化学类添加剂抑制天然气水合物形成的实验研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com石油与天然气化工CHEMICALENGINEERINGOFOIL&GAS化学类添加剂抑制天然气水合物形成的实验研究戴兴学杜建伟。唐翠萍梁德青(1．中国科学院可再生能源与天然气水合物重点实验室中国科学院广州能源研究所)(2．中国科学院研究生院)摘要在高压搅拌式定容反应釜中对几种单组分化学添加剂及组合型化学添加剂抑制天然气水合物形成的影响进行了实验研究，同时与动力学抑制剂PVP(聚乙烯吡咯烷酮)及inhibex501(乙烯基己内酰胺与乙烯基吡咯烷酮的共聚物溶于2一丁氧基乙醇)的抑制性能进行了

2、对比。结果表明。单组分化学添加剂对天然气水合物的生成具有一定的抑制作用，而组合型化学添加剂抑制天然气水合物生成的时间大大延长。与动力学抑制剂PVP和inhibex501相比。在抑制期内组合型化学添加剂体系中天然气水合物平均生成速率大大降低，抑制效果优于动力学抑制剂PVP和inhi—bex501。关键词天然气水合物化学添加剂抑制时间平均生成速率抑制效果DOI：10．3969／i．issn．1007—3426．20l1．01．003在石油天然气开采、加工和油气输送过程中，油重视。Cohen和WoK研究发现．在动力学抑制剂气中的

3、小分子气体在一定温度和压力条件下与游离中添加醇醚类协同剂可以提高动力学抑制剂的抑制态水相互作用形成水合物堵塞油气集输管线、阀门效果．尤其是在0．50()的VC一713体系中添加及生产设备，不仅影响油气工业的正常生产，还会带0．75％(让，)的2一丁氧基乙醇使水合物生成的诱导来严重的安全问题。在油气工业中普遍采用注入时间从40min延长至1200min⋯。Iee和Engl—甲醇、乙二醇等热力学抑制剂来抑制天然气水合物ezos研究发现，在动力学抑制剂中添加聚环氧乙烷的生成，但是这类抑制剂存在用量大(一般占到水相提高了动力学抑制

4、剂的抑制效果．如在含0．5O质量分数的10～6O)、成本高、对环境有一定危(u，)的抑制剂中添加0．025(u，)的聚环氧乙烷．使害等缺点j。鉴于此．国内外一直在研究开发添加得甲烷水合物的成核时间从20．9h延长至15O量少且环境友好的动力学抑制剂。。到目前为h_l。Pakulski等研究发现聚醚胺和甲醇组合后抑止，动力学抑制剂的研究和开发主要集中在一些基制效果得到明显提高，并且提出存在一个最佳的聚于某种特定结构的水溶性聚合物类化学试剂”，醚胺和甲醇质量比，使组合型抑制剂的抑制效果达这类抑制剂的特点是添加量少，不改变水合物

5、生成到最佳l】。唐翠萍等研究发现，在inhibexl57中加的热力学条件，而是在一定条件下延缓水合物的成入二乙二醇丁醚后．天然气水合物生成抑制时间延核或降低水合物生成速率，从而避免水合物堵塞管长几倍。Xiao和Adidharma研究发现离子液体道问题“。对水合物具有热力学和动力学双重抑制作用。由于不同油气田的气体组成和所处的环境条件目前对组合抑制剂的研究重点是往动力学抑制不一样，单一动力学抑制剂的应用效果并不理想，尤剂中添加一种协同剂或者动力学抑制剂与热力学抑其是在高压和过冷度较大情况下存在抑制活性有限制剂组合，而关于动力

6、学抑制剂相互之间的组合以的缺点”。。因此，组合型抑制剂的研究越来越受到及多组分的组合抑制剂的报道极少，基于此，本文利*本研究受到国家自然科学基金(NO．50906087)和国家重点基础研究发展计划(2009CB219504)项目资助。学兔兔www.xuetutu.com化学类添加剂抑制天然气水合物形成的实验研究2Ol1用自行设计的实验装置，研究了几种组合型化学添氟硼酸盐([-py]BF)由中国科学院兰州化学物理加剂对天然气水合物生成过程的影响，且与动力学研究所绿色化学与催化中心提供，纯度大于99．0。抑制剂PVP(聚乙烯吡

7、咯烷酮)及inhibex501(乙烯1．3实验过程基己内酰胺与乙烯基吡咯烷酮的共聚物溶于2一丁先用蒸馏水清洗反应釜四次，用氮气吹扫，排尽氧基乙醇)的抑制性能进行了比较。清洗水。将反应釜抽真空，吸入已配制好的抑制剂1实验装置及过水溶液。再次对反应釜抽真空，通入实验气体至压力达到0．5MPa左右。将水浴温度降低至实验设定1．1实验装置温度，待釜内抑制剂水溶液温度达到实验要求温度实验研究装置如图1所示，主要包括高压水合时，打开进气阀和气源阀门通入实验气体，当釜内气物反应釜、恒温水浴、搅拌系统、温度与压力测量仪体压力达到7．2MP

8、a左右时，关闭反应釜上的进气表和数据采集系统等。装置的核心为不锈钢高压反阀和气源阀，开动搅拌，开始试验并记录实验数据，应釜，容积为1L，最大工作压力20MPa。工作温度待温度和压力发生突然变化后，温度和压力再次长范围为一l5C～100C；采用无级调速永磁旋转搅时间稳定不变时。停止实验。每次实验吸入溶液质