离子液体协同PVCap抑制天然气水合物生成实验研究

利用自制的高压反应釜实验研究了离子液体N-丁基-N-甲基吡咯烷四氟硼酸盐([BMP][BF₄])、动力学抑制剂聚乙烯己内酰胺(PVCap)及其二元复合物对CH₄/C₂H₆/C₃H₈混合气体水合物生成动力学的影响，发现在任何浓度下(0.25%～2.0%，质量分数)，[BMP][BF₄]对混合气体水合物抑制能力远弱于PVCap，但对PVCap具有显著协同效应，且随着PVCap占比增大而增强。粉末X射线衍射(PXRD)和低温激光拉曼光谱测试结果证实，所有体系中形成的样品中均含sⅡ型和sⅠ型两种结构水合物，含PVCap体系中sⅡ/sⅠ水合物相对含量降低。低温冷冻电镜(Cryo-SEM)观测结果显示，添加单一PVCap及其与[BMP][BF₄]的混合物会使水合物晶体的微观形貌更粗糙且多孔。     

离子液体与动力学抑制剂作用下混合气体水合物生成特性研究

利用等温恒容法实验考察了一种高性能离子液体N-丁基-N-甲基吡咯烷四氟硼酸盐([BMP][BF₄])、两种动力学抑制剂(KHIs)[聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)和聚乙烯己内酰胺(PVCap)]及[BMP][BF₄]与KHI的二元混合物对甲烷/乙烷/丙烷三元混合气体水合物生成动力学过程的影响规律。通过分析压力和气相组分变化规律，发现混合气体水合物呈现两步骤生长模式。在高过冷度(>10℃)和高搅拌速率(1000 r/min)条件下，单一添加剂基本失效，而[BMP][BF₄]可较好协助增强PVCap的抑制性能。粉末X射线衍射和激光拉曼光谱测试结果均显示，所有体系中形成的水合物样品结构同时存在sⅠ型和sⅡ型，抑制剂的添加主要影响两种晶体结构的相对含量和各客体分子的笼子占有率。最后探讨了协同抑制机理。     

气体水合物阻聚剂研究进展

由水合物生成与聚集引起的堵塞一直是深水油气流动安全保障领域面临的棘手问题。水合物阻聚剂（AAs）因可防止水合物颗粒聚集而成为降低水合物风险的有效方法之一。本文基于作者课题组在水合物抑制技术方面的研究工作，分别梳理表面活性剂型和固体颗粒型水合物阻聚剂的构效关系。同时，调研国内外宏观-微观-分子不同尺度的阻聚性能测试手段，包括高压搅拌反应釜、摇摆槽、流动轮和流动环路，以及微观力测试仪和分子动力学模拟。基于上述实验装置和分子模拟研究结果，总结了不同类型阻聚剂对水合物的作用机理，特别是乳化和吸附机理。最后分析现有水合物阻聚剂存在的问题，并展望了水合物阻聚剂的未来发展方向。这为将来适用于南海深水油气田的高效、绿色和经济水合物AAs的开发提供重要的技术支持。