一種復合天然氣水合物抑制劑的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于化學化工技術領域，具體涉及一種復合天然氣水合物抑制劑。
【背景技術】
[0002] 各種低沸點的烴如甲烷、乙烷、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，當這樣的石油流 體成分或其他水合物形成物與水混合時，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。在開采和輸送天然氣和其他石油流體過程中這些籠形水 合物可能堵塞管路，給石油和天然氣的開采或輸送帶來困難。例如在約IMPa的壓力下，乙烷 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14°C的溫度下可形成水合 物。而這些溫度和壓力對于生產和輸送天然氣和其他石油流體的許多操作環境而言并非不 常用。
[0003] 傳統使用甲醇、乙二醇等熱力學抑制劑是通過改變水合物生成的熱力學條件來避 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。從90年 代起國內外開始研究用低劑量的動力學抑制劑來代替甲醇等熱力學抑制劑的使用。
[0004] 低劑量的抑制劑不是改變水合物的形成條件，而是延緩水合物的成核或生長，而 且由于加入量很少(濃度一般小于lwt%)，成本較低，但是如果現有工藝采用低劑量抑制劑 會使現有的醇類抑制劑配套設備隱沒成本高，而且經濟實用高效的低劑量抑制劑還在開 發。

【發明內容】

[0005] 本發明的目的在于提供一種復合天然氣水合物抑制劑，使其使用濃度介于低劑量 抑制劑和熱力學抑制劑之間，其使用效果既能達到低劑量抑制劑的效果，還能顯著改變水 合物形成的熱力學條件，使得水合物形成更加困難。
[0006] 為了實現上述發明目的，本發明的技術方案如下：
[0007] -種復合天然氣水合物抑制劑，由電解質溶液和陽離子聚胺類化合物構成。本發 明在水合物生成反應之前，在反應物中添加復合天然氣水合物抑制劑，復合天然氣水合物 抑制劑為電解質和陽離子聚胺類化合物的混合溶液，復合天然氣水合物抑制劑的添加，相 對于單獨使用來說，能夠顯著抑制水合物的形成，既可以降低水合物形成溫度或者提高水 合物形成壓力，又可以延緩水合物聚集。
[0008] 陽離子聚胺類化合物的結構如下：
[0010] 其中R^R2為環醚開環后的烷基碳鏈，X，示一種與陽離子相結合的陰離子;m、m' 為至少大于1的整數，η為2~6的整數。其合成方法參照專利CN103044679A。
[0011] 優選地，所述X-為C1-。
[0012] 優選地，所述電解質溶液選自氯化鈉、氯化鉀和氯化鎂中的一種或幾種。
[0013] 優選地，所述電解質溶液總質量濃度為1~20%。
[0014] 優選地，所述陽離子聚胺類化合物質量濃度為1~5%。
[0015] 在本發明中，電解質溶液總質量濃度和陽離子聚胺類化合物質量濃度均相對于水 的使用濃度而言。
[0016] 優選地，所述復合天然氣水合物抑制劑使用溫度為-25~30°C，使用壓力為1~ 30MPa〇
[0017] 本發明的有益效果是：
[0018] (1)本發明在水合物生成反應之前，在反應物中添加電解質溶液和陽離子聚胺類 化合物，這兩種復合抑制劑的添加，使用相對于單獨使用來說，能夠顯著抑制水合物的形 成，既可以降低水合物形成溫度或者提高水合物形成壓力，又可以延緩水合物聚集；
[0019] (2)本發明復合天然氣水合物抑制劑使用濃度介于低劑量抑制劑與熱力學抑制劑 之間，使用效果既能達到低劑量抑制劑的效果，還能顯著改變水合物形成的熱力學條件，使 得水合物形成更加困難。
【具體實施方式】
[0020] 下面結合具體實例，進一步闡明本發明。應該理解，這些實施例僅用于說明本發 明，而不用于限定本發明的保護范圍。在實際應用中技術人員根據本發明做出的改進和調 整，仍屬于本發明的保護范圍。
[0021] 除特別說明，本發明使用的設備和試劑為本技術領域常規市購產品。本發明的實 施例中所使用的陽離子聚胺類化合物參照專利CN103044679A中提及的合成方法合成。 [0022]本實驗的裝置主要包括反應釜、恒溫空氣浴、磁力耦合攪拌與壓力和溫度測量系 統、真空栗、數據采集系統等。反應釜是一個容積為100mL的不銹鋼釜，最高工作壓力一般可 達35MPa，反應釜內的溫度由循環水浴來控制，循環水浴的溫度工作范圍-40~50°C。反應釜 中物質可通過攪拌器進行混合。反應釜中的溫度由鉑電阻測量，壓力精度為0.06% (即 24kP)的壓力傳感器測定。反應釜內的壓力、溫度、攪拌速率等參數可由計算機數據采集系 統自動采集和儲存。
[0023]實驗過程中，用蒸餾水清洗反應釜，清洗干凈后再用反應溶液潤洗，隨后加入反應 溶液，加入量以剛好沒過溫度計探頭穩準，連接好反應釜。
[0024] 水合物形成溫度實驗時，抽真空，進氣，通過增壓栗增壓到預設壓力，啟動水浴和 反應釜內攪拌，降溫幅度為每次5°C，每次升降溫都需要數據穩定后再保持一個小時，記錄 每一個平衡數據點，將溫度壓力數據點做圖，當曲線斜率突變，壓力大幅降低，穩定后開始 升溫，升溫幅度開始3°C每次，平衡后保持一小時再進行下一次升溫，當升溫數據點離形成 曲線越來越近時，逐步調整升溫幅度，最后保持〇.l°C的升溫幅度，當分解曲線與水合物形 成曲線相交或者出現拐點，再升溫兩次后停止實驗;放氣，清洗反應釜，準備下一次實驗。
[0025] 進行水合物生成動力學研究時，開攪拌，設定轉速至預定值;打開水浴，使反應釜 內溫度達到反應所需預設值;抽真空，將反應釜內和管線中的空氣抽走;關閉攪拌，開增壓 栗進氣，進氣至指定壓力;開攪拌，反應直至溫度和壓力趨于穩定。
[0026] 實施例1
[0027] 將似(：1、1((：1和陽離子聚胺類化合物混合形成含有質量百分比為10%他(：1、5%1((：1 和3 %陽離子聚胺類化合物的混合溶液，按照上述實驗步驟，通入試驗氣體，觀察實驗結果。 試驗氣體為含有92%甲烷，5%乙烷，2%丙烷，0.5%氮氣以及0.5%二氧化碳的混合氣。
[0028] 在16MPa時，水合物形成相平衡溫度為