CN104262184B - 双子季铵盐类防聚剂及其合成方法与抑制水合物聚积方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种双子季铵盐类防聚剂及其合成方法与抑制水合物聚积方法。该防聚剂的结构如式I所示，其中，R₁为C₅-C₃₀直链或支链烷基，R₂为H或者C₁-C₁₀的直链或支链烷基，X^-为F^-、Cl^-、Br^-或I^-。该双子季铵盐类防聚剂的合成方法包括：使N,N-二甲基甘氨酸或N,N-二甲基甘氨酸酯类化合物与环氧氯丙烷反应，生成季铵盐中间体；使该季铵盐中间体与伯胺反应，得到该防聚剂。本发明的抑制水合物聚积的方法包括将该双子季铵盐类防聚剂与油-气-水三相混合的步骤。本发明的防聚剂能够有效防止水合物的聚积，具有高效、低耗、稳定、经济等特点，尤其适用于抑制油-气-水三相混输过程中水合物的聚积。

Description

双子季铵盐类防聚剂及其合成方法与抑制水合物聚积方法

技术领域

本发明涉及一种水合物防聚剂，尤其涉及一种双子季铵盐类防聚剂及其合成方法，以及利用该防聚剂抑制油-气-水三相混输过程中水合物聚积的方法，属于有机物合成与油气输送技术领域。

背景技术

一些低沸点烃类如：甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷等，都是石油或天然气中存在的物质，这些物质可以与油气中的水结合，在一定的条件下(一般是低温与高压条件)形成气体水合物。这种气体水合物通常以固体形态存在于液体中，因此水合物固体的形成通常会对油气公司的生产、运输等造成影响，例如水合物固体堵塞管路或运输管线、阀门、安全罐以及其他装置，造成减产、停产甚至管线破裂，致使油气泄漏污染环境。因此，气体水合物的研究已经引起许多公司的重视，特别是一些石油和天然气公司。

气体水合物是一种笼状晶体物质，笼型结构是由主体分子与客体分子组成，形成水合物的水分子被称为主体，而形成水合物的其它组分称为客体。一般天然气水合物都在冰点以下的温度才能生成，但随着压力的增加，在冰点以上的温度，水合物也很容易生成，如在1MPa的压力下，乙烷可以在4℃生成水合物，而在3MPa时，乙烷在14℃即可生成水合物。

目前存在两种技术可以控制或解决水合物在工业生成中造成的危害，即热力学控制方法和动力学控制方法。其中热力学控制方法包括脱水技术、管线加热技术、降压技术、添加热力学抑制剂(如甲醇、乙醇、乙二醇等)等。动力学控制方法包括动力学抑制和动态控制两种途径。动力学抑制方法是不改变体系生成水合物的热力学条件，而是大幅度降低水合物生成的速度，保证在输送过程中不发生堵塞现象。动态抑制则是通过控制水合物的生成形态和生成量，使其具有和流体相均匀混合并随其流动的特点，从而也不会堵塞管线。两者的关键是开发合适的化学添加剂，前者称为动力学抑制剂(KHI或KI)，后者称为防聚剂(AA)，由于两者添加量一般较低，因此统称为低剂量水合物抑制剂(LDHI)。添加KHI后，水合物在一段时间后才开始形成，流体可以在未形成水合物状况下输送。水合物晶体初次形成的这段时间称为诱导期。AA则不同，允许水合物形成，但可以防止水合物聚积并成团。AA的加入可使水合物作为可运动的非黏性浆液分散在液烃相中。

基于AA独特的抑制方式，人们提出了一种针对油-气-水混合体系中的水合物动态控制技术。水合物动态控制技术是通过KI控制一段时间内水合物生成量并加入水合物防聚剂，使生成的水合物以微小的晶粒均匀稳定地分散在流体相中，确保输送物料在输送管线中具有可流动性。例如，CN100404946C公开了一种油-气-水混合体系中的水合物动态控制方法，该技术的关键不是单纯抑制水合物的形成，而是向混合体系中添加可控制水合物的生成形态的化学添加剂，使混合体系中生成一定比例的水合物，通过控制水合物的生成形态，同时充分利用水合物高密度储载气的特点，达到提高管线输送能力的目的。另一方面，浆态输送技术也是基于动态控制理念，在确保水合物随流体相具有良好流动性的前提下，借助水合物高密度储载天然气的特点，变油-气-水三相输送为水合物浆液的拟单相输送或气+水合物浆液的拟两相输送技术(但气体流量显著减小)，以降低流体体积流量，提高管线输送能力，变不利因素为有利因素。该技术不仅可解决海底管线的流动安全问题，还提供了实施油气输送的新途径，具有很好的应用前景。但是该技术的实施效果仍受到水合物聚积体的影响。

