抑制水合物形成的方法技术

公开了在含有水合物形成组分的流体中抑制笼形包合水合物的方法。更具体地说，该方法用于处理在管道中输送的石油流体料流如天然气，以便在管道中抑制水合物障碍物的形成。用于实施该方法的水合物抑制剂是从环状亚氨醚形成的基本上水溶性的聚合物。该聚合物可以是闭环的亚氨醚（“ＣＩＥ”）聚合物，开环的ＣＩＥ聚合物，或它们的混合物。开环的ＣＩＥ聚合物的一些实例包括由阳离子聚合反应得到的各种Ｎ－酰基聚链烯亚胺，如Ｎ－酰基取代的聚乙烯亚胺，Ｎ－酰基取代的聚丙烯亚胺，Ｎ－酰基取代的聚丁烯亚胺，Ｎ－酰基取代的聚戊烯亚胺和它们的共聚物。闭环的ＣＩＥ聚合物可以从２－链烯基－２－＊唑啉，２－链烯基－２－＊嗪，和其它具有链烯官能团的环状亚氨醚的自由基或阴离子聚合反应得到的。同时，这些闭环的和开环的ＣＩＥ聚合物能够与其它基本上水溶性的聚合物共聚合，或者以各种比例与其它基本上水溶性的聚合物和共聚物一起使用。优选地，溶剂如水，盐水，醇，或它们的混合物可用于制备抑制剂溶液或混合物，以便有利于处理石油流体料流。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本申请是1994年9月15日提交的待审查的专利申请流水号08/306,331的部分继续申请。本专利
本专利技术涉及在流体中抑制笼形包合水合物形成的方法。更具体地说，本专利技术涉及在用于输送油或天然气的管道中抑制气体水合物形成的方法。
技术介绍
二氧化碳，硫化氢和各种烃类，如甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷和异丁烷，存在于天然气和其它石油流体中。然而，一般发现水以各种量与此类石油流体组分混合在一起。在加压和降温条件下当此类石油组分或其它水合物前身物与水混合时可形成笼形包合水合物。笼形包合水合物是水晶体，它在客体分子如可形成水合物的烃类或气体周围形成笼形结构。一些可形成水合物的烃类包括，但不限于，甲烷，乙烷，丙烷，异丁烷，丁烷，新戊烷，乙烯，丙烯，异丁烯，环丙烷，环丁烷，环戊烷，环己烷，和苯。一些可形成水合物的气体包括，但不限于，氧气，氮气，硫化氢，二氧化碳，二氧化硫和氯。气体水合物晶体或气体水合物是一种对石油工业有着重要关系的笼形包合水合物，因为它们在天然气和其它石油流体的生产和/或运输过程中产生管道堵塞物。例如，在约1MPa的压力下乙烷在低于4℃的温度下形成气体水合物，和在3MPa压力下乙烷在低于14℃的温度下形成气体水合物。当生产和输送天然气和其它石油流体时对于许多操作环境来说这些温度和压力并不是偶然的。作为气体水合物聚集体，它们在用于生产和/或输送天然气或其它石油流体的管道或导管中产生水合物堵塞物。这类水合物堵塞物的形成将导致生产的停工和巨大的经济损失。此外，再起动停工的设备，尤其海上生产或输送设备，变得很困难，因为通常需要大量的时间、能量和材料，以及各种工程调节以便安全地除去水合物堵塞物。在石油和天然气工业中已经使用了各种措施来防止在石油或天然气流中形成水合物堵塞物。这些措施包括将温度和/或压力保持在水合物形成条件以外和引入防冻剂如甲醇、乙醇、丙醇或乙二醇。从工程上考虑，保持温度和/或压力在水合物形成条件以外需要设计和设备上的改进，如绝热或带夹套的管道系统。这类改进需要花费财力来实现和维持。防止水合物堵塞物所需防冻剂的量一般是存在于油或天然气流中的水的10wt％-20wt％。所以，需要几千加仑/每天的此类溶剂。如此大的量使得需要解决诸如处理、贮存、回收和潜在毒性的问题。而且，这些溶剂很难完全地从生产或输送料流中回收。所以，需求一种能够方便地以低浓度混合入生产的或输送的石油液流中的气体水合物抑制剂。此类抑制剂应能够降低气体水合物晶体在石油液流中成核、生长和/或聚集的速率，从而抑制了在输送石油液流的管道中的水合物堵塞物的形成。实施本专利技术的一个方法是使用气体水合物抑制剂，它能够以相对于在石油或天然气料中存在的水的约0.01-约5wt％的浓度使用。下面将要详细讨论，本专利技术的抑制剂能够高效地处理具有水相的石油料流。本专利技术概述根据本专利技术，提供了一种在具有水合物形成组分的流体中抑制笼形包合水合物的形成的方法。该方法包括用包括由环状亚氨醚生产的基本上水可溶聚合物的抑制剂处理该流体。该方法可用闭环的环状亚氨醚聚合物，开环的环状亚氨醚聚合物或它们的混合物来实施。本专利技术的一个实施方案包括用抑制剂混合物处理流体，该混合物具有(a)包括从环状亚氨醚形成的基本上水可溶聚合物的抑制剂和(b)用来将抑制剂引入流体中的液体。