[发明专利]在工艺中抑制水合物团聚的组合物和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本发明是2008年10月6日提交的美国专利申请系列号第12/245,849号的部分继续申请，要求其为优先权并且其公开内容通过引用结合于此。

发明领域

本发明涉及一种或多种用于抑制在流体中形成水合物团聚体的组合物和方法，所述流体例如是油管道或气体管道或炼油装置中的流体。

发明背景

自1934年Hammerschmidt发现气体水合物会阻塞气体管道，防止水合物形成和团聚的研究已成为重要的课题。在合适的条件下，在管道中油气的传输过程中容易形成气体水合物。形成气体水合物需要水含量、低温和升高的压力条件。气体水合物的形成通常导致产油量损失、管道损毁和对实地工作者的安全危害。

有两种方法可以防止或减缓气体水合物的形成，即使用热力学抑制剂和低剂量水合物抑制剂(LDHI)。热力学抑制剂是在特定的压力和水含量下能降低水合物形成的温度的物质。甲醇和乙二醇是石油工业中最常用的热力学抑制剂。虽然热力学抑制剂很有效，但它需要大剂量使用，以在水相中达到高的浓度。在油气生产中，通常热力学抑制剂的剂量以水含量为基准计，浓度高达50％。因此，大量此类溶剂的传输和储存带来高昂的成本。一种更经济的替代方式是使用LDHI，通常它需要使用小于2％的剂量(以水含量为基准计)，来抑制气体水合物的成核或生长。LDHI分为两大类，即动力学水合物抑制剂(KHI)和抗凝聚剂(AA)。KHI作为抗成核剂通过延迟气体水合物晶体生长而起作用。AA允许水合物形成，但阻止其团聚和随后聚集成能在油气管道中引起阻塞的较大团块。AA能使气体水合物形成但以流体浆料形式分散在液态烃相中。通常，含水量(water cut)应低于50％，否则浆料变得过于粘稠而无法传输。

本领域一直需要有效抑制水合物团聚体形成的新方法，特别是能在较高含水量条件下操作的方法。

发明内容

本发明涉及组合物，例如抗凝聚剂，以及抑制在流体中形成水合物团聚体的方法，所述流体包括水、气体和任选的液态烃。

在一个方面，本发明提供一种组合物，所述组合物包含下式的物质并任选地包含其盐：

R₁是C_nH_2n+1，n＝0-12；苄基；或H；

R₂是C₄-C22烷基；

R₃是C_nH_2n+1，n＝0-12；苄基；或H；

X^-是阴离子或硫酸根，X^-仅在R₁和R₃同时存在的情况下存在；

Y＝(CH₂)_n，n＝1-8；和

R₃和R₁不能同时为氢。

在另一个方面，本发明提供一种抑制在流体中形成水合物团聚体的方法，所述流体包括水、气体和任选的液态烃，所述方法包括向所述流体中加入有效抗凝聚量的包含下式的组合物：

R₁是C_nH_2n+1，n＝0-12；苄基；或H；R₁是直链的；

R₂是C₄-C₁₂烷基；

R₃是C_nH_2n+1，n＝0-12；苄基；或H；R₃是直链的；

X^-是阴离子、卤素、硫酸根或羧酸根，X^-仅在R₁和R₃同时存在的情况下存在；

Y＝(CH₂)_n，n＝1-6；和

R₃和R₁不能同时为氢。

发明详述

A.组合物

如上所述，所述组合物包含通式化合物并任选地包含其盐。

在一个实施方式中，所述组合物包含各种量的落入要求保护的化学式范围内的不同组合物。

在另一个实施方式中，R₁和/或R₂是直链、支链、环状和/或不饱和的烷基。