【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于油气生产领域，具体涉及甜菜碱在水合物抑制剂中的应用及一种水合物抑制方法。
技术介绍
1、一些低分子量的气体和某些挥发性液体，如c1～c4轻烃、n2、o2、co2、h2s、环氧乙烷、四氢呋喃和卤代烷烃等在一定的温度和压力条件下可与水形成非化学计量性笼状晶体，通常称为笼形水合物(clathrate hydrates)，简称为水合物，其结构类型主要有i型、结构ii型和h型三种。长期以来，气体水合物生成造成的管道堵塞是困扰油气生产和运输部门的棘手问题；特别是，对于海上油气田的开发和油气的深海运输，水合物问题尤其突出，主要原因在于海底的水温和压力条件都很适合水合物的生成。因此，如何防止水合物生成一直受到石油天然气行业的关注，也是行业内急需突破的难题。
2、水合物抑制方法有传统的热力学抑制方法和新型的动力学控制方法两种类型。热力学抑制方法的特点是通过脱水、加热、减压和加入热力学抑制剂，使体系不具有生成水合物的热力学条件，当前被广泛应用。传统的热力学抑制法，通常是通过加入足量的热力学抑制剂(例如甲醇、乙醇、乙二醇、三甘醇等)，使水合物的平衡生成压力高于管线的操作压力或使水合物的平衡生成温度低于管线的操作温度，从而避免水合物的生成。然而，该方法因以甲醇、乙二醇为代表的热力学抑制剂的使用量大(使用量通常为体系中水的质量的40wt％～60wt％)、成本高、回收难等问题而受到限制。特别是，甲醇因毒性大、易挥发、污染性强等缺陷逐渐被淘汰，而以氯化钠为代表的电解质盐类因管道腐蚀等问题也只能在有限范围内应用。
3、动力
技术实现思路
1、为了解决现有技术中的上述问题，本专利技术提出了甜菜碱在水合物抑制剂中的应用及一种水合物抑制方法，含有甜菜碱的水合物抑制剂不仅具有低毒性、不挥发、易降解、环境友好等优点，此外能够大大提高水合物生成的平衡条件，具有良好的热力学抑制作用。
2、根据本专利技术的一个方面，提供了甜菜碱作为水合物抑制剂的组分在抑制体系内水合物生成中的应用。
3、可选地，所述水合物抑制剂还含有抑制剂m；所述抑制剂m选自可溶性醇、水溶性盐、水溶性聚合物中的至少一种，优选为可溶性醇。
4、可选地，所述体系为油水体系、气水体系或油水气体系。
5、可选地，所述甜菜碱与抑制剂m的质量比为1:0～1:3。
6、可选地，所述可溶性醇选自甲醇、乙二醇中的至少一种，优选为乙二醇。
7、可选地，所述水溶性盐选自氯化钠、硝酸钾中的至少一种，优选为硝酸钾。
8、可选地，所述水溶性聚合物选自聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯基己内酰胺中的至少一种，优选为聚乙烯吡咯烷酮。
9、在本专利技术中，所述甜菜碱的cas登录号为107-43-7，具有如下结构：
10、。
11、在本专利技术中，所述水合物抑制剂可以仅为甜菜碱；此时，甜菜碱直接作为水合物抑制剂。
12、此外，本专利技术的水合物抑制剂还可以为甜菜碱与本领域其它常规水合物抑制剂的混合物；其中，甜菜碱与其它常规水合物抑制剂可以任意比例混合。
13、本专利技术经大量研究发现，甜菜碱作为水合物抑制剂能够实现良好的热力学和动力学抑制效果，推测原因可能在于：有研究表明甘基酸等有一定的水合物热力学抑制效果，由于氨基酸有类似分子结构，可以推测其他氨基酸也有一定抑制效果。但是在其他氨基酸中，只有甜菜碱和水分子有很强的相互作用，并在动植物体通过分泌甜菜碱来保存生物细胞在极端气候下所需的水分。由于水合物的笼状结构是水分子氢键组成的，因此，与水分子的分子相互作用愈大的化合物则会在水合物热力学上表现愈明显，故本专利技术选用甜菜碱作为研究对象。
14、根据本专利技术的又一个方面，提供了一种水合物抑制方法，包括向体系中添加水合物抑制剂来抑制体系中的水合物生成；所述水合物抑制剂含有甜菜碱。
15、可选地，所述水合物抑制剂还含有抑制剂m；所述抑制剂m选自可溶性醇、水溶性盐、水溶性聚合物中的至少一种。
16、可选地，所述可溶性醇选自甲醇、乙二醇中的至少一种。
17、可选地，所述水溶性盐选自氯化钠、硝酸钾中的至少一种。
18、可选地，所述水溶性聚合物选自聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯基己内酰胺中的至少一种
19、可选地，所述甜菜碱与抑制剂m的质量比为1:0～1:3。
20、可选地，所述水合物抑制剂使用时，先将水合物抑制剂配制成水溶液。
