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天然气水合物是一种类似于冰的具有笼型结构的晶体。在低温和高压下,由水和天然气组分形成的冰状物。这种水合物一旦形成,将会给天然气生产造成极为不利的影响,会导致输送天然气管道的严重堵塞,从而造成停工停产,给企业和国家带来极大的经济损失。为了抑制水合物的形成,传统方法是通常采用热力学方法,即注入甲醇、乙二醇等醇类或加入电解质以改变水合物热力学平衡条件(如温度的变化),来控制水合物的生成。但是,这种方法抑制剂的加入量大,一般高达40～50wt%,成本高、毒性大而且难以回收,将造成严重的环境污染。因此,研究开发低剂量、高效、无毒的新型动力学抑制剂来代替热力学抑制剂的使用,具有重大的现实意义。文中以乙烯己内酰胺单体(VCL)为原料,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂在水溶液中通过自由基聚合,合成了新型水合物抑制剂聚乙烯己内酰胺的均聚物(PVCL)。通过红外光谱和核磁共振对产品结构进行了表征,用721型分光光度计测定了其临界溶解温度(LCST)。考察了引发剂用量、溶剂用量、聚合反应时间和聚合反应温度对产物分子量和产率的影响。通过优化反应可得到的聚合物平均分子量从1～30万的PVCL,产率达到90%以上。同时,合成了聚乙烯己内酰胺的一系列共聚物:如VCL/AM共聚物、VCL/MAM共聚物、VCL/VP共聚物、VCL/VP/AM共聚物和VCL/VP/MAM共聚物。并对这些共聚物与PVCL作为动力学抑制剂进行了抑制性能的应用研究。应用试验是采用小型天然气水合物抑制剂性能测试装置(反应釜容积为1.072L,最大工作压力20MPa,温度范围为-15℃～100℃),在海底温度和压力条件下(277.15K和8.27MPa,过冷度为15K)进行,摩尔分数分别为甲烷92.03%、乙烷3.01%和丙烷4.96%的混合气作为生成水合物的反应气。考察了不同浓度、不同搅拌速度、不同分子量大小的PVCL均聚物对水合物的抑制效果,并与其共聚物的抑制性能进行了对比。结果表明:抑制剂浓度在2%以下时,随着浓度的增大,抑制效果增强;搅拌速度越大,有利于水合物生成,抑制性能减弱;随着分子量的增大,抑制性能明显增强。当PVCL均聚物的浓度为1%、平均分子量为30万时,最长抑制时间可达到17.5h。通过与共聚物的抑制性能比较表明:共聚物的抑制效果高于均聚物,其中以三元共聚物的抑制效果最好,达到了40h以上。