×
19.01.2019
219.016.b1cb

КИНЕТИЧЕСКИЙ ИНГИБИТОР ГИДРАТООБРАЗОВАНИЯ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к составам для ингибирования образования газовых гидратов по кинетическому механизму в различных углеводородсодержащих жидкостях и газах, содержащих воду и гидратообразующие агенты, и может быть использовано в нефтегазовой отрасли для предотвращения образования техногенных газовых гидратов. Состав кинетического ингибитора гидратообразования содержит четвертичное аммониевое соединение, водорастворимый полимер, оксиэтилированный и/или оксипропилированный амин, оксиэтилированный и/или оксипропилированный диол, алифатический спирт с числом атомов углерода от 5 до 6, метанол или этанол, или метанол или этанол с водой, или смесь метанола и этанола с водой при следующем соотношении компонентов, % масс.: четвертичное аммониевое соединение 10,0-50,0, водорастворимый полимер 1,0-10,0, оксиэтилированный и/или оксипропилированный амин 1,0-10,0, оксиэтилированный и/или оксипропилированный диол 0,0-10,0, алифатический спирт с числом атомов углерода от 5 до 6 0,0-20,0, метанол или этанол, или метанол или этанол с водой, или смесь метанола и этанола с водой - остальное. Технический результат - снижение содержания полимерной основы, приводящей к понижению динамической вязкости ингибитора, снижение температуры застывания и достижение аналогичной или более высокой ингибирующей способности. 1 ил., 3 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к составам для ингибирования образования газовых гидратов по кинетическому механизму в различных углеводородсодержащих жидкостях и газах, содержащих воду и гидратообразующие агенты и может быть использовано в нефтегазовой отрасли для предотвращения образования техногенных газовых гидратов.

Нефть, газовый конденсат, природный и попутный газы содержат в своем составе такие соединения, как углеводороды алканового ряда С14, диоксид углерода, сероводород, азот, которые при определенных термобарических условиях в присутствии воды могут образовывать газовые гидраты, являющиеся твердыми льдоподобными кристаллическими веществами. Техногенные гидраты могут образовываться в системах добычи газа (призабойная зона скважин, шлейфы, коллекторы), в системах подготовки газа, в системах низкотемпературной переработки газа, а также в газотранспортных магистралях. Образующиеся кристаллы гидратов могут агломерировать с образованием гидратных пробок. Формирование гидратных пробок приводит к полному закупориванию трубопроводов и другого технологического оборудования, провоцируя тем самым аварии и остановки технологических процессов.

Известно использование в качестве ингибитора газовых гидратов в углеводородсодержащем сырье термодинамических ингибиторов гидратообразования (ТИГ) таких как метанол, моноэтиленгликоль и его олигомеры, водорастворимые соли-электролиты (Истомин В.А., Квон В.Г. Предупреждение и ликвидация газовых гидратов в системах добычи газа. - М.: ООО «ИРЦ Газпром», 2004), (RU 2049957, 1995).

Механизм действия такого рода реагентов заключается в том, что при высоком содержании в водной фазе (10-60% мас.) они изменяют активность воды, делая образование гидратов менее вероятным с термодинамической точки зрения за счет смещения условий трехфазного равновесия газ-водный раствор-газовый гидрат в область более низких температур и высоких давлений. Существенным недостатком ТИГ являются их высокие рабочие концентрации, доходящие до 60% мас., высокая растворимость в углеводородных флюидах и, как следствие, повышенный расход, из-за чего применение ТИГ может быть сопряжено с высокими затратами на транспортировку, хранение и экологическими проблемами, связанными с их токсичностью.

Известными являются кинетические ингибиторы гидратообразования (КИГ), включающие полимеры простых циклических иминоэфиров с замкнутым или раскрытым циклом (RU 2146787, 2000), полимеры с N-виниламидными звеньями общей формулы [CH2-CH-NR1-CO-R2]n (RU 2160409, 2000), сополимеры N-метил-N-винилацетамида и виниллактама (RU 2134678, 1999). Вследствие низких дозировок КИГ (0,1-2% мас.) не влияют на термодинамические условия образования гидратов, при этом находясь в растворенном состоянии в водной фазе, они способны значительно замедлять процессы образования зародышей газовых гидратов (нуклеации) и кристаллизации образовавшихся закритических зародышей, и кристаллов гидратов за счет адсорбции на границе раздела водная фаза-газовый гидрат. Недостатками приведенных составов являются сложность синтеза и высокий расход полимерной основы (0,5% мас.), связанная с этим высокая вязкость товарной формы ингибитора.

Более близким к изобретению является кинетический ингибитор гидратообразования Luvicap EG, выпускаемый компанией BASF [https://worldaccount.basf.com/wa/NAFTA~en_US/Catalog/OilfieldChemicals/info/BASF/PRD/30080760]. Данный состав представляет собой 40% раствор поли(N-винилкапролактама) в моноэтиленгликоле.

Недостатками указанного ингибитора являются недостаточно низкая температура застывания, составляющая минус 12,9°С, что не позволяет использовать данный состав при более низких температурах, высокая динамическая вязкость (16700 мПа⋅с при 20°С) из-за высокого содержания полимерного соединения в рецептуре, что значительно затрудняет перекачку и дозирование данного состава.

Таким образом, известный ингибитор недостаточно эффективен.

Техническая проблема изобретения заключается в повышении эффективности состава кинетического ингибитора гидратообразования.

