本发明专利技术公开了一种基于环状乙烯基共聚物的复合水合物动力学抑制剂及其应用。一种环状乙烯基共聚物，其结构式如式I所示，重均分子量Mw为5000～20000g/mol，分子量分布系数为2.0～4.0，n:m＝1:1～10:1。本发明专利技术提出的复合水合物动力学抑制剂具有水溶性好，性能优良，其制备方法工艺简单、生产过程可控。生产过程可控。生产过程可控。生产过程可控。
【技术实现步骤摘要】
一种基于环状乙烯基共聚物的复合水合物动力学抑制剂及其应用
：
[0001]本专利技术涉及化学化工
，具体涉及一种基于环状乙烯基共聚物的复合水合物动力学抑制剂及其应用。
技术介绍
：
[0002]在石油和天然气开采和输送过程，由于低温和高压环境，原油及天然气中的烃类组分如甲烷、乙烷、丙烷、二氧化碳和硫化氢等极易与水作用形成固态气体水合物。这种类冰状的笼型晶体一旦聚集成块，附着壁面沉积，容易堵塞管道和阀门，从而威胁油气行业的现场作业安全，造成巨大的经济损失。自1934年Hammerschmidt发现了水合物是堵塞天然气管道“元凶”以来，如何防治水合物一直成为油气工业亟需解决的重点问题之一。
[0003]注入化学试剂法是目前最常用的水合物防治方法之一。传统的热力学水合物抑制剂 (THIs)如甲醇、乙二醇等是通过改变水合物生成热力学条件来避免水合物生成，往往浓度越高(40～60wt％)，效果越显著，但耗量大，成本居高不下，且伴随环境污染。低剂量水合物抑制剂(LDHIs)，包含动力学水合物抑制剂(KHIs)和阻聚剂(AAs)，分别通过延缓水合物晶体成核或生长速率，或者阻止晶体聚集，实现管道内流体安全流动，一般所需浓度很低(≤1wt％)，可有效降低成本。有效的KHIs常为具有低分子量和两亲性侧链基团的水溶性聚合物，或其与溶剂和协助剂的混合物。典型代表包括五元环N
‑
乙烯基吡咯烷酮、七元环N
‑
乙烯基己内酰胺、直链状N
‑
异丙基甲基丙烯酰胺及超支化酯酰胺均聚物或共聚物。但随着油气开采逐渐从陆域向近海和深海发展，流体输送环境愈加恶劣(过冷度>10℃)，对抑制剂的性能要求也愈加提高。同时，化学试剂的生物降解性能是影响KHIs产品推广应用的另一因素。为此，针对上述的问题，尚需开发新型、高效、绿色的抑制剂产品及其应用方法。
技术实现思路
：
[0004]本专利技术解决了现有技术存在的问题，提供一种基于环状乙烯基共聚物的复合水合物动力学抑制剂及其应用，本专利技术提出的复合水合物动力学抑制剂具有水溶性好，性能优良，其制备方法工艺简单、生产过程可控。
[0005]本专利技术的目的是提供一种环状乙烯基共聚物，其结构式如式I所示，重均分子量Mw为 5000～20000g/mol，分子量分布系数(PDI)为2.0～4.0，n:m＝1:1～10:1，
[0006][0007]本专利技术第二个目的是保护所述的环状乙烯基共聚物的制备方法，包括如下步骤：以5
‑
甲基
‑3‑
乙烯基
‑2‑
恶唑烷酮和N
‑
异丙基丙烯酰胺为单体，通过自由基溶液聚合反应，得到聚(乙烯基
‑2‑
恶唑烷酮
‑
异丙基丙烯酰胺)(PVMOX
‑
co
‑
NIPAM)，即为环状乙烯基共聚物。
[0008]上述环状乙烯基共聚物的合成路线如下：
[0009][0010]其中，AIBN为偶氮二异丁腈。
[0011]优选地，所述的制备方法，具体包括以下步骤：
[0012](1)在反应容器中依次加入单体N
‑
异丙基丙烯酰胺、5
‑
甲基
‑3‑
乙烯基
‑2‑
恶唑烷酮和溶剂N,N
‑
二甲基甲酰胺，通氮气吹扫以排尽反应容器中的空气，搅拌均匀后，滴加链引发剂偶氮二异丁腈；
[0013](2)在氮气保护下，温度75℃～85℃反应4
‑
6h后，待反应结束，自然冷却至室温，粗产品用无水乙醚洗涤，真空干燥后得到聚(乙烯基
‑2‑
恶唑烷酮
‑
异丙基丙烯酰胺)，即为环状乙烯基共聚物。
[0014]优选地，所述的乙烯基
‑2‑
恶唑烷酮与N
‑
异丙基丙烯酰胺的质量比为(1:1)～(1:10)，所述的单体总质量与溶剂的质量之比为(1:5)～(1:10)，所述的偶氮二异丁腈与单体总质量的质量之比为(1:100)～(5:100)。
[0015]本专利技术第三个目的是保护所述的环状乙烯基共聚物作为水合物动力学抑制剂中的应用，其具体应用于油气水三相体系、油水或气水两相体系中水合物的生成。
