專利名稱：一種非離子復(fù)合型水合物防聚劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水合物防聚劑，尤其涉及一種非離子復(fù)合型水合物防聚劑。本發(fā)明還涉及利用上述防聚劑實(shí)現(xiàn)輸送體系中抑制水合物聚積的方法，屬于油氣輸送領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
一些低沸點(diǎn)烴類如甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、異丁烷等都是石油或天然氣中存在的物質(zhì)，這些物質(zhì)可以與油氣中的水結(jié)合，在一定的條件下(一股是低溫與高壓條件)形成氣體水合物。氣體水合物是一種籠狀晶體物質(zhì)，其籠型結(jié)構(gòu)由主體分子與客體分子組成， 形成水合物的水分子被稱為主體，而形成水合物的其它組分稱為客體。一股天然氣水合物都在冰點(diǎn)以下的溫度才能生成，但隨著壓力的增加，在冰點(diǎn)以上的溫度，水合物也很容易生成，如在IMPa的壓力下，乙烷可以在4°C時(shí)生成水合物，而在3MPa時(shí)，乙烷在14°C即可生成水合物。氣體水合物通常以固體形態(tài)存在于液體中，因此水合物固體的形成通常會(huì)對(duì)油氣公司的生產(chǎn)、運(yùn)輸?shù)仍斐捎绊?，例如水合物固體堵塞管路或運(yùn)輸管線、閥門、安全罐以及其他裝置，造成減產(chǎn)、停產(chǎn)甚至管線破裂，致使油氣泄漏污染環(huán)境。因此，氣體水合物的研究已經(jīng)引起許多公司的重視，特別是一些石油和天然氣公司。目前有兩種技術(shù)可以控制或解決水合物的生成在工業(yè)生產(chǎn)中造成的危害熱力學(xué)控制方法和動(dòng)力學(xué)控制方法。其中，目前的熱力學(xué)控制方法有脫水、管線加熱、降壓、添加熱力學(xué)抑制劑(如甲醇、乙醇、乙二醇等)等方法。前三種方法的成本太高，不適合于小型油氣田和長(zhǎng)距離的油氣輸送使用，而添加熱力學(xué)抑制劑是為改變水溶液或水合物相的化學(xué)勢(shì)， 這會(huì)使得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(dòng)，從而達(dá)到抑制水合物生成的目的，但是熱力學(xué)抑制劑具有耗量大(添加量為所含水的10% -30% )、成本高、難回收、毒性大等特點(diǎn)，已不能滿足目前工業(yè)運(yùn)輸?shù)膶?shí)際需求。動(dòng)力學(xué)控制方法主要包括動(dòng)力學(xué)抑制和動(dòng)態(tài)控制兩種途徑。動(dòng)力學(xué)抑制方法是不改變體系生成水合物的熱力學(xué)條件，而是大幅度降低水合物生成的速度，保證在輸送過程中不發(fā)生堵塞現(xiàn)象。動(dòng)態(tài)抑制則是通過控制水合物的生成形態(tài)和生成量，使其具有和流體相均勻混合并隨其流動(dòng)的特點(diǎn)，從而也不會(huì)堵塞管線。兩者的關(guān)鍵是開發(fā)合適的化學(xué)添加劑，前者稱為動(dòng)力學(xué)抑制劑(KHI或KI)，后者稱為防聚劑(AA)，由于兩者添加量一股較低，因此統(tǒng)稱為低劑量水合物抑制劑(LDHI)。 添加KHI后，水合物在一段時(shí)間后才開始形成，流體可以在未形成水合物狀況下輸送。水合物晶體初次形成的這段時(shí)間稱為誘導(dǎo)期，若管道輸送過程中管道內(nèi)的溫度壓力符合水合物的生成條件，則其輸送過程所需的時(shí)間必須在誘導(dǎo)期內(nèi)，否則可能會(huì)發(fā)生水合物堵塞管道的現(xiàn)象。AA則不同，允許水合物形成，但可以防止水合物聚積并成團(tuán)。AA的加入可使水合物作為可運(yùn)動(dòng)的非黏性漿液分散在液烴相中，從而確保輸送物料在輸送管線中具有可流動(dòng)性。目前，人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了很多這類防聚劑(AA)，如法國(guó)石油研究院(I. F. P.)在其一系列的專利中(Fr. Pats. 2625527,2625547,2625548,2697264等)詳述了一大批可作為天然氣水合物防聚劑的表面活性劑。目前已公布的專利中主要包括酰氨類化合物、季銨鹽類化合物、(聚)磷酸鹽(酯)類化合物、聚氧乙烯化的高級(jí)磷酸酯等表面活性劑。