优选地，该液体是醇类，水，盐水或它们的混合物。可用于实施本专利技术的一些抑制剂包括，但不限于，从选自N-酰基取代的聚乙烯亚胺，N-酰基取代的聚丙烯亚胺，N-酰基取代的聚丁烯亚胺，N-酰基取代的聚戊烯亚胺，和它们的共聚物的N-酰基取代的聚链烯亚胺生产的基本上水可溶的开环聚合物。此外，该水可溶聚合物的N-酰基取代基可选自氢，烷基，链烯基，芳基，烷芳基，芳烷基，环烷基，和杂环基。还可以通过使用从具有环状亚氨醚制备的闭环聚合物来实施本专利技术，该亚氨醚具有选自2-链烯基-2-噁唑啉和2-链烯基-2-噁嗪的链烯官能团。本专利技术的详述本专利技术方法本专利技术方法可在具有可形成水合物的组分的流体中抑制笼形包合水合物的形成。笼形包合水合物的形成指笼形包合水合物的成核、生长和/或聚集。这一笼形包合水合物可在流动的或基本上静止的流体中形成，但通常最成问题的是在管道中输送的流动着的流体料流中。例如，在流体料流中因部分或全部堵塞物引起的流动受阻是由于笼形包合水合物粘附于输送流体的管道内壁和沿内壁聚集的缘故。然而，本专利技术也可用于抑制笼形包合水合物在基本上静止的流体中的形成。在本专利技术的一个实施方案中，将一种或多种上述类型的抑制剂的浓溶液或混合物引入到具有水相的石油流体料流中。由于本专利技术的抑制剂溶液或混合物基本上溶于水相或分散于流体料流中，它将降低笼形包合水合物的形成速率，从而减少流动受阻的趋势。在优选的实施方案中，固体聚合物首先被溶于合适的载体溶剂中或液体中制得浓缩的溶液或混合物。应该理解的是许多液体高效地促进流体料流的处理，而无需溶解抑制剂。然而，许多液体能够很好地溶解抑制剂，为方便起见，不管这些液体将促使形成抑制剂溶液、乳液还是其它类型的混合物都称作溶剂。溶剂的主要目的是用作抑制剂的载体和有利于抑制剂吸收到石油流体的水相中。可以使用适合于将抑制剂传递给流体的水相的任何溶剂。此类溶剂包括，但不限于，水，盐水，海水，原生水，甲醇，乙醇，丙醇，异丙醇，或这类溶剂的混合物。还可以使用本
中那些熟练人员所熟悉的其它溶剂。应该理解的是载体溶剂的使用不是为实施本专利技术所必需的，但却是将抑制剂引入到流体中的一种方便方法。在许多应用中，载体溶剂的使用有利于流体料流的处理。能够使用任何适宜的抑制剂在载体溶剂中的浓度，只要在石油流体的水相中得到所需最终浓度。较高的浓度是优选的，因为它们导致需要运输和引入到石油流体中的浓缩溶液的体积减少。在特定的应用中使用的实际浓度将根据载体溶剂的选择、抑制剂的化学组成、体系温度和抑制剂在应用条件下在载体溶剂中的溶解度来改变。通过使用机械设备，如化学品注射泵、三通管、注射联接管和本
中那些熟练人员已知的装置，将抑制剂混合物引入到石油流体的水相中。然而，这类设备对于实施本专利技术来说并不是关键的。为了确保用抑制剂混合物充分有效地处理石油流体，应该考虑两点。首先，优选的是水相存在于抑制剂混合物被引入流体中的部位。在一些石油流体体系(尤其天然气体系)中，一直到该气体被充分冷却使水冷凝时水相才出现。如果是这种情况，优选的是抑制剂溶液在水冷凝后被引入。此外，在抑制剂溶液被引入的地方没有水相的情况下，应该选择抑制剂溶液浓度来确保抑制剂溶液的粘度足够的低，以便有利于它在流体中的分散并使它到达水相。其次，因为抑制剂主要用于抑制笼形包合水合物的形成，而不是使该形成趋势颠倒过来，重要的是在大量形成笼形包合水合物之前处理流体。当湿的石油流体冷却时它最终达到某一温度，已知为水合物平衡离解温度或Teq，低于该温度时水合物的形成在热力学上是有利的。随着对流体所施加的压力和流体的组成发生变化，石油流体的Teq将发生变化。在各流体组成和压力下测定流体的Teq的各种方法对于本
中的熟练人员来说是众所周知的。优选地，当流体处在高于它的Teq的温度下时应该用抑制剂处理该流体。有可能，但不是优选的，在温度处于或稍低于流体的Teq时，将抑制剂引入，优选在开始形成笼形包合水本文档来自技高网...

【技术保护点】
在含有水合物形成组分的流体中抑制笼形包合水合物形成的方法，该方法包括用抑制剂处理该流体，抑制剂包括从环状亚氨醚制得的基本上水溶性的聚合物。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：KS考里，RH奥尔克，
申请(专利权)人：埃克森生产研究公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]