因此，研发出一种新型的水合物防聚剂，并利用该防聚剂抑制油-气-水三相混输过程中水合物的聚积，仍是本领域亟待解决的问题之一。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种双子季铵盐类防聚剂及其合成方法。该防聚剂能够有效防止水合物的聚积。

本发明的目的还在于提供一种利用该防聚剂抑制油-气-水三相混输过程中水合物聚积的方法。该抑制水合物聚积的方法能够有效解决油-气-水多相混输管线的流动安全保障问题。

为达到上述目的，本发明提供一种双子季铵盐类防聚剂。该防聚剂的结构如式I所示，

其中，R₁为C₅-C₃₀直链或支链烷基，

R₂为H或者C₁-C₁₀的直链或支链烷基，

X^-为F^-、Cl^-、Br^-或I^-。

本发明的双子季铵盐类防聚剂能够有效防止水合物的聚积，其用量少、作用效果好、无毒且经济环保，具有高效、低耗、稳定、经济等特点。

本发明还提供上述的双子季铵盐类防聚剂的合成方法，其包括以下步骤：

步骤(1)：使(CH₃)₂NCH₂COOR2与环氧氯丙烷进行反应，得到

步骤(2)：使步骤(1)制备得到的与R1—NH₂进行反应，得到所述的双子季铵盐类防聚剂；

其中，R₁为C₅-C₃₀直链或支链烷基，

R₂为H或者C₁-C₁₀的直链或支链烷基，

X^-为F^-、Cl^-、Br^-或I。

在上述合成方法中，步骤(1)为N,N-二甲基甘氨酸或N,N-二甲基甘氨酸酯类化合物与环氧氯丙烷的反应，生成季铵盐中间体。

在上述合成方法中，优选地，步骤(1)在室温到50℃、pH值4-6的条件下进行。更优选地，采用HX和/或氢氧化钠调节pH值，X为F^-、Cl^-、Br^-或I^-等。该X可以与所欲生成的季铵盐中间体中的X^-选自相同的元素。

在上述合成方法中，优选地，所述(CH₃)₂NCH₂COOR2与所述环氧氯丙烷的用量的摩尔比为1:2-1:4，更优选为1:3。

在上述合成方法中，优选地，采用薄层色谱法测定步骤(1)的反应进度。该薄层色谱法测定反应进度的操作步骤为本领域的公知常识，此处不再赘述。

在上述合成方法中，优选地，步骤(1)得到的产物采用重结晶的方法进行提纯。更优选地，采用石油醚与乙醇的混合液进行重结晶。在能够顺利进行重结晶的前提下，本领域技术人员能够对石油醚与乙醇的比例进行常规地选择与调整，石油醚与乙醇的比例优选为摩尔比为1:1。

更具体地，步骤(1)可以包括：采用四氢呋喃作为溶剂，在三口瓶中加入四氢呋喃以及N,N-二甲基甘氨酸或N,N-二甲基甘氨酸酯，然后将三口瓶放入恒温水浴中在室温到50℃条件下进行搅拌，采用HX调节pH值为4-6(X为F^-、Cl^-、Br^-、I^-等)，然后向三口瓶中缓慢加入过量环氧氯丙烷，使环氧氯丙烷与N,N-二甲基甘氨酸或N,N-二甲基甘氨酸酯的摩尔比为1:2-1:4，以使N,N-二甲基甘氨酸或N,N-二甲基甘氨酸酯完全反应，反应过程中采用薄层色谱法测定反应进度，待产物不再变化时则反应完全，然后减压蒸馏除去过量的环氧氯丙烷、四氢呋喃等杂质，然后采用石油醚与乙醇的混合液进行重结晶使产品纯化，得到纯净的季铵盐中间体。其中，在确保反应能够顺利进行的前提下，本领域技术人员可以对四氢呋喃溶剂的用量进行常规的选择与调整。步骤(1)的化学方程式如下：

