一种降低气体水合物颗粒间集聚力的添加剂制造技术

本发明专利技术涉及气体水合物利用技术领域，具体指一种能降低气体水合物颗粒间集聚力的添加剂，降低气体水合物间集聚力的添加剂中含有质量分数为0.01～0.05％的全氟辛酸钠，0.05～0.15％的月桂基磷酸酯MA24P，0.01～0.1％的亚铁氰化钠，其余为蒸馏水,将各组分按比例在30～35℃下混合并搅拌15～20分钟，得到的水合物添加剂。本发明专利技术的添加剂使水合物颗粒间集聚力降低效果显著，形成的水合物浆液分散性好，在扰动较小或停止扰动时均不会集聚结块,本发明专利技术添加剂具有使用针对性强、用量少、成本低、无污染、应用广泛等优点，解决了传统水合物防聚剂中含有水合物抑制剂，使用过程会有水合物分解，影响气体分离精度的问题，及克服了用量大、成本高、对环境及人体有害等缺陷。对环境及人体有害等缺陷。对环境及人体有害等缺陷。

【技术实现步骤摘要】
一种降低气体水合物颗粒间集聚力的添加剂


[0001]本专利技术涉及气体水合物利用
，具体指一种能降低气体水合物颗粒间集聚力的添加剂。

技术介绍

[0002]气体水合物是由水和气体分子在低温和高压的条件下形成的非化学计量性类冰状晶体。水合物晶格中仅能包含水分子和能够生成水合物的客体分子，客体分子包括分子尺寸在Ne和C4H
10
之间的非极性气体分子、少数弱极性气体分子(CO2、H2S等)以及部分非气体分子(四丁基溴化铵(TBAB)、四氢呋喃(THF)、环戊烷(CP)、一溴甲烷(CH3Br)等)。由于不同的客体组分的水合反应相平衡条件相差很大，及一些强极性组分以及常见的离子则无法形成水合物，因此通过控制温压条件，使水合物生成相平衡条件较低的组分优先生成水合物，从而实现气体混合物分离。传统分离方法存在成本高、能耗高、分离效率低以及纯度较低等问题，与之相比，水合物法气体分离技术的温度条件温和，不需要降低到273K以下就可以实现气体分离，制冷能耗与低温液化分离相比大大降低；另外，水合物法气体分离技术不需要高大的塔器，因而工艺流程简单，经济成本低。随着水合物法分离技术的不断发展，该技术渐渐显示出独特的优势，并具有广阔的应用前景。
[0003]水合物法气体分离技术应用中典型问题之一是二氧化碳气体处理。美国、日本、德国等发达国家由于来自京都议定书带来的CO2减排压力，对用水合物法从工业废气(如火电厂烟道气)中分离CO2并以水合物的形式永久性地将其沉于海底给予了很大关注和投入，最近几年有关水合物法从混合气中分离CO2的文献报道陆续出现，技术成熟度不断提高。另外很多研究人员也在致力于油气田开发中注CO2来提高油气采收率的研究。这就涉及到两个重要问题，一是从天然气中分离出CO2；二是脱除现有CO2气体中的杂质组份。
[0004]CO2作为油气田天然气中的杂质气体，含量一般在4％以上。例如，挪威Sleipner油田，CO2含量在4％～9.5％、阿尔及利亚InSalahGas油田，CO2含量在4％～9％、长庆油田，CO2含量在5％～8％、澳大利亚东方气田，CO2含量在19.6％。根据天然气的气质要求，在开采过程中需要将这些杂质气体分离出去。
[0005]另一类问题是对作为气源的CO2气体中的杂质组份进行分离，CO2中不能含有太多的杂质，因为少量的甲烷、H2S、N2和H2O等会影响CO2的蒸气压，从而改变CO2的特性。因此，应尽量减少这些杂质的含量。目前关于CO2用作驱油时质量标准为：
[0006]CO2中允许的最大含水率为0.4g/Nm3，H2S的浓度应当限制在100ppm之内，CO的浓度应当限制在100ppm之内；O2的含量是500ppm，甲烷的体积含量最大值为5％，H2体积含量最大值为l％，N2体积含量为1％～5％。
[0007]为达到CO2的气质要求，可采用水合物法气体分离技术进行杂质脱出。
[0008]水合物法气体分离技术主要由水合物连续生产、管道运输、水合物分离等工艺组成。从技术角度，除要求水合物高效连续生产外，还要求整个工艺过程水合物浆液流动通畅高效且不能有水合物分解，否则会影响分离精度。
[0009]由于水合物颗粒间存在集聚力，通常当水合物体积分数小于28.5％时，管道中水合物呈稀浆状，浆体为牛顿流体；当固相体积分数大于37.5％时，管道中水合物呈泥状，浆体为非牛顿流体，两者之间是过渡区，流动不稳定(王武昌，等.HCFC
‑
14lb水合物浆流动特性实验[J].低温工程，2010(4)：13～17)。水合物法气体分离工艺中的流动应保持在牛顿流体状态，否则水合物浆液的流动性降低，流动阻力增加甚至堵塞管道，使水合物法气体分离技术难以实施。
[0010]以往，人们对天然气输送管道水合物堵塞问题关注较高，为了防止天然气水合物颗粒集聚，提高流动性，国内外相继出现了一些相关专利，国际专利(WO2012082815)公开了一种复合型气体水合物防聚剂，由水合物抑制剂、表面活性剂组成；专利(EP594579、EP323307)公开了羟基羧酸酰胺、烷氧基二羟基羧酸酰胺等酰胺类表面活性剂可用作水合物防聚剂。中国专利(CN102451640A)中提出一种复合型水合物防聚剂，由聚氧乙烯二羧酸脂类双子非离子表面活性剂与多元醇型非离子表面活性剂复配后得到。这类防聚剂的缺点是添加量较大，使水合物浆体粘度提高，增大了流动阻力。专利(CN102925126A)提出一种含皂苷的复合水合物防聚剂，但提纯皂苷的工艺较为复杂，经济成本较高。目前水合物防聚剂的开发主要是从水合物生成抑制方面着手，组分大都具有毒性、生物降解性差、用量大、价格昂贵。由于水合物抑制剂会改变水合物平衡点，在流动过程中，可能发生压力降低温度升高等条件变化使水合物分解。1m3水合物分解后能释放164m3气体，也就是说在气体分离流动过程中如果有0.01m3水合物分解将释放出1.64m3气体，可见即使有少量水合物分解也会严重影响气体分离精度。因此，这类抑制型水合物防聚剂不适用水合物法气体分离工艺中防止水合物颗粒集聚问题。
[0011]水合物颗粒集聚或分散本质上是力学问题，通常在浆液体系中水合物聚集体受重力、浮力、范德华力、静电力、液桥力、固桥力、碰撞力以及流体剪切力等力的作用，根据各种受力在水合物聚集过程中发挥的作用不同可以将其分为三类：(1)促使水合物聚集的力有范德华力、液桥力、固桥力、静电力；(2)促使水合物颗粒分离的力有碰撞力、流体剪切力；(3)促使水合物颗粒旋转的力有滑摩擦力和滚动摩擦力等。其中(2)和(3)与水合物浆液流动状态有关，受管道工艺条件制约。促使水合物聚集的力(1)是决定水合物颗粒聚集或分散的关键问题，控制水合物聚集以及堵塞管道的靶向目标就是要减小这些力。
[0012]综上所述，水合物颗粒集聚、沉降乃至堵塞管道问题涉及到水合物颗粒受力，解决水合物法气体分离工艺中的水合物集聚堵管问题应该从削弱促使水合物颗粒集聚的力的原理出发，综合考虑水合物不分解、不集聚等各种制约因素，达到良好的防止水合物团聚堵塞的效果，使水合物以浆液状态安全高效流动。对于有水存在的水合物颗粒流动体系，固桥力、静电力非常小，可以忽略不计。从而范德华力、液桥力是关键因素。本专利技术以减小水合物颗粒范德华力、液桥力为目标，研究开发出用量少、效果好、无污染的添加剂。

