專利名稱：一種水合物形成抑制劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種新型的水合物抑制劑。
背景技術(shù)：
各種低沸點(diǎn)的烴如甲烷、乙垸、丙烷和二氧化碳、硫化氫等存在于天然氣和其他石油流 體中，同時(shí)水也以不同的量與這些石油流體組分混合。在低溫高壓下，當(dāng)這樣的石油流體成 分或其他水合物形成物與水混合時(shí)，可以形成氣體水合物，這種氣體水合物是水和輕烴等小 分子氣體形成的籠形晶體。在開(kāi)采和輸送天然氣和其他石油流體過(guò)程中這些籠形水合物可能
堵塞管路，給石油和天然氣的開(kāi)采或輸送帶來(lái)困難。例如在約1MPa的壓力下，乙垸在低于 4'C的溫度下可形成水合物，在3MPa的壓力下乙烷在低于14r的溫度下可形成水合物。而 這些溫度和壓力對(duì)于生產(chǎn)和輸送天然氣和其他石油流體的許多操作環(huán)境而言并非不常用。
傳統(tǒng)使用甲醇、乙二醇等熱力學(xué)抑制劑是通過(guò)改變水合物生成的熱力學(xué)條件來(lái)避免和防 止水合物生成。但是，此類抑制劑具有濃度高(10 60wt%)、耗量大、成本高和毒性強(qiáng)污 染環(huán)境等缺點(diǎn)，己經(jīng)不能滿足諸如海上油氣開(kāi)采作業(yè)等要求。從90年代起國(guó)內(nèi)外開(kāi)始研究用 低劑量的動(dòng)力學(xué)抑制劑來(lái)代替甲醇等熱力學(xué)抑制劑的使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高效的低濃度水合物抑制劑。 本發(fā)明的目的是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
本發(fā)明水合物抑制劑是聚乙烯吡咯烷酮與二乙二醇丁醚(C1QH2204)的、混合物，由該兩種 物質(zhì)混合而成的?？梢栽谏鲜鑫镔|(zhì)的基礎(chǔ)上添加電解質(zhì)、可溶性醇類等改變反應(yīng)液熱力學(xué)條 件的化學(xué)劑，所述電解質(zhì)和可溶性醇類沒(méi)有特殊要求，可按照現(xiàn)有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)確定。
通過(guò)對(duì)聚乙烯吡咯垸酮抑制水合物性能的研究發(fā)現(xiàn)，水合物生成反應(yīng)之前，在反應(yīng)物中 添加聚乙烯吡咯垸酮和協(xié)同劑二乙二醇丁醚(C1()H2204)，這兩種添加劑組合使用相對(duì)于單 獨(dú)使用來(lái)說(shuō)，能夠顯著抑制水合物的形成。
本發(fā)明抑制劑使用濃度低，加入到石油或天然氣管道中時(shí)，兩種物質(zhì)相對(duì)于水的質(zhì)量濃 度可以分別在0.01% 6%之間變化。聚乙烯基吡咯垸酮和二乙二醇丁醚兩者的配比比例要 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件、抑制時(shí)間，結(jié)合經(jīng)濟(jì)性綜合考慮，可以在0.1:1 5:1之間。
本發(fā)明抑制劑使用壓力在lMPa到30MPa之間。
本發(fā)明抑制劑可以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，方便地以低濃度混合在生產(chǎn)或輸送的石油流體 中，降低水合物晶體的成核、生長(zhǎng)或附聚的速度。
具體實(shí)施例方式
下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。 以下實(shí)施例使用的儀器設(shè)備結(jié)構(gòu)如下