在上述合成方法中，步骤(2)为步骤(1)得到的季铵盐中间体与伯胺的反应，生成本发明的双子季铵盐类防聚剂。

在上述合成方法中，优选地，步骤(2)在60℃-90℃、pH值8-10的条件下进行。pH值的调节可以采用本领域常规使用的pH值调节剂，如盐酸和/或氢氧化钠等。

在上述合成方法中，优选地，所述与所述R1—NH₂的用量的摩尔比为1:1。

在上述合成方法中，优选地，采用薄层色谱法测定步骤(2)的反应进度。

在上述合成方法中，优选地，步骤(2)得到的产物采用重结晶的方法进行提纯。更优选地，采用石油醚与乙醇的混合液进行重结晶。在能够顺利进行重结晶的前提下，本领域技术人员能够对石油醚与乙醇的比例进行常规地选择与调整，石油醚与乙醇的比例优选为摩尔比为1:1。

更具体地，步骤(2)可以包括：将步骤(1)得到的季铵盐中间体与四氢呋喃溶剂加入三口瓶中，然后将三口瓶放入恒温水浴在60℃-90℃条件下进行搅拌，然后向三口瓶中加入C₅-C₃₀直链或支链烷基伯胺，使步骤(1)得到的季铵盐中间体与C₅-C₃₀直链或支链烷基伯胺的摩尔比为1:1，采用盐酸和/或氢氧化钠调节pH值为8-10，反应过程中采用薄层色谱法测定反应进度，待产物不再变化时则反应完全，然后减压蒸馏除去过量的四氢呋喃等杂质，然后采用石油醚与乙醇的混合液进行重结晶使产品纯化，得到纯净的双子季铵盐类防聚剂。其中，在确保反应能够顺利进行的前提下，本领域技术人员可以对四氢呋喃溶剂的用量进行常规的选择与调整。步骤(2)的化学方程式如下：

本发明还提供一种抑制油-气-水三相混输过程中水合物聚积的方法，其包括将上述的双子季铵盐类防聚剂与油-气-水三相混合的步骤。

将本发明的双子季铵盐类防聚剂与油水混合体系混合，双子季铵盐类防聚剂会在油相中形成反胶束，从而使油-水形成具有纳米尺度、热力学稳定的油包水型微乳液，体系中生成的水合物就会以小颗粒形式被分散在油相中，可以有效防止水合物颗粒的聚积，降低体系粘度。

在上述方法中，优选地，在所述油-气-水三相中，以油-水两相的总体积为基准，水的体积含量不高于50％。

在上述方法中，优选地，所述双子季铵盐类防聚剂的用量为油-气-水三相中水的质量的1.0-10.0％。更优选地，所述双子季铵盐类防聚剂的用量为油-气-水三相中水的质量的2.0-5.0％。

在上述方法中，本发明的双子季铵盐类防聚剂的功效主要是防止水合物聚积，更利于提高原油的输送和生产效果。为了实现浆状输送，体系中必须含有一定量的水，当含气量一定时，足量或较少量的水会全部用于生成水合物，而使体系的流动性下降；含水量增加虽然利于提高流动性，但降低了输送效率。针对油-气-水三相输送体系的组成和性质，以及输送管线的状况，可以适当调整该双子季铵盐类防聚剂的用量，至少为油-气-水三相中水的质量的1.0％。而在一定范围内增加防聚剂的用量有利于提高防聚效果。本发明研究表明双子季铵盐类防聚剂的用量为油-气-水三相中水的质量的1.0-10.0％时，更优选为水的质量的2.0-5.0％时，具有优秀的防止水合物聚积效果并能顺利实现奖状输送。

由于本发明的双子季铵盐类防聚剂的使用，本发明的抑制水合物聚积的方法对于输送体系在管线输送过程中的环境状况要求可以比较宽松，因而对于生产和输送更加方便。在上述方法中，优选地，所述油-气-水三相混输的温度为0-20℃，压力为0.5-20.0MPa。

