[发明专利]一种气体水合物抑制剂性能评价系统

说明书

本发明公开了一种气体水合物抑制剂性能评价系统，包括恒温实验箱、反应釜和数据控制/采集系统，反应釜固定于稳定支架上，稳定支架的下方固定安装有搅拌电机，反应釜上还开设可视窗口，反应釜的底部安装有温度传感器和高压在线粘度测定仪，反应釜的底部与药剂加注泵相连，反应釜的顶部上设置压力传感器，反应釜的顶部分别与高压天然气钢瓶和真空泵相连接，反应釜的内部安装有搅拌杆，搅拌杆上至少固定两个搅拌桨。本发明具有视化观测、在线药剂加注及在线粘度测定的功能，可快速有效评价不同该类型的气体水合物抑制剂性能，具有测试时间短、操作简单、功能齐全、精度高、实验重复性好等特点。

技术领域

本发明涉及抑制剂性能评价技术领域，尤其涉及一种气体水合物抑制剂性能评价系统。

背景技术

气体水合物是由气体分子(CH₄、C₂H₆及CO₂等)与水分子在低温高压条件下形成的非化学计量性晶体笼状物质，常被称为可燃冰。由水合物堵塞造成的流动安全问题长期困扰着油气生产和集输部门。水合物在输气干线或输气站的某些管段、(弯头)阀门、节流装置等处形成后，天然气的流通面积减少，从而形成局部堵塞，其上游的压力增大，流量减少，下游的压力降低，影响管道输配气的正常运行。同时，水合物若在节流孔板处形成，还会影响天然气流量计量的准确性。若不能及时清除水合物，管道会发生严重拥堵，由此导致上游天然气压力急剧上升，造成设备损坏和人员伤害事故。

水合物风险防控技术主要包括传统热力学抑制方法和添加低剂量水合物抑制剂的方法。传统的热力学抑制方法主要通过脱除水相、加热管线、降压以及加入水合物热力学抑制剂(甲醇、乙二醇等)等方法来改变体系水合物热力学形成条件，使管输过程中无水合物形成。但该法应用起来局限性较大，比如添加水合物热力学抑制剂时，用量较大，通常为体系水量的30％～50％，成本高、毒性大、易对环境造成污染等。低剂量抑制剂包括水合物阻聚剂和动力学抑制剂两类。水合物阻聚剂通常是一些聚合物和表面活性剂，在油水两相同时存在时才可使用。水合物阻聚剂同样不改变水合物的生成条件，允许体系内水合物的形成，但可控制水合物颗粒大小，阻止水合物颗粒聚积，使其最终呈稳定浆液输送。但该类型阻聚剂通常只能在油相存在的条件下使用，在高压天然气集输系统中应用受限。水合物动力学抑制剂一般为一些水溶性的高分子聚合物，它不改变体系水合物的热力学平衡条件，而是在水合物成核和生长初期，动力学抑制剂吸附于水合物颗粒表面，其环状结构通过氢键与水合物晶体结合，从而防止或延缓水合物晶粒的进一步生长，保证在输送过程中不发生堵塞。

目前，用于筛选和评价抑制剂性能的装置通常为高压反应釜和模拟流动管路。传统的高压反应釜装置大都为不带可视窗的盲釜，通过水合物形成过程中温度和压力变化来定性判断水合物抑制剂性能，存在评价效果差、精度低、重复性差等缺点；模拟流动管路装置复杂，占用空间大，单次实验成本高、周期长，不便于抑制剂前期性能评价。此外，差示扫描量热仪可用于研究抑制性能，但是设备昂贵，其维护和实验费用高。

中国专利CN101692077B中公开了一种水合物抑制剂性能评价装置，通过对高压不锈钢反应釜在相同压力、温度下同时反应，由数据采集仪记录反应过程中的压力和温度变化来判断水合物生成时间，但该装置中反应釜均为盲釜，无法直观反应釜内水合物形成过程，实验误差较大。

中国专利CN104807821B公开了一种评价水合物抑制剂性能的摇摆反应装置，包括恒温箱、进气系统、进液系统、设置于恒温箱内的高压反应釜、摇摆系统，以及数据采集系统，但该装置无法有效测定含水合物抑制剂体系水合物形成过程粘度变化，并且无法在实验过程中完成药剂的加注。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明公开了一种气体水合物抑制剂性能评价系统。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：