中蒸发掉大部分N,N-二甲酰胺，再次自然后将产物逐渐滴于1000mL、0℃左右的乙醚中，进行抽滤，之后将固体产物放到真空干燥箱中干燥48h(温度约45℃)，再除水1h(温度约105℃)，研磨备用。采用傅里叶红外光谱和核磁共振的碳谱表征特征结构特征峰，确定合成物质即为聚乙烯吡咯烷酮。实施例4：抑制效果评价本专利技术采用可视化的高压搅拌试验反应装置。实验装置主要包括：恒温空气浴，反应釜，磁力搅拌器，数据采集模块，温度传感器，压力传感器等。反应釜的容积为1000mL，能承受的最高压力为25MPa；压力传感器的型号为CYB-20S精度为±0.025MPa；温度传感器的型号为PT100精度为±0.1℃。反应气体采用甲烷(95％)和丙烷(5％)的混合气，抑制剂浓度为1％。通过真空吸入已经配制好的反应液体197.0±0.5g，然后给反应釜通入少量的反应气体，小于1MPa。降低水浴温度，冷却反应釜，当反应釜的温度达到预定温度4℃时，通入反应气体到6MP本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天然气水合物抑制剂，其特征在于，结构式如式(1)或式(2)所示：

【技术特征摘要】
1.一种天然气水合物抑制剂，其特征在于，结构式如式(1)或式(2)所示：其中：R为C1-8的烃基。2.根据权利要求1所述的天然气水合物抑制剂，其特征在于，R为苯基或1-甲基环戊烷基。3.权利要求1所述的天...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐翠萍，梁德青，
申请(专利权)人：中国科学院广州能源研究所，
类型：发明
国别省市：广东,44