一種復(fù)配型氣體水合物阻聚劑及其應(yīng)用的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種復(fù)配型氣體水合物阻聚劑及其應(yīng)用。它由甜菜堿型兩性離子表面活性劑和多元醇型非離子表面活性劑組成；二者的質(zhì)量比為0.01～100：1；其應(yīng)用于防止油-氣-水三相混輸體系中氣體水合物聚集。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)使用的原料毒性較低，在自然界中生物降解性較好，從而避免了對(duì)環(huán)境的嚴(yán)重污染。(2)本發(fā)明克服了傳統(tǒng)氣體水合物抑制劑的缺點(diǎn)，如熱力學(xué)抑制劑用量大、費(fèi)用高、對(duì)管線材質(zhì)能要求高，以及動(dòng)力學(xué)抑制劑承受過(guò)冷度低等缺點(diǎn)。(3)本發(fā)明可以有效控制氣體水合物顆粒尺寸，使氣體水合物顆粒均勻分布在油相中，從而有效解決了油-氣-水三相安全流動(dòng)的問(wèn)題。(4)本發(fā)明添加量低以及防聚性能良好，具有良好的應(yīng)用前景。
【專(zhuān)利說(shuō)明】-種復(fù)配型氣體水合物阻聚劑及其應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種復(fù)配型氣體水合物阻聚劑及其應(yīng)用，屬于油氣生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 氣體水合物是一種特殊的籠型化合物，是由水（主體分子）與甲焼、己焼、丙焼、丙 帰、氮?dú)狻⒍趸嫉刃》肿樱腕w分子）在一定的溫度和壓力下形成的非化學(xué)計(jì)量性籠型 固體晶體物質(zhì)，又稱(chēng)籠型水合物?，F(xiàn)在已發(fā)現(xiàn)并研究的氣體水合物主要有H種晶體結(jié)構(gòu)，即 I型、II型和H型結(jié)構(gòu)。此后幾十年來(lái)許多學(xué)者對(duì)天然氣水合物進(jìn)行研究，所開(kāi)發(fā)的氣體水 合物應(yīng)用技術(shù)也涉及水資源、環(huán)保、氣候、油氣儲(chǔ)運(yùn)、石油化工、生化制藥等諸多領(lǐng)域。
[0003] 雖然氣體水合物的研究在近幾十年來(lái)取得了很大的成就，但是因生成氣體水合物 導(dǎo)致天然氣/原油生產(chǎn)裝置和輸送管線的堵塞是一個(gè)長(zhǎng)期困擾油氣生產(chǎn)和運(yùn)輸部口的棘 手問(wèn)題。目前水合物的防治主要有兩種方法，即傳統(tǒng)的熱力學(xué)抑制方法和新型動(dòng)力學(xué)控制 方法。傳統(tǒng)熱力學(xué)控制方法包括脫水法、加熱法、降壓法和加入熱力學(xué)抑制劑的方法，該些 方法主要是使體系不具備生成氣體水合物的熱力學(xué)條件，從而起到抑制氣體水合物形成的 目的。其中，脫水法成本較高，并且脫水不徹底，局部仍會(huì)有較多積水；加熱法的難點(diǎn)是很難 確定氣體水合物堵塞的位置，并且易造成管線破裂和氣體水合物噴發(fā)的危險(xiǎn)；降壓法對(duì)壓 力控制要求過(guò)高，對(duì)整個(gè)輸送系統(tǒng)的要求高，因此應(yīng)用難度較大；注入熱力學(xué)抑制劑，如甲 醇、己醇、己二醇等，使氣體水合物的平衡生成壓力高于管線的操作壓力或使氣體水合物的 平衡生成溫度低于管線的操作溫度，從而達(dá)到避免氣體水合物生成的目的，該種方法中熱 力學(xué)抑制劑的添加量一般為15?50wt%，用量較大，而且會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。新型動(dòng)力學(xué) 控制方法包括加入動(dòng)力學(xué)抑制劑化I)和氣體水合物阻聚劑（AA)兩類(lèi)。加入動(dòng)力學(xué)抑制劑 不改變體系氣體水合物的平衡條件，而是推遲氣體水合物成核和生長(zhǎng)的時(shí)間，防止氣體水 合物晶粒長(zhǎng)大，從而防止和延緩氣體水合物晶粒的進(jìn)一步生長(zhǎng)，保證輸送過(guò)程中不發(fā)生堵 塞現(xiàn)象。但其受系統(tǒng)過(guò)冷度影響較大，承受過(guò)冷度一般小于l〇°C。加入水合物阻聚劑允許 體系中形成水合物，但體系中水合物W小顆粒形式分散于油相中，從而起到抑制水合物結(jié) 塊的目的。從可W承受的最大過(guò)冷度角度來(lái)說(shuō)，阻聚劑可承受的最大過(guò)冷度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于動(dòng)力 學(xué)抑制劑。因此，對(duì)于深海油-氣-水混輸管道內(nèi)氣體水合物的抑制，添加氣體水合物阻聚 劑是最佳選擇。