21、可选地，所述水溶液的浓度为10wt％～60wt％，优选10wt％～50wt％。
22、本专利技术对水合物抑制剂所使用的体系不作严格限制，例如可以为油水体系、气水体系、油水气体系等。具体地，油水体系可以为水和油(例如水和汽油)组成的体系；气水体系可以为水和c1～c4轻烃(例如甲烷、乙烷等)、n2、o2、co2、h2s等气体组成的体系；油水气体系可以为由水、上述油和上述气体组成的三相体系。
23、本专利技术对所述体系中水的体积含量无严格要求，所述体系中水的体积含量可以为1％～99％，进一步地为50％～99％。
24、在本专利技术中，所述水合物抑制剂的使用量可以为所述体系中水的质量的0.001％～70％，进一步地为10％～70％，更进一步地为30％～70％。
25、本专利技术对采用所述水合物抑制剂抑制体系中的水合物的生成的条件不作严格限制，所述抑制可以在绝对压力为0.1～35mpa、温度为-30～25℃的条件下进行；进一步地可以在绝对压力为9～20mpa、温度为5～12℃的条件下进行。
26、本专利技术对所述水合物不作严格限制；在具体方案中，所述水合物可以为气体水合物，例如甲烷水合物等。
27、本专利技术提供的水合物抑制剂至少具有以下优势：
28、(1)无挥发性：本专利技术的水合物抑制剂在常温下以固体粉末形式存在，不会挥发造成工作人员吸入；此外，该水合物抑制剂在溶解于各种体系中时也不会产生挥发，因此在使用时只需简单的防粉尘措施即可。
29、(2)低毒性：本专利技术的水合物抑制剂属于生物小分子，可以被动植物完全代谢，其对皮肤的危险性低，对人体的危害性小，并且无累积效应，通常本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.甜菜碱作为水合物抑制剂的组分在抑制体系内水合物生成中的应用。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述水合物抑制剂还含有抑制剂M；所述抑制剂M选自可溶性醇、水溶性盐、水溶性聚合物中的至少一种，优选为可溶性醇；
3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述甜菜碱与抑制剂M的质量比为1:0～1:3。
4.根据权利要求2或3所述的应用，其特征在于，所述可溶性醇选自甲醇、乙二醇中的至少一种，优选为乙二醇；
5.一种水合物抑制方法，其特征在于，包括向体系中添加水合物抑制剂来抑制体系中的水合物生成；所述水合物抑制剂含有甜菜碱。
6.根据权利要求5所述的水合物抑制方法，其特征在于，所述水合物抑制剂还含有抑制剂M；所述抑制剂M选自可溶性醇、水溶性盐、水溶性聚合物中的至少一种；
7.根据权利要求5或6所述的水合物抑制方法，其特征在于，所述体系为油水体系、气水体系或油水气体系；
8.根据权利要求5～7中任一项所述的水合物抑制方法，其特征在于，所述水合物抑制剂的使用量为所述体系中水的质量的0.001％～70
9.根据权利要求5～8中任一项所述的水合物抑制方法，其特征在于，所述水合物抑制剂的适用条件为绝对压力0.1～35MPa、温度-30～25℃。
10.根据权利要求5～9中任一项所述的水合物抑制方法，其特征在于，所述水合物抑制剂使用时，先将水合物抑制剂配制成水溶液；
...【技术特征摘要】
1.甜菜碱作为水合物抑制剂的组分在抑制体系内水合物生成中的应用。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述水合物抑制剂还含有抑制剂m；所述抑制剂m选自可溶性醇、水溶性盐、水溶性聚合物中的至少一种，优选为可溶性醇；
3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述甜菜碱与抑制剂m的质量比为1:0～1:3。
4.根据权利要求2或3所述的应用，其特征在于，所述可溶性醇选自甲醇、乙二醇中的至少一种，优选为乙二醇；
5.一种水合物抑制方法，其特征在于，包括向体系中添加水合物抑制剂来抑制体系中的水合物生成；所述水合物抑制剂含有甜菜碱。
6.根据权利要求5所述的水合物抑制方法，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈波，武强，谭思，崔荣超，蒋文军，林龙，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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