本實(shí)驗(yàn)的裝置主要包括反應(yīng)釜、恒溫空氣浴、磁力耦合攪拌與壓力和溫度測(cè)量系統(tǒng)、真空 泵、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等。反應(yīng)釜是一個(gè)容積為1. 05升的不銹鋼釜，最高工作壓力一般可達(dá)35MPa， 反應(yīng)釜內(nèi)的溫度由循環(huán)水浴來(lái)控制，循環(huán)水浴的溫度工作范圍-40—2(TC。反應(yīng)釜中物質(zhì)可通 過(guò)攪拌器進(jìn)行混合。反應(yīng)釜中的溫度由鉑電阻測(cè)量，壓力精度為0.06% (即24kP)的壓力傳
感器測(cè)定。反應(yīng)釜內(nèi)的壓力、溫度、攪拌速率等參數(shù)可由計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)自動(dòng)采集和儲(chǔ) 存。
對(duì)比例1
將聚乙烯基吡咯烷酮按照質(zhì)量濃度0. 5%配置成200g的水溶液，裝入帶有攪拌的反應(yīng)釜， 實(shí)驗(yàn)起始?jí)毫?.5MPa,實(shí)驗(yàn)氣體為佛山氣體廠提供的混合氣(甲烷91.86%、乙烷5.04% 和丙烷3. 1%)，反應(yīng)溫度維持在4.(TC， 670分鐘后生成水合物。
實(shí)施例1
將聚乙烯基吡咯垸酮和二乙二醇丁醚分別按照質(zhì)量濃度0. 5%配置成200g的水溶液，裝 入帶有攪拌的反應(yīng)釜，實(shí)驗(yàn)起始?jí)毫?.5MPa，實(shí)驗(yàn)氣體為佛山氣體廠提供的混合氣(甲垸 91.86%、乙垸5. 04%和丙烷3. 1%)，反應(yīng)溫度維持在4. (TC， 72小時(shí)內(nèi)無(wú)水合物生成。
實(shí)施例2
將聚乙烯基吡咯烷酮3%和二乙二醇丁醚濃度2Q/^分別按照質(zhì)量配置成200g的水溶液，裝 入帶有攪拌的反應(yīng)釜，實(shí)驗(yàn)壓力為8. 5MPa，實(shí)驗(yàn)氣體為佛山氣體廠提供的混合氣(甲垸91.90 %、乙垸5.05%和丙垸3.05%),反應(yīng)溫度維持在4.0。C, 56小時(shí)內(nèi)無(wú)水合物生成。
實(shí)施例3
將聚乙烯基吡咯烷酮1%和二乙二醇丁醚濃度1.24%分別按照質(zhì)量以如下成分的含電解
質(zhì)鹽水配制成200g的反應(yīng)溶液，鹽水成分為碳酸氫鈉0.92g/l、氯化鈣9. 16 g/l、氯化鎂
1.25 g/l、氯化鋇0.69 g/l、氯化鈉24.28 g/l。將配制好的反應(yīng)溶液裝入帶有攪拌的反應(yīng)
釜，實(shí)驗(yàn)壓力為9.0MPa，實(shí)驗(yàn)氣體為佛山氣體廠提供的混合氣(甲烷91.90%、乙垸5.05%
和丙垸3.05%)，反應(yīng)溫度維持在4-6.(TC， 20小時(shí)內(nèi)無(wú)水合物生成。 實(shí)施例4
將0.5%聚乙烯基吡咯垸酮、0.5%二乙二醇丁醚濃度和10%的乙二醇分別按照質(zhì)量配置 成200g的水溶液，裝入帶有攪拌的反應(yīng)釜，實(shí)驗(yàn)壓力為8.7MPa，實(shí)驗(yàn)氣體為佛山氣體廠提 供的混合氣(甲垸91.95%、乙垸5.00%和丙烷3.05%)，反應(yīng)溫度維持在4. O'C， 87小時(shí) 內(nèi)無(wú)水合物生成。
實(shí)施例5
將0. 25%聚乙烯基吡咯垸酮、0. 25%二乙二醇丁醚濃度分別按照質(zhì)量配置成200g的水溶 液，裝入帶有攪拌的反應(yīng)釜，實(shí)驗(yàn)壓力為8.5MPa，實(shí)驗(yàn)氣體為佛山氣體廠提供的混合氣(甲 烷91.95%、乙垸5.00%和丙烷3.05%)，反應(yīng)溫度維持在4. 0°C， 56小時(shí)內(nèi)無(wú)水合物生成。