[0016]优选地，所述的水合物动力学抑制剂使用时，所述的环状乙烯基共聚物水溶液浓度为 0.1～1.0wt％，适用压力为1～25MPa，温度为
‑
25℃～25℃。
[0017]本专利技术的第四个目的是保护一种基于环状乙烯基共聚物的复合水合物动力学抑制剂，由所述的环状乙烯基共聚物和协助剂配制而成，所述的协助剂为乙二醇异丁醚；所述的环状乙烯基共聚物和乙二醇异丁醚的质量比为(1:1)～(1:3)。
[0018]本专利技术的第五个目的是保护所述的基于环状乙烯基共聚物的复合水合物动力学抑制剂作为水合物动力学抑制剂中的应用。
[0019]优选地，其具体应用于油气水三相体系、油水或气水两相体系中水合物的生成。
[0020]优选地，所述的复合水合物动力学抑制剂使用时，所述的环状乙烯基共聚物水溶液浓度为0.1～1.0wt％，适用压力为1～25MPa，温度为
‑
25℃～25℃。
[0021]本专利技术与现有技术相比，具有如下优点：本专利技术通过引入强亲水性的五元环5
‑
甲基
‑3‑
乙烯基
‑2‑
恶唑烷酮，可提高常规链式乙烯酰胺均聚物动力学抑制剂的溶解性，扩大应用场合；在有机溶剂乙二醇异丁醚的协助作用下，增强复合水合物动力学抑制剂的整体抑制性能。
附图说明
图1为对比例1制得的聚乙烯基
‑2‑
恶唑烷酮(PVMOX
‑
5.0k)的1H核磁共振谱图(溶于 CDCl3)。
具体实施方式：
[0022]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。
[0023]除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本专利技术的保护范围。除特别说明，本文中的实验材料和试剂均为本
常规市购产品。
[0024]检测和测定下述实施例和对比例得到的水合物抑制剂抑制效果的方法如下：
[0025]检测设备为可视化高压搅拌实验装置，主要组成部分包括双视镜高压反应釜、磁力搅拌器、缓冲罐、低温恒温槽、手动增压泵、温度压力传感器、真空泵、气瓶和数据采集仪等。所述高压反应釜最高工作压力30MPa，工作温度范围
‑
30℃～100℃。所述高压反应釜釜内压力可通过手动活塞式增压阀自由调节，泵的最大压力为30MPa。低温恒温槽可为高压反应釜夹套提供
‑
30～100℃的冷媒循环液。数据采集系统实时采集反应釜内压力和温度。水合物的形成可通过反应时的温度本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种环状乙烯基共聚物，其特征在于，其结构式如式I所示，重均分子量Mw为5000～20000g/mol，分子量分布系数为2.0～4.0，n:m＝1:1～10:1，2.权利要求1所述的环状乙烯基共聚物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：以5
‑
甲基
‑3‑
乙烯基
‑2‑
恶唑烷酮和N
‑
异丙基丙烯酰胺为单体，通过自由基溶液聚合反应，得到聚(乙烯基
‑2‑
恶唑烷酮
‑
异丙基丙烯酰胺)，即为环状乙烯基共聚物。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：(1)在反应容器中依次加入单体N
‑
异丙基丙烯酰胺、5
‑
甲基
‑3‑
乙烯基
‑2‑
恶唑烷酮和溶剂N,N
‑
二甲基甲酰胺，通氮气吹扫以排尽反应容器中的空气，搅拌均匀后，滴加链引发剂偶氮二异丁腈；(2)在氮气保护下，温度75℃～85℃反应4
‑
6h后，待反应结束，自然冷却至室温，粗产品用无水乙醚洗涤，真空干燥后得到聚(乙烯基
‑2‑
恶唑烷酮
‑
异丙基丙烯酰胺)，即为环状乙烯基共聚物。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：龙臻，王谨航，梁德青，何勇，周雪冰，
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：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。