一种微球型水合物抑制剂及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种微球型水合物抑制剂及其应用。一种微球型水合物抑制剂，包括聚甲基倍半硅氧烷微球，所述的聚甲基倍半硅氧烷微球由如下步骤制备得到：在20℃～35℃下，将甲基三甲氧基硅烷滴入盐酸水溶液中，搅拌混合溶液；调节混合溶液的pH值至8～9，再搅拌混合溶液，最后，过滤混合溶液中的沉积物，洗涤干燥，得到聚甲基倍半硅氧烷微球。本发明专利技术提出的微球型水合物抑制剂本身无毒，生物安全性较高，可稳定存在于油水界面上；在含蜡油水体系中，改善蜡油在低温的流变性能，且可与蜡协同作用抑制水合物的生成，具有更加广泛的使用范围与条件。件。件。

【技术实现步骤摘要】
一种微球型水合物抑制剂及其应用

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[0001]本专利技术涉及油气生产
，具体涉及一种微球型水合物抑制剂及其应用。

技术介绍
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[0002]伴随着陆地常规化石资源的匮乏，海上油气已成为全球油气资源的主战场。相比陆地和浅海，低温、高压的深水环境及长距离海底管线输送，热量散失严重，大大增加管道内固体颗粒(水合物、蜡、沥青质以及矿物质等)沉积堵塞的风险。
[0003]目前防止水合物生成的最常用的方法之一是注入化学试剂法。工业上使用最早、工艺成熟的试剂是热力学抑制剂(THIs)，主要通过改变水合物生成热力学条件，使操作条件远离水合物稳定区，实现彻底的水合物形成抑制，一般多为醇类和盐类等，所需剂量较大，高达20～60wt％(基于水相)，且毒性强。另一类替代型试剂，即低剂量水合物抑制剂(LDHIs)，允许水合物生成，但低剂量作用下可保证管道内多相流体的安全流动。LDHIs分为动力学抑制剂(KHIs)和阻聚剂(AAs)。前者通过官能团吸附或干扰水分子氢键，抑制水合物成核或阻碍晶体生长，但在高过冷度条件(
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>10K)会失效水溶性聚合物，有N
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乙烯基酰胺类、N
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异丙基甲基丙烯酰胺等。后者一般为具有双亲结构的界面活性物质，通过阻止液烃相中水合物颗粒聚集，以水合物浆液形式持续输送，抑制效果不受过冷度的限制，因此得以在极端环境如深海管道中发挥较好的作用。但常见的AAs多为传统表面活性剂，典型代表包括商业季铵盐、失水山梨醇Span类，合成成本较高且有回收困难，对环境污染大等缺点。其次，在含蜡油体系中，蜡晶通过与表面活性剂型AAs(如Span80、沥青)的协同效应吸附在水/油(W/O)界面，减小气水成核反应面积，增加传质阻力，阻碍水合物成核和生长。但水合物颗粒在蜡晶的生长、延展与连接作用下更容易发生聚并，削弱AAs的抑制效果。因此，如何同时有效防治气体水合物的生成和蜡沉积成为油气行业亟需解决但棘手的重要问题。
[0004]向原油中加注降凝剂(PPD)是一种解决蜡晶沉积的有效且简便的方法。不仅如此，研究者已发现PPD也可有效改进蜡
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水合物共存体系的流动性。降凝剂一般通过晶核、共晶、吸附等作用形式改变原油中的蜡晶形态和结构，降低原油的黏度和凝固点，从而改善原油的低温流动性。现有降凝剂类型主要包括乙烯
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醋酸乙烯酯(EVA)线状共聚物、甲基丙烯酸高碳醇酯梳状均聚物、马来酸酐共聚物及含氮聚合物等油溶性高分子聚合物，大多具有长烷烃主链和极性侧链。但单一类型的降凝剂对原油的选择性很强，适用范围有限，其次是热稳定差，所以亟需研制新型降凝剂产品，扩大应用范畴。