在上述方法中，所述双子季铵盐类防聚剂的添加方式可以是直接加入到油-气-水三相混输体系中，也可以是先加入油相或水相中再形成油-气-水三相混输体系。优选地，在上述方法中，将所述双子季铵盐类防聚剂与油-气-水三相混合的步骤具体包括：将所述双子季铵盐类防聚剂先加入到油相中，然后将已加入双子季铵盐类防聚剂的油相与水相和气相混合。这样一来，防聚剂在油相中形成反胶束，从而使油-水形成具有纳米尺度、热力学稳定的油包水型微乳液，体系中生成的水合物晶粒就会以小颗粒形式被分散在油相中。该添加方式能够提高防聚剂对水合物聚积的抑制效果，提高油-气-水三相在管线中的流动性。

本发明的双子季铵盐类防聚剂尤其适用于抑制油-气-水三相混输过程中水合物的聚积，能够有效地控制水合物晶粒均匀稳定地分散在流体相中，保障流体以较小的粘度稳定流动，具有防止水合物聚积的作用，并且能够将油-气-水的多相输送改变为具有良好流动性的水合物浆液体系的输送，实现油-气安全、高效的输送。

综上所述，本发明的双子季铵盐类防聚剂能够有效防止水合物的聚积，具有高效、低耗、稳定、经济等特点。采用该双子季铵盐类防聚剂抑制油-气-水三相混输过程中水合物的聚积，更利于实现水合物动态控制技术，以确保油-气-水多相混输管线中水合物晶体以小颗粒状存在于管道中，不发生聚积和沉积现象，从而有效地解决了多相混输管线的流动安全保障问题。本发明的抑制水合物聚积的方法能够有效解决油-气-水多相混输管线的流动安全保障问题，实现油-气安全、高效的输送。

附图说明

图1为实施例1的最终产物的红外光谱分析图。

图2为实施例1的最终产物的¹HNMR分析图。

图3为实施例3中的防聚剂评价实验装置的结构示意图。

图4为评价实验1中的水合物形态图。

图5为评价实验2中的水合物形态图。

图6为评价实验3中的水合物形态图。

图7为评价实验4中的水合物形态图。

图8为评价实验5中的水合物形态图。

图9为评价实验6中的水合物形态图。

图10为评价实验7中的水合物形态图。

图11为评价实验8中的水合物形态图。

主要组件符号说明：

1蓝宝石釜2空气浴3第一电阻式测温器4第二电阻式测温器

5HEISE压力表6压差传感器7磁铁8转子9活塞10天然气瓶

11手动泵12数据采集系统

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。

实施例1

本实施例提供一种双子季铵盐类防聚剂，该防聚剂的结构如式II所示，

该双子季铵盐类防聚剂的合成方法包括以下步骤：

步骤(1)：采用四氢呋喃作为溶剂，在三口瓶中加入四氢呋喃以及0.1molN,N-二甲基甘氨酸，然后将三口瓶放入恒温水浴中在30-50℃条件下进行搅拌，采用盐酸和/或氢氧化钠调节pH值为4-6，然后向三口瓶中缓慢加入过量环氧氯丙烷，使环氧氯丙烷与N,N-二甲基甘氨酸的摩尔比为3:1，以使N,N-二甲基甘氨酸完全反应，反应过程中采用薄层色谱法测定反应进度，待产物不再变化时则反应完全，然后减压蒸馏除去过量的环氧氯丙烷、四氢呋喃等杂质，然后采用石油醚与乙醇的混合液(石油醚与乙醇摩尔比为1:1)进行重结晶使产品纯化，得到纯净的季铵盐中间体；

步骤(2)：将四氢呋喃溶剂与步骤(1)得到的季铵盐中间体加入三口瓶中，该季铵盐中间体的加入量为0.1mol，然后将三口瓶放入恒温水浴在60-90℃条件下进行搅拌，然后向三口瓶中加入0.1mol直链十八烷基伯胺，采用盐酸和/或氢氧化钠调节pH值为8-10，反应过程中采用薄层色谱法测定反应进度，待产物不再变化时则反应完全，然后减压蒸馏除去过量的四氢呋喃等杂质，然后采用石油醚与乙醇的混合液(石油醚与乙醇摩尔比为1:1)进行重结晶使产品纯化，得到纯净的双子季铵盐类防聚剂为最终产物。

