[发明专利]一种增强型复合天然气水合物抑制剂

说明书

本发明涉及一种增强型复合天然气水合物抑制剂，包括烷基咪唑类离子液体、协助剂和水，所述烷基咪唑类离子液体的结构式为：

技术领域

本发明属于深水油气输送技术领域，具体涉及一种增强型复合天然气水合物抑制剂。

背景技术

天然气水合物是由天然气和水在低温高压条件下形成的类冰状笼体化合物。在海洋深水油气开采、加工和输送过程中，由于海底温度低，压力高，极容易产生水合物。形成的水合物快速生长和聚集，达到一定程度会造成管道和设备堵塞，影响油气流动，进而引发严重事故，产生巨大的经济损失，如美国墨西哥湾海域曾发生因水合物堵塞管线而造成油井爆炸事故。因此水合物的防治成为油气管道安全运行必须考虑的因素。

解决水合物堵塞问题的方法主要包括除水法、加热法、降压法和注入水合物抑制剂法。目前工业上应用最广泛的方法是注入水合物抑制剂法，简单、经济、效果好。根据抑制剂的工作原理，水合物的抑制分为两种模式。一种是通过添加甲醇、乙二醇等醇类或无机盐等热力学抑制剂，改变水合物的相平衡条件，抑制水合物的生成。但这类抑制剂的加入量大，浓度一般10～60wt％，成本较高，相应的储存、运输、泵送及注入等成本高，同时类似甲醇等抑制剂的后期处理对环境造成危害。

为了克服上述方法的缺点，国内外研究人员提出了另一种水合物管理模式，即从完全抑制生成转换为风险管理，换言之就是在保证管道的安全流动基础上允许生成水合物，核心是开发实用经济的低剂量抑制剂。低剂量抑制剂包括动力学抑制剂和阻聚剂两类。动力学抑制剂是通过吸附于水合物颗粒表面，延缓水合物晶体的成核时间或阻止晶体的进一步生长，从而抑制其生成，不出现水合物堵塞现象，其中较成熟的产品以含环状结构的内酰胺基类聚合物为主，包括聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯基己内酰胺或N-乙烯基已内酰胺、N-乙烯吡咯烷酮和N，N-二甲胺基异丁烯酸乙酯的三元共聚物等。但研究表明动力学抑制剂在高过冷度(>10℃)条件下抑制性能会失效。阻聚剂一般是表面活性剂或聚合物，加入浓度也很低(<1wt％)，同样不会改变水合物生成条件，但会控制水合物颗粒大小，阻止颗粒聚集和沉积，使其在主导流体中呈浆液输送，实现流体安全输送，但阻聚剂分散性能有限，只能在有油相时才起作用，应用场合受限。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不受过冷度和应用场合制约的增强型复合天然气水合物抑制剂，其克服现有技术的缺陷。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种增强型复合天然气水合物抑制剂，包括烷基咪唑类离子液体、协助剂和水，所述烷基咪唑类离子液体的结构式为：

其中：烷基取代基R₁为乙基或丁基、R₃为甲基，R₂、R₄、R₅均为H；阴离子X^-选自四氟硼酸根、硫酸甲酯根和硫酸乙酯根中的一种。协助剂可增强烷基咪唑类离子液体抑制水合物生成的性能。

烷基咪唑类离子液体的合成按照专利ZL 200810056017.3中提供的方法进行。

优选地，所述烷基咪唑类离子液体为选自1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯和1-丁基-3-甲基咪唑硫酸甲酯中的一种。

优选地，所述协助剂选自乙醇、乙二醇乙醚、乙二醇苯醚和丙二醇苯醚中的一种。

优选地，所述咪唑类离子液体的质量浓度为0.5～1％。

优选地，所述协助剂的质量浓度为0.5～10％。本发明提出的增强型复合天然气水合物抑制剂的用量占体系中水质量的1～11％。在本发明中，烷基咪唑类离子液体质量浓度和协助剂质量浓度均相对于水的使用浓度而言。

本发明的有益效果是：