CN115595131B - 一种纳米颗粒型水合物阻聚剂及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纳米颗粒型水合物阻聚剂及其应用。一种纳米颗粒型水合物阻聚剂，由二氧化硅纳米颗粒和季胺盐构成。本发明提出的固体纳米颗粒型水合物阻聚剂本身无毒，生物安全性较高，可与油水形成稳定皮克林乳液，不发生颗粒沉降；与季胺盐复配后，表现出显著协助增强效果，且可突破含水率的限制，具有更加广泛的使用范围与条件。
Description
技术领域：
本发明涉及油气生产技术领域，具体涉及一种纳米颗粒型水合物阻聚剂及其应用。
背景技术：
自1934年Hammerschmidt首次报道出水合物造成管道堵塞，如何防治水合物成为油气行业亟需解决的问题。
注入化学试剂法是目前最有效、最常用的方法之一。传统的热力学抑制剂(THIs)通过将水合物生成热力学条件转移至更高压力或更低温度，使作业环境远离水合物生成区域，以抑制水合物形成。一般多为醇类和盐类等，所需剂量较大，高达20～60wt％(基于水相)，既增大成本，亦会产生环境污染。动力学抑制剂(KHIs)通常是水溶性聚合物，如N-乙烯基酰胺类、N-异丙基甲基丙烯酰胺等，在低浓度下(≤1.0wt％)可有效延缓水合物成核或和生长，从而使管道内流体在一定时间内安全流过，但其应用受过冷度(<10℃)和浊点温度限制。水合物阻聚剂(AAs)一般为具有双亲结构的界面活性物质，通过阻止液烃相中水合物的聚集与沉积，以水合物浆液形式持续输送，可在高过冷度中应用，因此得以在极端环境如深海管道中发挥较好的作用。
常见的AAs多为传统表面活性剂，典型代表包括商业季铵盐、失水山梨醇Span类。考虑到环保性，研究人员开始将目光转向生物表面活性剂如鼠李糖脂和椰油酸酰胺丙基二甲胺等，甚至从植物中提取有效物质，均发现具有较好阻聚性能。
发明内容：
本发明解决了现有技术存在的问题，提供一种纳米颗粒型水合物阻聚剂及其应用，本发明提出的固体纳米颗粒型水合物阻聚剂本身无毒，生物安全性较高，可与油水形成稳定皮克林乳液，不发生颗粒沉降。
本发明的目的是提供一种纳米颗粒型水合物阻聚剂，由二氧化硅纳米颗粒和季胺盐构成。
优选地，所述的二氧化硅纳米颗粒和季铵盐的质量比为0.5～2：1。进一步优选，所述的二氧化硅纳米颗粒和季铵盐的质量比为0.5～1：1。
优选地，所述的二氧化硅纳米颗粒为亲水性二氧化硅纳米颗粒，粒径分布在20～200nm之间。亲水性二氧化硅纳米颗粒利用水解缩合法制备而成，即按照一定比例将正硅酸四乙酯与溶剂无水乙醇混合，再加入去离子水和催化剂氨水，经磁力搅拌混合均匀，在25℃下反应一定时间后，将所得样品经过多次循环离心、醇洗、干燥得到。
优选地，所述的季铵盐选自双烷基二甲基氯化铵、正烷基三丁基氯化铵和二氢化脂二甲基氯化铵(Arquad 2HT系列)中的一种以上。
进一步优选，所述的双烷基二甲基氯化铵的结构式分别如式I所示：
其中，R为正十二烷基、正十四烷基、正十六烷基或正十八烷基。双烷基二甲基氯化铵包括双十二烷基二甲基氯化铵、双十四烷基二甲基氯化铵、双十六烷基二甲基氯化铵和双十八烷基二甲基氯化铵。
进一步优选，所述的正烷基三丁基氯化铵的结构式如式II所示：
其中，R为正十二烷基、正十四烷基或正十六烷基。正烷基三丁基氯化铵包括正十二烷基三丁基氯化铵、正十四烷基三丁基氯化铵和正十六烷基三丁基氯化铵。
进一步优选，所述的二氢化脂二甲基氯化铵的结构式如式III所示：
其中，R为正十二烷基、正十四烷基、正十六烷基或正十八烷基。二氢化脂二甲基氯化铵包括二甲基双十二烷基氯化铵、二甲基双十四烷基氯化铵、二甲基双十六烷基氯化铵和二甲基双十八烷基氯化铵(Arquad 2HT-75)。
本发明还保护上述纳米颗粒型水合物阻聚剂的应用，所述的水合物阻聚剂应用于油水体系中水合物的生成和聚集。
优选地，所述的水合物阻聚剂使用时，所述的水合物阻聚剂水溶液浓度为1.0～3.0wt％，适用压力为1～25MPa，温度为-25℃～25℃。