结构表征：

对本实施例所制备得到的最终产物进行结构表征，得到其红外光谱分析图(如图1所示)以及¹HNMR(D₂O)分析图(如图2所示)。

由图1可以看出，3750cm^-1-2000cm^-1处较宽范围内都有强吸收峰表明产物中含有水，由于水与产物形成氢键在该区域内形成了较宽范围的吸收；3253.31cm^-1处有强吸收的宽峰，1650cm^-1处无吸收峰说明产物中不含N-H键，表明此处吸收峰为O-H伸缩振动吸收峰，远高于3000cm^-1是由于连结吸电子基团C＝O上造成的，通过理论反应式可以推测该产物有羧基，1748.56cm^-1处峰为C＝O与O-H的P-JI共轭亦表明分子中含有COOH基团；2922.02cm^-1、2852.33cm^-1、1466.96cm^-1为-CH₂-与-CH₃基团的伸缩振动吸收峰以及骨架振动吸收峰，721.24cm^-1处的吸收峰表明产物中含有链长大于4的直链烷基，由此推断产物中的长链烷基为C₁₈H₃₇ ^-；1143.30cm^-1的吸收峰为C-O的伸缩振动吸收峰，据此推测产物中含有连在碳链上的羟基；1427.68cm^-1与1215.21cm^-1处的吸收峰为亚甲基骨架振动吸收峰，表明分子中含有亚甲基。由以上信息可以基本确定产物中主要含有的成分为目标分子。

图2为产物的¹HNMR(D₂O)分析图，δ＝0.8807处三重峰，为烷基上的甲基吸收峰，3H；δ＝1.2-1.4处多重峰为长链烷基吸收峰，46H；δ＝2.9-3.5之间的多个单峰为连在N上的甲基吸收峰，12H；δ＝3.7128处的吸收峰为OH吸收峰，是由一个单峰与一个双峰耦合形成的，4H；δ＝4.0724处多重峰为羟丙基中中间连O的C上的H，2H；图2中化学位移在4.4984处单峰是由于产物中含水造成的。由此可以确定合成产物中主要成分为含甜菜碱基的双子季铵盐表面活性剂，分子结构与目标产物相同。

实施例2

本实施例提供一种抑制油-气-水三相混输过程中水合物聚积的方法，其包括以下步骤：将实施例1的双子季铵盐类防聚剂先加入到油相中，然后将已加入双子季铵盐类防聚剂的油相与水相和气相混合形成混输物。在所述油-气-水三相中，以油-水两相的总体积为基准，水的体积含量不高于50％；所述双子季铵盐类防聚剂的用量为油-气-水三相中水的质量的1.0-10.0％(优选地，所述双子季铵盐类防聚剂的用量为油-气-水三相中水的质量的2.0-5.0％)；所述油-气-水三相混输的温度为0-20℃，压力为0.5-20.0MPa。

实施例3

本实施例提供实施例1的双子季铵盐类防聚剂评价实验。

该防聚剂评价实验采用的实施装置可以是可视化的透明蓝宝石高压反应釜及其配套系统，主要由蓝宝石釜、空气浴、温度测量仪表、压力测量仪表、搅拌系统及计算机数据自动采集系统五个部分组成。该透明蓝宝石高压反应釜是研究水合物技术常用的装置，如图3所示，该防聚剂评价实施设备具体可以包括：蓝宝石釜1、空气浴2、第一电阻式测温器3、第二电阻式测温器4、HEISE压力表5、压差传感器6、磁铁7、转子8、活塞9、天然气瓶10、手动泵11、数据采集系统12以及数个阀门。其中，蓝宝石釜1的最大工作体积为78cm³(包括活塞9和转子8)，最高工作压力为20MPa，工作温度范围为-90-150℃。釜外配有LGY150A型冷光源，釜内压力可自由调节，手动泵11的最大工作压力为50MPa。釜中带有一个密封的活塞9，可将增压流体与实验体系隔开。