技术实现思路

[0013]本专利技术所要解决的技术问题之一是针对现有技术的不足而提供一种用量少、效果好、无污染的降低气体水合物颗粒间集聚力的添加剂。本专利技术所要解决的技术问题之二是提供一种针对所要解决的技术问题之一的添加剂的用途。
[0014]为解决上述问题之一，本专利技术采用的技术方案为：本专利技术提供了一种降低气体水
合物颗粒间集聚力的添加剂，其特征在于，所述的降低气体水合物间集聚力的添加剂中含有质量分数为0.01～0.05％的全氟辛酸钠，0.05～0.15％的月桂基磷酸酯MA24P，0.01～0.1％的亚铁氰化钠，其余为蒸馏水。将组分在30～35℃下混合并搅拌15～本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种降低气体水合物颗粒间积聚力的添加剂，其特征在于：所述添加剂按质量百分比计，由0.01
‑
0.05％全氟辛酸钠，0.05
‑
0.15％月桂基磷酸酯(MA24P)，0.01
‑
0.1％亚铁氰化钠，其余为蒸馏水组成。2.根据权利要求1所述的一种降低气体水合物颗粒间积聚力的添加剂，其特征在于:所述添加剂按质量百分比计，由0.03
‑
0.05％全氟辛酸钠，0.09
‑
0.15％月桂基磷酸酯(MA24P)，0.05
‑
0.1％亚铁氰化钠，其余为蒸馏水组成。3.根据权利要求1所述的一种降低气体水合物颗粒间积聚力的添加剂，其特征在于：所述添加剂为在蒸馏水中加入全氟辛酸钠、月桂基磷酸酯(MA24P)及亚铁氰化钠，在30
‑
35℃下混合并搅拌15
‑
20分钟配制而成...

【专利技术属性】
技术研发人员：王树立，姚景，
申请(专利权)人：泉州职业技术大学，
类型：发明
国别省市：