优选地，所述的油水体系中水与油水体积比为0.1～0.5:1。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：相比于目前的传统表面活性剂型阻聚剂，本发明提出的固体纳米颗粒型水合物阻聚剂本身无毒，生物安全性较高，可与油水形成稳定皮克林乳液，不发生颗粒沉降；与季胺盐复配后，表现出显著协助增强效果，且可突破含水率的限制，具有更加广泛的使用范围与条件。
附图说明：
图1是30vol％含水率(水与油水体积比)条件下添加1.0wt％二氧化硅纳米颗粒和1.0wt％季铵盐Arquad 2HT-75甲烷水合物生成过程压力、温度和扭矩的变化曲线及水合物聚集形态。
具体实施方式：
以下实施例是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。
除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。除特别说明，本文中的实验材料和试剂均为本技术领域常规市购产品。
检测设备为可视化高压搅拌实验装置，主要组成部分包括双视镜高压反应釜、磁力搅拌器、缓冲罐、低温恒温槽、手动增压泵、温度压力传感器、扭矩传感器、真空泵、气瓶和数据采集仪等。高压反应釜最高工作压力30MPa，工作温度范围-30℃～100℃。高压反应釜釜内压力可通过手动活塞式增压阀自由调节，泵的最大压力为30MPa。低温恒温槽可为高压反应釜夹套提供-30℃～100℃的冷媒循环液。数据采集系统实时采集反应釜内压力、温度和扭矩。水合物的形成和聚集可通过反应时的温度、压力和扭矩变化，以及透明视窗观察情况综合判断。一般来说，扭矩越小，水合物呈现细腻的浆状物，说明添加剂在油水相中具有良好的分散能力，可有效阻止水合物聚集，抑制效果越好。
下述实施例中，亲水性二氧化硅纳米颗粒，由如下步骤制备得到：按照体积比1:10～1:100将正硅酸四乙酯与溶剂无水乙醇混合，再加入去离子水和催化剂氨水，经磁力搅拌混合均匀，在25℃下反应5～13h后，将所得样品经过多次循环离心、醇洗、干燥得到。
具体检测过程：
测试之前，反应釜中装液120mL，由正十二烷烃(模拟油相)、水、季铵盐及二氧化硅纳米颗粒组成。然后，将反应釜置于恒温水浴中。抽真空，进气，重复三次，排出反应釜和管线中的残余空气。根据实验气体(甲烷)水合物的相平衡曲线，将水浴温度调至实验设定压力(8.0MPa)对应的平衡温度以上，打开搅拌，记录乳液的初始扭矩值。待反应釜温度稳定后，持续进气以使气体充分溶解在液相中，直至压力不变。接着，关闭搅拌，将体系温度降至设定温度(3℃)。随后，保持体系温度稳定1h后，重新开启搅拌，并记录该时刻为t0。当压力和温度恒定后，认为水合物生成实验结束，关闭搅拌。实验过程中，反应釜中的温度、压力、扭矩以及水合物聚集状态均会实时记录，如图1所示。压力突降代表水合物的生成。扭矩的跃升表示水合物生成引起反应釜内流体粘度上升。水合物聚集状态大致分为三种：浆液状、半堵塞及堵塞。若堵塞，表明添加剂防聚无效，反之则有效。半堵塞代表水合物部分沉积在反应釜壁或底端。
实施例1
按质量比1:1将粒径20nm的亲水性二氧化硅纳米颗粒(SiO2 NPs)和季铵盐Arquad2HT-75混合得到纳米颗粒型水合物阻聚剂，将纳米颗粒型水合物阻聚剂配制质量浓度分别为1.0wt％(基于水相质量)和2.0wt％的溶液，加入上述高压反应釜，分别测定含水率30vol％、40vol％和50vol％条件下，纳米颗粒型水合物阻聚剂的阻聚性能。实验步骤同上，实验结果见表1。
如图1所示，由图1得出，当水合物晶核出现时，因放热反应，液相温度陡升；此时气体进入从气相进入水合物固相，气相压力陡降；油水中水合物体积分数增多，流体粘度增大，扭矩也随之增大后保持不变，说明二氧化硅纳米颗粒和季铵盐Arquad 2HT-75对水合物颗粒聚集具有显著抑制作用。
实施例2
按质量比2:1将粒径20nm的亲水性二氧化硅纳米颗粒(SiO2 NPs)和季铵盐Arquad2HT-75混合得到纳米颗粒型水合物阻聚剂，将纳米颗粒型水合物阻聚剂配制质量浓度为1.5wt％(基于水相质量)的溶液，加入上述高压反应釜，测定含水率30vol％条件下，纳米颗粒型水合物阻聚剂的阻聚性能。实验步骤同上，实验结果见表1。