评价实验开始前，用去离子水对整个实验装置进行清洗，真空干燥后，将配制好的油-水乳液共10mL以及实施例1的双子季铵盐类防聚剂置于蓝宝石釜1中，设定空气浴2温度为实验温度277.2K；当实验系统温度稳定2小时后，通入实验气体(该气体从现场取样，模拟天然气组合，其组成如表1所示，采用HP6890气相色谱仪分析)，置换釜内空气3-4次，进入一定压力(该压力小于该温度下的水合物生成平衡压力，水合物平衡压力采用Chen-Guo水合物模型计算)的实验气体使之达到溶解平衡；而后通入实验气体使釜内压力升至6.5MPa，关闭进气阀，打开搅拌设备，整个实验过程搅拌速度恒定不变；随着反应的进行，气体不断消耗，待压力稳定在某一值后，通过手动泵推动活塞9使釜内压力重新维持在6.5MPa，通过视窗观察釜内水合物晶体的形态，并用高清晰摄像记录整个过程。

表1实验气体组成

气体	CH4	C2H6	C3H8	i-C4H10	n-C4H10	i-C5H12	n-C5H12	CO2
									组成(mol)	0.8567	0.0258	0.0120	0.0020	0.0020	0.0005	0.0002	0.0829

该评价实验的标准为：防聚剂能够有效防止水合物聚积的表现是在上述温度和压力条件下，整个反应过程中都没观察到水合物聚积现象，转子8始终能在釜内自由搅动，釜内大部分水合物都成浆状或絮状(随含水率的变化而变化)。

评价实验1

将0.05g实施例1的双子季铵盐类防聚剂加入到9mL柴油中，再将9.0mL含有防聚剂的柴油与1.0mL含氯化钠3.0％(质量百分比，以下如无特别说明均为质量百分比)的水混合送入蓝宝石釜进行防聚剂评价实验。在该油-水乳液中，以油-水两相的总体积为基准，水的体积含量为10％，防聚剂的用量为油-气-水三相中水的质量的5％。

如图4所示，在整个评价实验过程中，水合物形成乳状且并未发生聚积结块，表明该防聚剂具有良好的水合物防聚效果。

评价实验2

进行评价实验的防聚剂、柴油及其用量、含氯化钠的水及其用量以及其他实验条件等均与评价实验1相同，唯一不同之处在于：防聚剂的用量为油-气-水三相中水的质量的4％。

如图5所述，在整个评价实验过程中，水合物形成乳状且并未发生聚积结块，表明该防聚剂的用量减少为4.0wt％时仍具有同样好的水合物防聚效果。

评价实验3

进行评价实验的防聚剂、柴油及其用量、含氯化钠的水及其用量以及其他实验条件等均与评价实验1相同，唯一不同之处在于：防聚剂的用量为油-气-水三相中水的质量的3.0％。

如图6所述，在整个评价实验过程中，水合物形成絮状且并未发生聚积结块，表明该防聚剂的总量减少为3.0wt％时仍具有同样好的水合物防聚效果。

评价实验4

进行评价实验的防聚剂、柴油及其用量、含氯化钠的水及其用量以及其他实验条件等均与评价实验1相同，唯一不同之处在于：防聚剂的用量为油-气-水三相中水的质量的2.0％。

如图7所示，在整个评价实验过程中，水合物形成絮状底部有少量结块，可通过搅拌打碎，说明该防聚剂的总量减少为2.0wt％时也具有较好的水合物防聚效果。

评价实验5

将0.015g实施例1的双子季铵盐类防聚剂加入到9.5mL柴油中，再将9.5mL含有防聚剂的柴油与0.5mL含氯化钠3.0％(质量百分比，以下如无特别说明均为质量百分比)的水混合送入蓝宝石釜进行防聚剂评价实验。在该油-水乳液中，以油-水两相的总体积为基准，水的体积含量为5％，防聚剂的用量为油-气-水三相中水的质量的3％。

如图8所示，在整个评价实验过程中，水合物形成絮状且并未发生聚积结块，表明该防聚剂具有非常好的水合物防聚效果。

评价实验6

将0.06g实施例1的双子季铵盐类防聚剂加入到8mL柴油中，再将8mL含有防聚剂的柴油与2mL含氯化钠3.0％(质量百分比，以下如无特别说明均为质量百分比)的水混合送入蓝宝石釜进行防聚剂评价实验。在该油-水乳液中，以油-水两相的总体积为基准，水的体积含量为20％，防聚剂的用量为油-气-水三相中水的质量的3％。

