新型水合物抑制剂pvcl及其共聚物的制备与应用研究

《新型水合物抑制剂pvcl及其共聚物的制备与应用研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、大连理工大学硕士论文摘要天然气水合物是一种类似于冰的具有笼型结构的晶体。在低温和高压下，由水和天然气组分形成的冰状物。这种水合物一旦形成，将会给天然气生产造成极为不利的影响，会导致输送天然气管道的严重堵塞，从而造成停工停产，给企业和国家带来极大的经济损失。为了抑制水合物的形成，传统方法是通常采用热力学方法，即注入甲醇、乙二醇等醇类或加入电解质以改变水合物热力学平衡条件(如温度的变化)，来控制水合物的生成。但是，这种方法抑制剂的加入量大，一般高达40"--50wt％，成本高、毒性大而且难以回收，将造成严重的环境污染。因此，研究开发低剂量、高效、无毒的新型

2、动力学抑制剂来代替热力学抑制剂的使用，具有重大的现实意义。文中以乙烯己内酰胺单体(VCL)为原料，偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂在水溶液中通过自由基聚合，合成了新型水合物抑制剂聚乙烯己内酰胺的均聚物(PVCL)。通过红外光谱和核磁共振对产品结构进行了表征，用721型分光光度计测定了其临界溶解温度(LCST)。考察了引发剂用量、溶剂用量、聚合反应时间和聚合反应温度对产物分子量和产率的影响。通过优化反应可得到的聚合物平均分子量从1~30万的PVCL，产率达到90％以上。同时，合成了聚乙烯己内酰胺的一系列共聚物：如VCL／AM共聚物、VCL／MAM共聚物、

3、VC叭P共聚物、VCLⅣP／AM共聚物和VC洲P／MAM共聚物。并对这些共聚物与PVCL作为动力学抑制剂进行了抑制性能的应用研究。应用试验是采用小型天然气水合物抑制剂性能测试装置(反应釜容积为1．072L，最大工作压力20MPa，温度范围为．15℃"'100℃)，在海底温度和压力条件下(277．15K和8．27MPa，过冷度为15K)进行，摩尔分数分别为甲烷92．03％、乙烷3．01％和丙烷4．96％的混合气作为生成水合物的反应气。考察了不同浓度、不同搅拌速度、不同分子量大小的PVCL均聚物对水合物的抑制效果，并与其共聚物的抑制性能进行了对比。结果表明

4、：抑制剂浓度在2％以下时，随着浓度的增大，抑制效果增强；搅拌速度越大，有利于水合物生成，抑制性能减弱；随着分子量的增大，抑制性能明显增强。当PVCL均聚物的浓度为l％、平均分子量为30万时，最长抑制时间可达到17．5h。通过与共聚物的抑制性能比较表明：共聚物的抑制效果高于均聚物，其中以三元共聚物的抑制效果最好，达到了40h以．匕。关键词：天然气水合物；动力学抑制剂；聚乙烯己内酰胺；自由基聚合；共聚物新型水合物抑制剂PVCL及其共聚物的制备与应用研究PreparationandApplicationsofNewNaturalGasHydrateKinet

5、icInhibitorPVCLandCopolymerAbstractNaturalgashdrateisacage·likecrystallinecompoundsimilartotheice．Hydratewillbringmuchdisadvantagestotheproduceofnaturalhasonce，itforms，whichCanblockgaspipelineandmaketransportationstopSOastobringeconomicslosstoeme印riseandcountry．Inageneralway，Bse

6、thetraditionalthermodynamicinhibitors，suchasmethanol，ethanolandelectrolytesandSOon，topreventthehy出ateformatting．However,highconsumptionistheprimarydisadvantageofthistechnique．Weightratiomayreachto40—50％．Highcostusedtoinhibittheformationofnaturalgashydrateandenvironmentalhazardth

7、atfollow．Therefore，anewdynamicinhibitorwitlllowconsumptionandhighefficiencyandinnoxioushasbeenstudiedtoreplacethethermodynamicinhibitor．Newhydrateinhibitor(PVCL)issynthesizedWithVCLaslawmaterialandAIBNasinitiatorbyradicalpolymerizationbythefree—radicalpolymerizationinaqueoussolu

8、tion．ThestructuresarecharacterizedbymeansofIRan