实施例3
按质量比1:2将粒径20nm的亲水性二氧化硅纳米颗粒(SiO2 NPs)和季铵盐Arquad2HT-75混合得到纳米颗粒型水合物阻聚剂，将纳米颗粒型水合物阻聚剂配制质量总浓度3.0wt％(基于水相质量)的溶液，加入上述高压反应釜，测定含水率30vol％条件下，纳米颗粒型水合物阻聚剂的阻聚性能。实验步骤同上，实验结果见表1。
实施例4
按质量比1:1将粒径20nm的亲水性二氧化硅纳米颗粒(SiO2 NPs)和季铵盐正十六烷基三丁基氯化铵(C16C4)混合得到纳米颗粒型水合物阻聚剂，将纳米颗粒型水合物阻聚剂配制质量分数为2.0wt％(基于水相质量)的溶液，加入上述高压反应釜，测定含水率30vol％条件下，纳米颗粒型水合物阻聚剂的阻聚性能。实验步骤同上，实验结果见表1。
实施例5
按质量比1:1将粒径20nm的亲水性二氧化硅纳米颗粒(SiO2 NPs)和季铵盐双十二烷基二甲基氯化铵(Arquad 2C-75)混合得到纳米颗粒型水合物阻聚剂，将纳米颗粒型水合物阻聚剂配制质量分数为2.0wt％(基于水相质量)的溶液，加入上述高压反应釜，测定含水率30vol％条件下，纳米颗粒型水合物阻聚剂的阻聚性能。实验步骤同上，实验结果见表1。
对比例1
分别测定含水率30vol％、40vol％和50vol％条件下，不含阻聚剂时甲烷水合物生成和聚集情况。实验步骤同上，实验结果见表1。
对比例2
配制2.0wt％(基于水相质量)季铵盐Arquad 2HT-75，分别测定含水率30vol％和40vol％条件下，添加剂的阻聚性能。实验步骤同上，实验结果见表1。
对比例3
配制1.0wt％(基于水相质量)粒径20nm的亲水性二氧化硅纳米颗粒(SiO2 NPs)，测定含水率30vol％条件下，添加剂的阻聚性能。实验步骤同上，实验结果见表1。
对比例4
配制2.0wt％(基于水相质量)季铵盐正十六烷基三丁基氯化铵(C16C4)，测定含水率30vol％条件下，添加剂的阻聚性能。实验步骤同上，实验结果见表1。
对比例5
配制2.0wt％(基于水相质量)季铵盐双十二烷基二甲基氯化铵(Arquad 2C-75)，测定含水率30vol％条件下，添加剂的阻聚性能。实验步骤同上，实验结果见表1。
表1为实施例1-5和对比例1-5的实验结果。
表1
实施例6
与实施例1相同，不同之处在于：季铵盐分别为二甲基双十二烷基氯化铵、二甲基双十四烷基氯化铵和二甲基双十六烷基氯化铵，二氧化硅纳米颗粒的粒径为200nm。测定含水率30vol％条件下，添加剂的阻聚性能。实验步骤同上，实验结果见表2。
表2
实施例7
与实施例4相同，不同之处在于：季铵盐分别为正十二烷基三丁基氯化铵(C12C4)、正十四烷基三丁基氯化铵(C14C4)。实验步骤同上，实验结果见表3。
表3
实施例8
与实施例5相同，不同之处在于：季铵盐分别为双十四烷基二甲基氯化铵、双十六烷基二甲基氯化铵、双十八烷基二甲基氯化铵。实验步骤同上，实验结果见表4。
表4
由表1可知，由实施例1-5和对比例1-5得出，在同样条件下，复合型水合物阻聚剂可有效分散水合物，防止晶体聚集。由表2-4可知，本发明提出的亲水性二氧化硅纳米颗粒(SiO2 NPs)和三种季铵盐双烷基二甲基氯化铵、正烷基三丁基氯化铵、二氢化脂二甲基氯化铵(Arquad 2HT系列)混合得到的复合型水合物阻聚剂优于常规季铵盐型阻聚剂。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想，应当指出，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (4)
1.一种纳米颗粒型水合物阻聚剂，其特征在于，由二氧化硅纳米颗粒和季铵盐构成，所述的二氧化硅纳米颗粒和季铵盐的质量比为0.5~2：1；所述的二氧化硅纳米颗粒为亲水性二氧化硅纳米颗粒，粒径分布在20~200 nm之间；所述的季铵盐选自双烷基二甲基氯化铵、正烷基三丁基氯化铵和二氢化脂二甲基氯化铵中的一种以上；所述的双烷基二甲基氯化铵的结构式如式I所示：
