基于PVP改性的水合物抑制剂的合成与应用

张 倩，申小冬，武文志，梁德青，龙 臻

（1.中国科学院 天然气水合物重点实验室，广东 广州 510640；

2.广东省新能源和可再生能源研究开发与应用重点实验室，广东 广州 510640；

3.中国科学院 广州能源研究所，广东 广州 510640；4.中国科学院 研究生院，北京 100049)

基于PVP改性的水合物抑制剂的合成与应用

张 倩1，2，3，4，申小冬1，2，3，4，武文志1，2，3，4，梁德青1，2，3，龙 臻1，2，3

（1.中国科学院 天然气水合物重点实验室，广东 广州 510640；

2.广东省新能源和可再生能源研究开发与应用重点实验室，广东 广州 510640；

3.中国科学院 广州能源研究所，广东 广州 510640；4.中国科学院 研究生院，北京 100049)

在聚乙烯基吡络烷酮（PVP）的基础上合成了两种低剂量水合物动力学抑制剂羧基改性的聚乙烯基吡络烷酮（PVPCOOH）和氨基改性的聚乙烯基吡络烷酮（PVPNH2）。采用FTIR，13C NMR，XPS，GPC等方法对合成的PVPCOOH和PVPNH2进行表征。在蓝宝石高压定容反应釜中研究了PVPCOOH和PVPNH2对甲烷水合物生成过程的影响，并与动力学抑制剂PVP进行了比较；同时考察了PVPCOOH和PVPNH2含量和过冷度对其抑制效果的影响，并对PVPCOOH和PVPNH2的抑制机理进行了分析。表征结果显示，合成的两种物质PVPNH2和PVPCOOH分别为氨基改性的PVP和羧基改性的PVP；根据13C NMR谱图计算出PVPCOOH和PVPNH2的纯度均大于99%；PVPNH2，PVPCOOH，PVP三者的相对分子质量分布均较集中。实验结果表明，PVPCOOH和PVPNH2比PVP的水溶性好；PVPCOOH跟PVP的抑制效果相当，但PVPNH2比PVP的抑制效果差；PVPCOOH和PVPNH2的浓度对最大过冷度的测定无明显影响。

天然气水合物；动力学抑制剂；抑制机理；聚乙烯基吡络烷酮

天然气水合物是在高压低温条件下，由一些低沸点的烃类气体（如甲烷、乙烷、丙烷以及氢气、二氧化碳、氮气、硫化氢等）与水分子相互作用而形成的一种非化学计量的笼形络合物［1-4］。……