[0004] 目前已公布的氣體水合物阻聚劑類(lèi)型主要包括醜胺類(lèi)化合物、季饋鹽類(lèi)化合物、 陰離子W及非離子型的表面活性劑等。但是，W上該些阻聚劑大都具有毒性、生物降解性 差、價(jià)格昂貴、防聚效果不理想等缺點(diǎn)。因此，開(kāi)發(fā)新型高效環(huán)保的氣體水合物阻聚劑是非 常必要的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種復(fù)配型氣體水合物阻聚劑及其應(yīng)用。本發(fā)明制備的復(fù)配 型氣體水合物阻聚劑由甜菜堿型兩性離子表面活性劑和多元醇型非離子表面活性劑組成， 使氣體水合物顆粒均勻分布在油相中，不發(fā)生聚集結(jié)塊，防聚效果好；且毒性小、經(jīng)濟(jì)環(huán)保 等。
[0006] 本發(fā)明提供的復(fù)配型氣體水合物阻聚劑，由甜菜堿型兩性離子表面活性劑和多元 醇型非離子表面活性劑組成；
[0007] 所述甜菜堿型兩性離子表面活性劑與所述多元醇型非離子表面活性劑的質(zhì)量比 可為 0. 01 ?100 ;1。
[0008] 上述的阻聚劑，所述甜菜堿型兩性離子表面活性劑的結(jié)構(gòu)式如式I或式II所示，
[0009]

【權(quán)利要求】
1. 一種復(fù)配型氣體水合物阻聚劑，其特征在于：它由甜菜堿型兩性離子表面活性劑和 多元醇型非離子表面活性劑組成； 所述甜菜堿型兩性離子表面活性劑與所述多元醇型非離子表面活性劑的質(zhì)量比為 0· Ol ?100 :1。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻聚劑，其特征在于：所述甜菜堿型兩性離子表面活性劑的 結(jié)構(gòu)式如式I或式II所示，
式I和式II中，基團(tuán)R表示碳原子數(shù)為12?14的烷基或經(jīng)醚基、羥基或酰胺基取代的 碳原子數(shù)為12?14的烷基； 式II中，基團(tuán)R'表示碳原子數(shù)為1?5的取代或未取代的烷基鏈，基團(tuán)X表示磺?；?硫酸基或磷酸基。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的阻聚劑，其特征在于：所述多元醇型非離子表面活性劑 為失水山梨醇脂肪酸酯； 所述多元醇型非離子表面活性劑的HLB值小于9。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的阻聚劑，其特征在于：所述失水山梨醇脂肪酸酯為Span20、 Span 40、Span 60、Span 65、Span 80 和 Span 85 中至少一種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的阻聚劑，其特征在于：所述甜菜型兩性離子表面 活性劑與所述多元醇型非離子表面活性劑的質(zhì)量比為0. 5?2 :1。
6. 權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述復(fù)配型氣體水合物阻聚劑在防止油-氣-水三相混輸體 系中氣體水合物聚集中的應(yīng)用。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)用，其特征在于：所述復(fù)配型氣體水合物阻聚劑的添加量 為所述油-氣-水三相混輸體系中水的質(zhì)量的〇. 5%?10%。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的應(yīng)用，其特征在于：控制所述油-氣-水三相混輸體系 的溫度為-l〇°C?5〇°C，壓力為0· IMPa?5〇· OMPa。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6-8中任一項(xiàng)所述的應(yīng)用，其特征在于：所述油-氣-水三相混輸體 系中，水的體積占油水總體積的比例不高于60 %。
【文檔編號(hào)】F17D1/02GK104390138SQ201410479755
【公開(kāi)日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月18日
【發(fā)明者】李清平, 陳光進(jìn), 龐維新, 孫長(zhǎng)宇, 閆柯樂(lè), 姚海元, 朱海山, 程兵, 陳紹凱 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋石油總公司, 中海油研究總院, 中國(guó)石油大學(xué)(北京)