式I
其中，R为正十二烷基、正十四烷基、正十六烷基或正十八烷基；
所述的正烷基三丁基氯化铵的结构式如式II所示：
式II
其中，R为正十二烷基、正十四烷基或正十六烷基；
所述的二氢化脂二甲基氯化铵的结构式如式III所示：
式III
其中，R为正十二烷基、正十四烷基、正十六烷基或正十八烷基。
2.权利要求1所述的纳米颗粒型水合物阻聚剂的应用，其特征在于，所述的水合物阻聚剂应用于油水体系中水合物的生成和聚集。
3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述的水合物阻聚剂使用时，所述的水合物阻聚剂水溶液浓度为1.0~3.0 wt%，适用压力为1~25 MPa，温度为-25℃~25℃。
4.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述的油水体系中水与油水体积比为0.1~0.5:1。
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101608111A (zh) * | 2009-07-03 | 2009-12-23 | 华南理工大学 | 一种高效无腐蚀的水合物抑制剂 |
| KR20220005345A (ko) * | 2020-07-06 | 2022-01-13 | 울산과학기술원 | 깊은 공융용매를 이용한 가스 하이드레이트 생성 저해제, 이를 포함하는 조성물 및 이를 이용한 하이드레이트의 생성을 억제하는 방법 |
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|---|---|---|---|---|
| WO2005026291A2 (en) * | 2003-09-12 | 2005-03-24 | Captur Technologies Co., L.L.C. | Controlling the formation of crystalline hydrates in fluid systems |
-
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101608111A (zh) * | 2009-07-03 | 2009-12-23 | 华南理工大学 | 一种高效无腐蚀的水合物抑制剂 |
| KR20220005345A (ko) * | 2020-07-06 | 2022-01-13 | 울산과학기술원 | 깊은 공융용매를 이용한 가스 하이드레이트 생성 저해제, 이를 포함하는 조성물 및 이를 이용한 하이드레이트의 생성을 억제하는 방법 |
| CN114469893A (zh) * | 2022-01-25 | 2022-05-13 | 东南大学 | 一种季铵盐化二氧化硅纳米颗粒及制备方法与应用 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| Effect of hydrophilic silica nanoparticles on hydrate formation: Insight from the experimental study;Ren Wang等;《Journal of Energy Chemistry》;第30卷;第90-100页 * |
| 天然气水合物防聚剂研究进展;董三宝等;《广东化工》;第第48卷卷(第第10期期);第82页第2.2节 * |
| 气体水合物阻聚剂研究进展;王谨航等;《化工进展》;第42卷(第9期);第4587-4602页 * |
| 钻井液中纳米SiO2和水合物抑制剂对水合物形成影响研究;王韧;《 中国博士学位论文全文数据库 》(第第5期期);第42页、第45-48页 * |
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