但是，目前的這些防聚劑大都具有一定的毒性，而且價(jià)格也較貴，還有一些防聚劑還存在著應(yīng)用效果不穩(wěn)定等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是針對(duì)傳統(tǒng)水合物防聚劑所存在的耗量高、 成本高、毒性大等缺陷，提供一種新型高效水合物防聚劑，該防聚劑采用聚氧乙烯二羧酸酯類雙子非離子表面活性劑與多元醇型非離子表面活性劑組成，該防聚劑具有用量少、作用效果好、無毒性、經(jīng)濟(jì)可行等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的目的還在于提供一種抑制油-氣-水混輸體系中水合物聚積的方法，通過向油-氣-水混輸體系中添加上述水合物防聚劑，可以達(dá)到很好的抑制水合物聚積的效^ ο為達(dá)到上述目的，本發(fā)明首先提供了一種非離子復(fù)合型水合物防聚劑，其是由聚氧乙烯二羧酸酯類雙子非離子表面活性劑與多元醇型非離子表面活性劑組成的。在本發(fā)明提供的上述防聚劑中，優(yōu)選地，聚氧乙烯二羧酸酯類雙子非離子表面活性劑與多元醇型非離子表面活性劑的質(zhì)量比為0.1-100 1，優(yōu)選為0.1-10 1。在本發(fā)明提供的上述防聚劑中，優(yōu)選地，所采用的聚氧乙烯二羧酸酯類雙子非離子表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)如下
權(quán)利要求
1.一種非離子復(fù)合型水合物防聚劑，其是由聚氧乙烯二羧酸酯類雙子非離子表面活性劑與多元醇型非離子表面活性劑組成的。
2.如權(quán)利要求1所述的防聚劑，其中，所述聚氧乙烯二羧酸酯類雙子非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0.1-100 1。
3.如權(quán)利要求2所述的防聚劑，其中，所述聚氧乙烯二羧酸酯類雙子非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0.1-10 1。
4.如權(quán)利要求1或2所述的防聚劑，其中，所述聚氧乙烯二羧酸酯類雙子非離子表面活性劑的結(jié)構(gòu)式如下
5.如權(quán)利要求1或2所述的防聚劑，其中，所述多元醇型非離子表面活性劑為Span系列多元醇型非離子表面活性劑，包括Span-20、Span_40、Span-60和Span_80多元醇型非離子表面活性劑中的一種或幾種的組合。
6.如權(quán)利要求1所述的防聚劑，其中，該防聚劑的HLB值為4-9。
7.一種抑制油-氣-水混輸體系中水合物聚積的方法，其包括將權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的非離子復(fù)合型水合物防聚劑添加到所述油-氣-水混輸體系中的步驟。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述油-氣-水混輸體系中，所述水的體積含量占油-水兩相總體積的比例不高于50%。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述非離子復(fù)合型水合物防聚劑的添加量控制為所述油-氣-水混輸體系中水的質(zhì)量的1. 0-20. 0%。
10.權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的非離子復(fù)合型水合物防聚劑在抑制油-氣-水混輸體系中的水合物聚積的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種非離子復(fù)合型水合物防聚劑。該非離子復(fù)合型水合物防聚劑是由聚氧乙烯二羧酸酯類雙子非離子表面活性劑與多元醇型非離子表面活性劑組成的。相較于現(xiàn)有的水合物防聚劑，本發(fā)明提供的非離子復(fù)合型水合物防聚劑，更利于實(shí)現(xiàn)水合物動(dòng)態(tài)控制技術(shù)，確保油-氣-水多相混輸管線中水合物晶體以小顆粒狀存在于管道中，不發(fā)生聚積和沉積現(xiàn)象，從而有效地解決多相混輸管線的流動(dòng)安全保障問題。該非離子復(fù)合型水合物防聚劑還具有用量少、作用效果好、無毒且經(jīng)濟(jì)環(huán)保等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)F17D1/17GK102451640SQ20101051025
公開日2012年5月16日 申請(qǐng)日期2010年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月18日
發(fā)明者孫長(zhǎng)宇, 彭寶仔, 李文志, 李清平, 穆亮, 陳俊, 陳光進(jìn) 申請(qǐng)人:中國(guó)石油大學(xué)(北京)