抑制氣體水合物堵塞管道的方法
【專利摘要】抑制包含可流動混合物的管道堵塞的方法，該可流動混合物包含至少一定量的在水存在下能夠形成水合物的烴類和一定量的水，所述方法包括向該混合物添加一定量的有效抑制在管道溫度和壓力下在混合物中形成和/或積累水合物的官能化枝狀物；以及使包含該官能化枝狀物和任何水合物的混合物流過管道，其中該官能化枝狀物包含至少一個季銨兩性離子官能端基。
【專利說明】抑制氣體水合物堵塞管道的方法
發(fā)明領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及抑制包含低沸點烴類和水的混合物的管道被氣體水合物堵塞的方法。
[0002]發(fā)明背景
[0003]用于輸送和加工天然氣及原油的管道中通常存在諸如甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和異丁烷的低沸點烴類。當(dāng)這類管道中還存在不同量的水時，水/烴混合物在低溫和升壓條件下能夠形成氣體水合物晶體。氣體水合物為籠形包合物(包合物)，其中小的烴分子被捕集在水分子組成的晶格內(nèi)。由于可形成氣體水合物的最高溫度主要取決于系統(tǒng)的壓力，所以水合物與冰明顯不同。
[0004]氣體水合物的結(jié)構(gòu)取決于形成該結(jié)構(gòu)的氣體種類:甲烷和乙烷形成晶格常數(shù)為
1.2nm的立方晶格(通常稱為結(jié)構(gòu)I)，而丙烷和丁烷形成晶格常數(shù)為1.73nm的立方晶格(通常稱為結(jié)構(gòu)II)。已知在低沸點烴類的混合物中甚至存在少量的丙烷也將導(dǎo)致形成II型氣體水合物，因而油氣生產(chǎn)過程中常遇到此類氣體水合物。還已知甲基環(huán)戊烷、苯和甲苯之類的化合物在適當(dāng)條件下、例如在甲烷存在下易于形成水合物晶體。這類水合物稱為具有H結(jié)構(gòu)。
[0005]已知在諸如輸送管的管道內(nèi)生長的氣體水合物晶體能阻塞甚至損傷管道。為了應(yīng)對這種不希望的現(xiàn)象，過去已經(jīng)提出許多辦法，如除去游離的水、保持高溫和/或低壓、或加入化學(xué)藥品如熔點降低劑(防凍劑)。為達到效果，經(jīng)常不得不大量添加熔點降低劑，熔點降低劑的典型例子是甲醇 和各種二醇，典型地按存在的水重量計約占數(shù)十個百分比。缺點在于物料、其儲存設(shè)備及其回收的成本相當(dāng)高昂。
[0006]使管道內(nèi)流體保持流動的另一方法是加入晶體生長抑制劑和/或原則上能防止水合物晶體附聚的化合物。與所需防凍劑的量相比，少量的此類化合物通常已可有效地防止管道被水合物阻塞。干擾晶體生長和/或附聚的原理是已知的。
[0007]美國專利6，905，605描述了抑制包含可流動混合物的管道堵塞的方法，該可流動混合物包含至少一定量的在水存在下能夠形成水合物的烴類和一定量的水，所述方法包括向該混合物添加一定量的有效抑制在管道溫度和壓力下在混合物中形成和/或積累水合物的樹枝狀化合物；以及使包含該樹枝狀化合物和任何水合物的混合物流過管道。
[0008]上述水合物抑制劑中的一些具有在某些情況下不合意的性能。例如，一些水合物抑制劑具有低的濁點溫度。在濁點溫度以上，這些聚合物抑制劑在水中的溶解度大幅度降低，這會導(dǎo)致沉淀發(fā)粘的聚合物塊。
[0009]將會有利的是開發(fā)濁點足夠高的水合物抑制劑，以使得該抑制劑在使用條件下不會變得渾濁(開始沉淀固體)。
[0010]發(fā)明概述
[0011]本發(fā)明提供抑制包含可流動混合物的管道堵塞的方法，該可流動混合物包含至少一定量的在水存在下能夠形成水合物的烴類和一定量的水，所述方法包括向該混合物添加一定量的有效抑制在管道溫度和壓力下在混合物中形成和/或積累水合物的官能化枝狀物；以及使包含該官能化枝狀物和任何水合物的混合物流過管道，其中該官能化枝狀物包含至少一個季銨兩性離子官能端基。
[0012]發(fā)明詳述
[0013]本發(fā)明涉及適合用于抑制管道堵塞的包含具有改進性能的官能化枝狀物的水合物抑制劑領(lǐng)域。官能化枝狀物的一種優(yōu)選實施方案為超支化聚酯酰胺。
[0014]超支化聚酯酰胺可自DSM按注冊商標(biāo)I_lybrane?以包含不同官能團的多種不
同類型購得。雖然存在許多一般類型的這種超支化聚合物，但是它們并不全都適合所有的應(yīng)用。尋找特別地專門適合于水合物抑制的超支化聚合物將會是合意的。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)選目的在于解決本文所提出的一些或全部問題。
[0016]某些超支化聚酯酰胺具有(如本文限定的條件下測得的)最小值以上的濁點值，尤其可用于抑制水合物。因此，寬范圍地按照本發(fā)明，提供濁點值為本文所述值至少之一(例如至少50°C )的超支化聚酯酰胺，其中該聚酯酰胺包含至少一個選自以下的其上的端基:季銨兩性離子端基，即包含具有連到帶正電的氮原子上的陰離子基團(優(yōu)選羧酸根)的兩性離子，更優(yōu)選甜菜堿官能端基(在本文中也表示成BQ)，例如由下式表示的一種或多種基團:
[0017]
【權(quán)利要求】
1.抑制包含可流動混合物的管道堵塞的方法，該可流動混合物包含至少一定量的在水存在下能夠形成水合物的烴類和一定量的水，所述方法包括向該混合物添加一定量的有效抑制在管道溫度和壓力下在混合物中形成和/或積累水合物的官能化枝狀物；以及使包含該官能化枝狀物和任何水合物的混合物流過管道，其中該官能化枝狀物包含至少一個季銨兩性離子官能端基。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述官能化枝狀物為超支化聚酯酰胺。
3.權(quán)利要求1的方法，其中按含烴混合物中的水量計將約0.05-約IOwt %的官能化枝狀物加入到混合物中。
4.權(quán)利要求1的方法，其中所述官能化枝狀物具有在鹽水中至少50°C的濁點。
5.權(quán)利要求1的方法，其中所述官能化枝狀物具有在鹽水中至少80°C的濁點。
【文檔編號】C10L3/10GK104011187SQ201280063198
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月20日
【發(fā)明者】U·C·克魯普 申請人:國際殼牌研究有限公司