實(shí)施例6
將聚乙烯基吡咯烷酮按照質(zhì)量濃度0.5%和二乙二醇丁醚按照質(zhì)量濃度0. 1%配置成 200g的水溶液，裝入帶有攪拌的反應(yīng)釜，實(shí)驗(yàn)起始?jí)毫?.5MPa，實(shí)驗(yàn)氣體為佛山氣體廠提 供的混合氣(甲烷91.86%、乙烷5.04%和丙烷3. 1%)，反應(yīng)溫度維持在4.0。C， 30小時(shí)內(nèi) 無(wú)水合物生成。
實(shí)施例7
將聚乙烯基吡咯烷酮按照質(zhì)量濃度0. 1%和二乙二醇丁醚按照質(zhì)量濃度1%配置成200g 的水溶液，裝入帶有攪拌的反應(yīng)釜，實(shí)驗(yàn)起始?jí)毫?.5MPa，實(shí)驗(yàn)氣體為佛山氣體廠提供的 混合氣(甲垸91.86%、乙垸5.04%和丙垸3. 1%),反應(yīng)溫度維持在4.0'C， 15小時(shí)內(nèi)無(wú)水 合物生成。
實(shí)施例8
將聚乙烯基吡咯烷酮6%和二乙二醇丁醚濃度6%分別按照質(zhì)量配置成200g的水溶液，裝 入帶有攪拌的反應(yīng)釜，實(shí)驗(yàn)壓力為8. 5MPa，實(shí)驗(yàn)氣體為佛山氣體廠提供的混合氣(甲烷91. 95 %、乙垸5%和丙垸3.05%)，反應(yīng)溫度維持在4.(TC， 15小時(shí)內(nèi)無(wú)水合物生成。
權(quán)利要求
1、一種水合物形成抑制劑，其特征在于所述水合物抑制劑是聚乙烯吡咯烷酮與二乙二醇丁醚的混合物。
2、 如權(quán)利要求1所述的水合物形成抑制劑，其特征在于聚乙烯吡咯垸酮與二乙二醇丁醚分別 相對(duì)于水的使用濃度均為質(zhì)量濃度0.01% 6%。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的水合物形成抑制劑，其特征在于聚乙烯吡咯烷酮與二乙二醇丁醚 的配比比例為0. 1:1 5:1。
4、 如權(quán)利要求1或2所述的水合物形成抑制劑，其特征在于添加有電解質(zhì)。
5、 如權(quán)利要求1或2所述的水合物形成抑制劑，其特征在于添加有可溶性醇類。
6、 如權(quán)利要求1或2所述的水合物形成抑制劑，其特征在于所述水合物形成抑制劑使用壓力 在lMPa到30MPa之間。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種高效的低濃度水合物抑制劑。所述水合物抑制劑是聚乙烯吡咯烷酮與二乙二醇丁醚的混合物，其使用濃度均為質(zhì)量濃度0.01～6％?？梢栽谏鲜鑫镔|(zhì)的基礎(chǔ)上添加電解質(zhì)、可溶性醇類等改變反應(yīng)液熱力學(xué)條件的化學(xué)劑。所述水合物形成抑制劑使用壓力在1MPa到30MPa之間。本發(fā)明抑制劑可以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，方便地以低濃度混合在生產(chǎn)或輸送的石油流體中，降低水合物晶體的成核、生長(zhǎng)或附聚的速度。
文檔編號(hào)F17D1/16GK101100544SQ20071002908
公開(kāi)日2008年1月9日 申請(qǐng)日期2007年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月9日
發(fā)明者唐翠萍, 杜建偉, 梁德青, 樊栓獅 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院廣州能源研究所