如图9所示，在整个评价实验过程中，水合物形成絮状且并未发生聚积结块，表明该防聚剂具有非常好的水合物防聚效果。

评价实验7

将0.09g实施例1的双子季铵盐类防聚剂加入到7mL柴油中，再将7mL含有防聚剂的柴油与3mL含氯化钠3.0％(质量百分比，以下如无特别说明均为质量百分比)的水混合送入蓝宝石釜进行防聚剂评价实验。在该油-水乳液中，以油-水两相的总体积为基准，水的体积含量为30％，防聚剂的用量为油-气-水三相中水的质量的3％。

如图10所示，在整个评价实验过程中，水合物形成絮状但并未发生聚积结块，表明该防聚剂具有较好的水合物防聚效果。

评价实验8

将1.5g实施例1的双子季铵盐类防聚剂加入到5mL柴油中，再将5mL含有防聚剂的柴油与5mL含氯化钠3.0％(质量百分比，以下如无特别说明均为质量百分比)的水混合送入蓝宝石釜进行防聚剂评价实验。在该油-水乳液中，以油-水两相的总体积为基准，水的体积含量为50％，防聚剂的用量为油-气-水三相中水的质量的3％。

如图11所示，在整个评价实验过程中，水合物形成大絮状但并未发生聚积结块，表明该防聚剂在水含量较高时仍具有较好的水合物防聚效果。

Claims (11)

1.一种双子季铵盐类防聚剂，该防聚剂的结构如式I所示，

其中，R₁为C₅-C₃₀直链或支链烷基，

R₂为H或者C₁-C₁₀的直链或支链烷基，

X^-为F^-、Cl^-、Br^-或I^-，

并且式I所示的防聚剂不包括R₁为C₁₆或C₁₈的直链烷基，且R₂为H，同时X^-为Cl^-的化合物。

2.一种权利要求1所述的双子季铵盐类防聚剂的合成方法，其包括以下步骤：

步骤(1)：使(CH₃)₂NCH₂COOR2与环氧氯丙烷进行反应，得到

步骤(2)：使步骤(1)制备得到的与R1—NH₂进行反应，得到所述的双子季铵盐类防聚剂；

其中，R₁为C₅-C₃₀直链或支链烷基，

R₂为H或者C₁-C₁₀的直链或支链烷基，

X^-为F^-、Cl^-、Br^-或I^-，

并且当R₁为C₁₆或C₁₈的直链烷基时，R₂不为H，且X^-不为Cl^-。

3.如权利要求2所述的合成方法，其中，步骤(1)在室温到50℃、pH值4-6的条件下进行；步骤(2)在60℃-90℃、pH值8-10的条件下进行。

4.如权利要求2所述的合成方法，其中，所述(CH₃)₂NCH₂COOR2与所述环氧氯丙烷的用量的摩尔比为1:2-1:4；所述与所述R1—NH₂的用量的摩尔比为1:1。

5.如权利要求2所述的合成方法，其中，步骤(1)与步骤(2)得到的产物均采用重结晶的方法进行提纯。

6.一种抑制油-气-水三相混输过程中水合物聚积的方法，其包括将权利要求1所述的双子季铵盐类防聚剂与油-气-水三相混合的步骤。

7.如权利要求6所述的方法，其中，在所述油-气-水三相中，以油-水两相的总体积为基准，水的体积含量不高于50％。

8.如权利要求6或7所述的方法，其中，所述双子季铵盐类防聚剂的用量为油-气-水三相中水的质量的1.0-10.0％。

9.如权利要求8所述的方法，其中，所述双子季铵盐类防聚剂的用量为油-气-水三相中水的质量的2.0-5.0％。

10.如权利要求6所述的方法，其中，所述油-气-水三相混输的温度为0-20℃，压力为0.5-20.0MPa。

11.如权利要求6所述的方法，其中，将所述的双子季铵盐类防聚剂与油-气-水三相混合的步骤具体包括：将所述双子季铵盐类防聚剂先加入到油相中，然后将已加入双子季铵盐类防聚剂的油相与水相和气相混合。