技术实现思路
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[0005]本专利技术解决了现有技术存在的问题，提供一种微球型水合物抑制剂及其应用，本专利技术提出的微球型水合物抑制剂本身无毒，生物安全性较高，具有两亲性，可稳定存在于油水界面上。
[0006]本专利技术的目的是提供一种微球型水合物抑制剂，包括聚甲基倍半硅氧烷微球(PMSQ)，所述的聚甲基倍半硅氧烷微球由如下步骤制备得到：在20℃～35℃下，将甲基三甲
氧基硅烷(MTMS)滴入盐酸水溶液中，搅拌混合溶液3～5h，甲基三甲氧基硅烷占盐酸水溶液的体积分数为2.5％～5.0％；调节混合溶液的pH值至8～9，再搅拌混合溶液4.5～5.5h；最后，过滤混合溶液中的沉积物，经洗涤干燥，得到聚甲基倍半硅氧烷微球。
[0007]优选地，所述的盐酸水溶液的pH值为3.5～4.5。用氨水调节混合溶液的pH值至8～9。
[0008]PMSQ利用甲基三甲氧基硅烷(MTMS)水解缩合生成，粒径分布在0.5～2μm左右。
[0009]PMSQ具体反应过程方程式如下式所示：
[0010][0011]本专利技术还保护所述的微球型水合物抑制剂的应用，所述的微球型水合物抑制剂应用于含蜡油水体系中水合物的生成和聚集。
[0012]优选地，所述的微球型水合物抑制剂使用时，所述的蜡与油相的质量比为1:100～5:100，适用压力为1～25MPa，温度为
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25℃～25℃。
[0013]优选地，所述的含蜡油水体系中水与油水总体积比为0.1～0.5:1。
[0014]优选地，所述的含蜡油水体系中微球型水合物抑制剂占油质量的0.005wt％～0.1wt％。
[0015]优选地，所述的含蜡油水体系由如下步骤制备得到：
[0016](1)先将油加入容器中，再向容器中加入蜡和所述的微球型水合物抑制剂，容器温度保持55℃～65℃，使蜡完全溶解；
[0017](2)待微球型水合物抑制剂混合均匀后，再将容器内温度降低到40℃～45℃，并保存1～2小时；
[0018](3)按照含水率要求加入去离子水，搅拌均匀后，再加入环戊烷搅拌均匀，得到含蜡油水体系。
[0019]进一步优选，所述的油与环戊烷的体积比为1:1～5:3，优选体积比为5:3。
[0020]本专利技术还保护聚甲基倍半硅氧烷微球在水合物抑制剂中的应用。
[0021]本专利技术与现有技术相比，具有如下优点：相比于目前的传统抑制剂，本专利技术提出的微球型水合物抑制剂本身无毒，生物安全性较高，可稳定存在于油水界面上；在含蜡油水体系中，改善蜡油在低温的流变性能，且可与蜡协同作用抑制水合物的生成。
附图说明：
[0022]图1是实施例1合成PMSQ微粒的TEM图。
[0023]图2是实施例1合成PMSQ微粒的EDS图。
[0024]图3是实施例1合成PMSQ微粒的IR图。
[0025]图4是实施例2含蜡油水中加入PMSQ后照片。
[0026]图5是矿物油：水：环戊烷＝5：4：3(体积比)条件下添加0.1wt％PMSQ微粒后环戊烷水合物生成过程温度的变化曲线。
具体实施方式：
[0027]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。
[0028]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。
[0029]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、低温恒温槽、温度压力传感器、数据采集仪等。高压反应釜最高工作压力30MPa，工作温度范围
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30℃～100℃。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
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30℃～100℃的冷媒循环液。数据采集系统实时采集反应釜内温度。水合物的形成和聚集可通过反应时的温度变化，以及透明视窗观察情况综合判断。
[0030]具体检测过程：
[0031]含蜡水油体系的制备：
[0032](1)先将50mL矿物油加入25本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微球型水合物抑制剂，其特征在于，其包括聚甲基倍半硅氧烷微球，所述的聚甲基倍半硅氧烷微球由如下步骤制备得到：在20℃～35℃下，将甲基三甲氧基硅烷滴入盐酸水溶液中，搅拌混合溶液3～5h，甲基三甲氧基硅烷占盐酸水溶液的体积分数为2.5％～5.0％；调节混合溶液的pH值至8～9，再搅拌混合溶液4.5～5.5h；最后，过滤混合溶液中的沉积物，经洗涤干燥，得到聚甲基倍半硅氧烷微球。2.根据权利要求1所述的微球型水合物抑制剂，其特征在于，所述的盐酸水溶液的pH值为3.5～4.5。3.权利要求1所述的微球型水合物抑制剂的应用。4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述的微球型水合物抑制剂应用于含蜡油水体系中水合物的生成和聚集。5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述的微球型水合物抑制剂使用时，所述的蜡与油相的质量比为1:100～5:100，适用压力为1～25MPa，温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙臻，张乐欣，梁德青，王谨航，何勇，
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：