[發明專利]一種適用于高含水量體系的水合物抑制劑

有效

• 申請號: 200910193025.7
• 申請日: 2009-10-13
• 公開（公告）號: CN101691905A
• 公開（公告）日: 2010-04-07
• 發明（設計）人: 樊栓獅;杜娟;王燕鴻;郎雪梅;畢丹丹
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: F17D1/08
• 分類號: F17D1/08
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本發明涉及油氣水合物技術領域，尤其涉及一種適用于高含水量體系的水合物抑制劑。

技術背景

天然氣及石油流體的輸送管線中，各種低沸點烴類如甲烷、乙烷、丙烷和二氧化碳、 硫化氫等在一定的溫度、壓力條件下和水作用生成一類籠形結構的冰狀晶體，它是一種非 化學計量型固態化合物。油氣工業中，氣體水合物的生成會導致油氣運輸管道的堵塞，甚 至導致管線爆裂，給石油及天然氣的開采和運輸帶來諸多技術障礙和巨大的經濟損失。此 外，對于海上油氣田開發和深海域管道輸送，水合物問題尤為突出，因為海底的水溫和壓 力條件都很適合水合物的生成。例如在約1MPa的壓力下，乙烷在低于4℃的溫度下可形成 水合物，在3MPa壓力下乙烷在低于14℃的溫度下就可生成水合物。而此類溫度、壓力條 件在實際的油氣開采、輸送的許多操作環境也并非罕見。如何防止水合物的生成成為石油 天然氣行業關注的重點問題。

常用的水合物防治方法，主要是通過脫水、加熱、減壓和加入熱力學抑制劑，使體系 不具備生成水合物的熱力學條件，或者將一種或者幾種方法聯合起來。傳統的熱力學抑制 法，即加入熱力學抑制劑，使水合物的相平衡曲線向較低的溫度或較高的壓力方向移動， 以達到抑制水合物生成的目的。熱力學抑制劑主要包括醇類和鹽類，這些方法雖然取得了 一定的抑制或者預防效果，但具有耗量大、成本高、回收難、毒性大等缺點。例如甲醇的 大量使用對環境帶來很大的負面影響。鹽類主要是其無機鹽水溶液(電解質稀溶液)，包括 氯化鈉、氯化鈣、氯化鎂、氯化鋰等，其大量使用會對管道產生極強的腐蝕作用。

目前，國內外將研究重點集中于低劑量水合物抑制劑，包括動力學抑制劑和防聚劑。 這類抑制劑加入濃度很低，不影響水合物生成的熱力學條件，可在水合物形成的熱力學條 件下推遲水合物的成核和晶體生長時間，而不出現水合物堵塞現象。但動力學抑制劑受過 冷度的限制，應用范圍較小。防聚劑通常是具有疏水性和親水性基團的一類分子，它們允 許水合物生成，同時防止水合物顆粒生長和晶粒的聚結，是水合物顆粒分散于流體中，從 而達到防止聚集的效果，保證流體安全輸送。防聚劑不能阻止管線中氣體水合物的形成， 但可使水合物難以聚結，且可在比動力學抑制劑更高的過冷度下使用，其用量僅是熱力學 抑制劑的極小一部分，但在體系的含水量高于50％(高含水量體系)時效果不佳，甚至失 去防聚效果。

發明內容：

本發明的目的在于克服現有技術的缺陷，提供一種適用于高含水量體系的水合物抑制 劑。本發明抑制劑受過冷度、含水量及操作條件的限制小，適用于油氣水三相或油水兩相 共存體系，尤其適用于含水量為50％～80％的輸送管線(或油井)，同時充分發揮了防聚劑 抑制水合物聚結的效果，具有適用性廣，成本低廉的特點。

本發明目的通過如下技術方案實現：

一種適用于高含水量體系的高效水合物抑制劑，是防聚劑、可溶性醇類和鹽類的混合 物。水合物抑制劑是由防聚劑、可溶性醇類與鹽類混合而成。

所述的混合物中各成分的重量比為防聚劑∶可溶性醇類∶鹽類＝0.05～0.15∶1～3∶0.5～1.5。

所述的可溶性醇類包括甲醇、乙醇、乙二醇或異丙醇中一種或兩種以上的混合物。

所述的鹽類包括氯鹽、尿素或硝酸鹽中一種或多種。氯鹽如氯化鈉、氯化鎂、氯化鈣。

所述的防聚劑采用季銨鹽類表面活性劑，包括含有2～3個正丁基、正戊基或異戊基的 季銨鹽、四丁基溴化銨(TBAB)或四戊基溴化銨。

所述的防聚劑采用山梨醇酐單月桂酸酯(Span20)、失水山梨醇三硬脂酸酯(Span65)、 失水山梨醇單油酸酯(Span80)或單硬脂酸甘油酯中一種或兩種以上的混合物。

所述的防聚劑采用山梨醇酐單月桂酸酯、失水山梨醇三硬脂酸酯、失水山梨醇單油酸 酯、單硬脂酸甘油酯中一種與聚氧乙烯失水山梨醇三硬脂酸酯(Tween65)或聚氧乙烯失水 山梨醇三油酸酯(Tween85)的混合物。

本發明水合物抑制劑的防聚劑與體系中水的質量比為0.5％～1.5％，可溶性醇類與體系 中水的質量比為10％～20％，鹽類與體系中水的質量比為5％～15％。所述的體系為油氣水三 相或油水兩相共存體系，含水量優選在50％～80％。此外，對于含水量低于50％的體系也能 達到較好的防聚效果。考慮到實際輸送的油氣中的水一般都具有一定的鹽度，因此可根據 實際情況的鹽量考慮是否添加鹽類。