一種復配型氣體水合物阻聚劑及其應用的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種復配型氣體水合物阻聚劑及其應用。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；二者的質量比為0.01～100：1；其應用于防止油-氣-水三相混輸體系中氣體水合物聚集。本發明具有以下優點：(1)使用的原料毒性較低，在自然界中生物降解性較好，從而避免了對環境的嚴重污染。(2)本發明克服了傳統氣體水合物抑制劑的缺點，如熱力學抑制劑用量大、費用高、對管線材質能要求高，以及動力學抑制劑承受過冷度低等缺點。(3)本發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-水三相安全流動的問題。(4)本發明添加量低以及防聚性能良好，具有良好的應用前景。
【專利說明】-種復配型氣體水合物阻聚劑及其應用
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種復配型氣體水合物阻聚劑及其應用，屬于油氣生產【技術領域】。
【背景技術】
[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、氮氣、二氧化碳等小分子（客體分子）在一定的溫度和壓力下形成的非化學計量性籠型 固體晶體物質，又稱籠型水合物。現在已發現并研究的氣體水合物主要有H種晶體結構，即 I型、II型和H型結構。此后幾十年來許多學者對天然氣水合物進行研究，所開發的氣體水 合物應用技術也涉及水資源、環保、氣候、油氣儲運、石油化工、生化制藥等諸多領域。
[0003] 雖然氣體水合物的研究在近幾十年來取得了很大的成就，但是因生成氣體水合物 導致天然氣/原油生產裝置和輸送管線的堵塞是一個長期困擾油氣生產和運輸部口的棘 手問題。目前水合物的防治主要有兩種方法，即傳統的熱力學抑制方法和新型動力學控制 方法。傳統熱力學控制方法包括脫水法、加熱法、降壓法和加入熱力學抑制劑的方法，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，局部仍會有較多積水；加熱法的難點是很難 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的危險；降壓法對壓 力控制要求過高，對整個輸送系統的要求高，因此應用難度較大；注入熱力學抑制劑，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，從而達到避免氣體水合物生成的目的，該種方法中熱 力學抑制劑的添加量一般為15?50wt%，用量較大，而且會對環境造成污染。新型動力學 控制方法包括加入動力學抑制劑化I)和氣體水合物阻聚劑（AA)兩類。加入動力學抑制劑 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的時間，防止氣體水 合物晶粒長大，從而防止和延緩氣體水合物晶粒的進一步生長，保證輸送過程中不發生堵 塞現象。但其受系統過冷度影響較大，承受過冷度一般小于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 塊的目的。從可W承受的最大過冷度角度來說，阻聚劑可承受的最大過冷度遠遠大于動力 學抑制劑。因此，對于深海油-氣-水混輸管道內氣體水合物的抑制，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型主要包括醜胺類化合物、季饋鹽類化合物、 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、價格昂貴、防聚效果不理想等缺點。因此，開發新型高效環保的氣體水合物阻聚劑是非 常必要的。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的是提供一種復配型氣體水合物阻聚劑及其應用。本發明制備的復配 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，不發生聚集結塊，防聚效果好；且毒性小、經濟環保 等。
[0006] 本發明提供的復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構式如式I或式II所示，
[0009]
【權利要求】
1. 一種復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量比為 0· Ol ?100 :1。
2. 根據權利要求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 結構式如式I或式II所示，
式I和式II中，基團R表示碳原子數為12?14的烷基或經醚基、羥基或酰胺基取代的 碳原子數為12?14的烷基； 式II中，基團R'表示碳原子數為1?5的取代或未取代的烷基鏈，基團X表示磺酰基、 硫酸基或磷酸基。
3. 根據權利要求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. 根據權利要求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. 根據權利要求1-4中任一項所述的阻聚劑，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量比為0. 5?2 :1。
6. 權利要求1-5中任一項所述復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用。
7. 根據權利要求6所述的應用，其特征在于：所述復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量的〇. 5%?10%。
8. 根據權利要求6或7所述的應用，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. 根據權利要求6-8中任一項所述的應用，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】F17D1/02GK104390138SQ201410479755
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年9月18日 優先權日:2014年9月18日
【發明者】李清平, 陳光進, 龐維新, 孫長宇, 閆柯樂, 姚海元, 朱海山, 程兵, 陳紹凱 申請人:中國海洋石油總公司, 中海油研究總院, 中國石油大學(北京)