本文關(guān)鍵詞： 天然氣水合物 動力學抑制劑 合成 性能評價　出處：《西南石油大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：天然氣水合物的形成會導致天然氣管道的堵塞、防噴裝置堵塞和危及深海平臺基礎(chǔ)等問題,解決的主要措施是向管線中添加化學抑制劑。國內(nèi)通常采用的方法是注入甲醇或乙二醇等醇類物質(zhì)來抑制水合物生成,這類抑制劑存在用量大、環(huán)境污染、有毒性等問題;而以VC713、Inhibex為代表的動力學抑制劑雖然具有低用量、高效的優(yōu)點,但這類高效抑制劑需從國外進口導致成本高昂的問題。因此,迫切的需要開發(fā)低用量、高效和價格低廉的水合物動力學抑制劑來彌補國內(nèi)在水合物動力學抑制劑開發(fā)方面的不足。文中依據(jù)水合物動力學抑制劑的吸附抑制機理和空間阻礙機理,結(jié)合動力學抑制劑的化學結(jié)構(gòu),總結(jié)歸納出具有水合物抑制性的化學官能團,其中包括酰胺基、羥基和酯基等,這些官能團具有親水性,能與水合物晶核形成氫鍵,從而抑制水合物的生長。通過實驗篩選出含有酰胺基官能團的四種化學單體:乙烯基吡咯烷酮(VP)、乙烯基己內(nèi)酰胺(VCaP)、N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺(DMAPMA)及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS),以偶氮二異丁腈(AIBN)為引發(fā)劑,蒸餾水為溶劑,通過自由基聚合,合成了 PVP-DMAPMA與PVCaP-DMAPMA二 元聚合物;PVP-DMAPMA-AMPS 與PVCaP-DMAPMA-AMPS三元聚合物。利用紅外光譜對產(chǎn)物進行結(jié)構(gòu)表征,并考察了引發(fā)劑用量、時間及溫度對聚合產(chǎn)物分子量與產(chǎn)率的影響。通過實驗室自制的高壓物性可視化裝置,并采用誘導時間法(Induction time)和觀測法來評價其水合物抑制性能。利用氣相色譜儀對現(xiàn)場提供氣樣測試了天然氣氣樣組分,并結(jié)合天然氣水合物相平衡模擬預(yù)測軟件CSMHYD對天然氣的理論結(jié)晶溫度進行了測試,在壓力為9MPa,溫度為4℃C條件下,天然氣的過冷度在8～10℃C之間;對合成的四種水合物抑制劑進行了抑制性能測試,并與商業(yè)應(yīng)用的動力學抑制劑聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)、三元聚合物(VC713)的抑制性能進行對比,研究結(jié)果表明:聚合物的相對分子質(zhì)量對其抑制性呈正相關(guān)關(guān)系,合成的聚合物分子量在26～40× 104 g/mol之間時有良好的水合物抑制性。在0.1wt%加量下,PVP抑制能延長水合物生成時間20min,VC713能延長生成時間達75min左右,合成的聚合物中PVP-DMAPMA的延長生成時間最長,能達到115min;在1wt%加量下,PVP-DMAPMA的抑制水合物生成時間達到4187min,PVCaP-DMAPMA的抑制時間為3482min,PVP-DMAPMA-AMPS的抑制時間為3351min,PVCaP-DMAPMA-AMPS的抑制時間為3163min,表明合成的聚合物均有一定的水合物抑制效果,且二元聚合物的性能優(yōu)于三元聚合物,其中PVP-DMAPMA的性能最好。以二元聚合物PVP-DMAPMA為研究對象,評價了其與三種協(xié)同劑NaCl、SDS、TBAB復(fù)配后,混合體系對天然氣水合物的抑制效果,實驗選取現(xiàn)場提供的2#天然氣氣樣,在壓力為9MPa,測試溫度為4℃的條件下(過冷度為10℃),在0.1wt%PVP-DMAPMA加量下,延緩水合物生成時間為75min,向體系中添加協(xié)同劑0.5wt%TBAB,復(fù)配后體系能延緩水合物生成時間達140min。由NaCl對水合物抑制劑的性能影響結(jié)果可知,隨著NaCl含量的增加水合物的生成時間也逐漸延長,表明NaCl對動力學抑制劑的性能具有促進作用。
[Abstract]:The formation of natural gas hydrate can lead to plugging of natural gas pipeline , blockage of blowout preventer and endangering the foundation of deep - sea platform . The main measure is to add chemical inhibitor to the pipeline . The inhibition time of PVP - DMAPMA was 4187min , the inhibition time of PVP - DMAPMA was 4187min , the inhibition time of PVP - DMAPMA was 3482min , the inhibition time of PVP - DMAPMA - AMPS was 3482min , the inhibition time of PVP - DMAPMA - AMPS was 3482min , the inhibition time of PVP - DMAPMA - AMPS was 3482min .

【學位授予單位】：西南石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TE869

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本文編號：1502534