[发明专利]高效动力学水合物抑制剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种石油化工技术领域中用于防止、限制或减少水合物的生成，具体涉及一种高效动力学水合物抑制剂及其合成方法。

背景技术

天然气水合物是在石油、天然气开采、加工和运输过程中，在一定温度和压力下天然气与液态水形成的冰雪状晶体。在管道输油、输气气过程中，由于很多时候含有水，在一定条件下极易生成水合物，会对石油天然气工业造成许多危害，例如，在天然气运输和加工过程中，尤其是产出气体含有饱和水蒸气时，遇到寒冷的天气很容易堵塞管道、阀门和处理设备。天然气可以在管道、井筒以及地层多孔介质中形成水合物，对油气生产及储运危害很大，因此天然气水合物的防治是一个困扰生产多年的问题。

随着海洋石油天然气的开发，又发现水合物可在钻杆和防喷器之间形成环状封堵，堵塞防喷器、节流管线和压井管线。在海上，通常要将混合油气流体输送一定距离才能进行脱水处理，这样海底管道很容易形成水合物。此外，水合物也可以在天然气的超低温液化分离中形成。因此，研究水合物的预防和清除的有效方法是业界关注的问题。

对于天然气水合物的防止方法有多种，这些方法可以归纳为物理和化学方法。为了抑制水合物的形成，工程中常用加热(保温)、降压、脱除等物理方法来预防和清除水合物的形成；化学防止方法的原理是：通过加入一定量的抑制剂，改变水合物形成的热力学条件、结晶速率或聚集形态，来达到保持流体流动的目的。传统通常采用注入甲醇、乙二醇等醇类或加入电解质，以改变水合物的平衡条件。但采用此方法，加入量大，一般高达40％，有的甚至达到50％的质量比，防止水合物生成的费用高，同时对环境也有危害。从20世纪90年代起国内外开始研究用低用量的新型抑制剂(LDHI)来代替甲醇等热力学抑制剂，这种抑制剂加入量少，效果好，成本也不高，并且不会污染环境。

低用量水合物抑制剂(LDHI)，也就是通常所说的动力学抑制剂(KI)和防聚剂(AA)现有动力学抑制剂在应用中面临的问题是抑制活性偏低，而且通用性差，受外界环境影响较大。原因是目前动力学抑制剂的开发工作还远不成熟，抑制剂的分子结构不理想，理论上动力学抑制剂适用的过冷度最低可大于10℃，温度升高时动力学抑制剂的溶解性变差，从而降低了其应有的抑制效能。因此，现有低剂量抑制剂在实际应用中也存在诸多限制。现有动力学抑制剂和防聚剂受到过冷度的限制，而且生产成本一般相对比较高。

公告号：CN101074361，公告日：2007.11.21的中国专利文献公布了一种“高效复合型水合物抑制剂”，该发明在现有动力学抑制剂中添加一定的盐类或醇类，不仅水合物的生成时间，即反应诱导时间和完成时间比单独使用时更长，而且还能减少水合物的生成量，大大地提高了动力学抑制剂的抑制效果，使动力学抑制剂的效果更好、更稳定、应用范围更广泛，从而达到经济、高效、环保目的。但是，该发明中的动力学抑制剂成本高，不易降解，污染环境，合成工艺复杂。

发明内容

本发明的目的是针对现有传统防止水合物抑制剂所存在的用量大、成本高、难回收、毒性大等缺陷，提供一种用量少、效果好、经济可行的的高效动力学水合物抑制剂及其合成方法。

本发明的目的是通过以下技术手段实现的：高效动力学水合物抑制剂，抑制剂是由甘油、马来酸酐、N-取代基胺为原料制成的聚甘油酰胺酯化合物；所述的聚甘油酰胺酯相对于水的使用浓度为质量浓度0.01～5wt％。

所述的马来酸酐、N-取代基胺的摩尔比为1～1.3∶1；所述甘油和两者的摩尔比为n∶1～n+2。

所述的N-取代基胺为C原子数为1～20的化合物，分子式为RNR₁H，其中R为C原子数为1～20的烷基或烷基酸，R1为H或C原子数为1～20的取代基。

所述的N-取代基胺为具有五～七元环的烷基胺。

所述的N-取代基胺，是指如：N-环己胺，N-异丙胺，N-二正丁胺，N-甘氨酸。

所述的聚甘油酰胺酯化合物和电解质复合使用。

所述的聚甘油酰胺酯化合物和有机醇类复合使用。

高效动力学水合物抑制剂的合成方法：

①取一定量的马来酸酐溶于丙酮中，待全部溶解后，缓慢加入一定量的N-取代基胺有机物，其中马来酸酐与N-取代基胺的摩尔比为1～1.3∶1，在0～35℃下搅拌下0.5～2h滴加完毕，然后再反应1～5h左右，将产物抽滤，真空干燥，得N-取代基马来酰胺酸；