Указанная проблема решается описываемым кинетическим ингибитором гидратообразования, содержащим четвертичное аммониевое соединение, водорастворимый полимер, оксиэтилированный и/или оксипропилированный амин, оксиэтилированный и/или оксипропилированный диол, алифатический спирт с числом атомов углерода от 5 до 6, метанол или этанол, или их смесь с водой при следующем соотношении компонентов, % масс:

четвертичное аммониевое соединение 10,0-50,0
водорастворимый полимер 1,0-10,0
оксиэтилированный и/или оксипропилированный амин 1,0-10,0
оксиэтилированный и/или оксипропилированный диол 0-10,0
алифатический спирт с числом атомов углерода от 5 до 6 0-20,0
метанол или этанол, или их смесь с водой остальное до 100%

Достигаемый технический результат заключается в снижении содержания полимерной основы, приводящее к понижению динамической вязкости ингибитора, снижении температуры застывания и достижении аналогичной или более высокой ингибирующей способности вследствие синергизма компонентов состава, обусловленного межмолекулярным взаимодействием.

Используемые в составе компоненты значительно замедляют образование зародышей гидратной фазы (нуклеацию), ингибируют рост кристаллов газовых гидратов и предотвращают агломерацию кристаллов гидратов меньшего размера в более крупные.

Описываемые составы могут использоваться для ингибирования гидратов в таком углеводородсодержащем сырье как, например, нефтяные водосодержащие эмульсии, указанные эмульсии, содержащие углеводородный газ, газовый конденсат, сырье, содержащее гидратообразующий газ, воду, а также другое углеводородсодержащее сырье, содержащее воду и гидратообразующие компоненты, характерное, в частности, для процессов добычи, переработки и транспортировки углеводородного сырья.

Описываемый состав вводят в исходное углеводородсодержащее сырье в количестве 0,2-2,0% масс. от воды, содержащейся в указанном сырье.

В описываемом составе кинетического ингибитора гидратообразования в качестве водорастворимого полимера используют, в частности, поли-N-виниллактамы, полиакриламид и его производные, поливиниламид и его производные, полиаллиламид и его производные, сверхразветвленные полиэфирамиды, поливиниловый спирт и его производные, олигопептиды и антифризные белки, и другие высокомолекулярные соединения, способные замедлять процессы нуклеации и роста кристаллов газовых гидратов. В качестве четвертичного аммониевого соединения используют катионные поверхностно-активные вещества, такие как галогениды алкилдиметилариламмония, галогениды тетраалкиламмония, галогениды цетилтриметиламмония, галогениды цетилдиметиламмония, галогениды додецилдиметиламмония, галогениды дидодецилдиметиламмония или смесь указанных веществ. В качестве оксиэтилированного и/или оксипропилированного амина используют продукты присоединения этилен - и пропиленоксида к алкиламину и алкилендиамину с числом атомов углерода от 2 до 18 или смесь таких продуктов. В качестве оксиэтилированного и/или оксипропилированного диола используют продукты присоединения этилен- и пропиленоксида к насыщенным и ненасыщенным двухатомным спиртам с числом атомов углерода от 8 до 16 или смесь указанных продуктов. В качестве алифатического спирта могут использоваться, в частности, н-пентанол, н-гексанол, циклогексанол их изомеры, а также смеси этих веществ.

Наличие в составе четвертичного аммониевого соединения (катионного ПАВ) и оксиэтилированного и/или оксипропилированного амина позволяет значительно снизить содержание полимерного кинетического ингибитора при сохранении ингибирующей способности за счет проявления синергетического эффекта, связанного с совместным действием компонентов в растворе. Снижение содержания олигомерного или полимерного кинетического ингибитора в образце позволяет значительно уменьшить вязкость состава. Добавление оксиэтилированного и/или оксипропилированного диола, а также алифатического спирта с числом атомов углерода от 5 до 6 позволяет уменьшить пенообразование при использовании состава, а также позволяет дополнительно повысить ингибирующую способность состава. Использование метанола или этанола или их смеси с водой в качестве растворителя позволяет придать составу требуемые низкотемпературные свойства (температура застывания), что позволяет применять описываемый состав при отрицательных температурах. Наличие в составе поверхностно-активных веществ в сочетании с полимерными ингибиторами придает композиции способность не только предотвращать образование газовых гидратов по кинетическому механизму, но и позволяет предотвращать агломерацию образующихся гидратных кристаллов.

Описываемый состав кинетического ингибитора гидратообразования получают следующим образом. В емкость в необходимом количестве дозируют метанол или этанол или их смесь с водой, добавляют четвертичное аммониевое соединение, водорастворимый полимер, оксиэтилированный и/или оксипропилированный амин и оксиэтилированный и/или оксипропилированный диол и перемешивают при температуре 10-30°С до полного растворения исходных компонентов. Готовый состав вводят в углеводородсодержащее сырье, содержащее воду и гидратообразующие компоненты различным образом, в частности, непосредственно в сырье, закачивают в прискважинную зону или в участок трубопровода.

Изобретение иллюстрируется нижеприведенным примером, не ограничивающим его использование.

Пример.

В таблице 1 приведен состав полученных образцов описываемого кинетического ингибитора гидратообразования. Приведенные составы получают описанным выше образом.

Температура застывания и значения динамической вязкости описываемого кинетического ингибитора гидратообразования и известных ингибиторов представлены в таблице 2. Температуру застывания образцов измеряли по ГОСТ 20287-91. Динамическую вязкость образцов измеряли при температуре 20,0°С на ротационном вискозиметре Rheotest RV2.1 при скорости сдвига 24,3 с-1.

Из данных таблицы 2 видно, что составы описываемого ингибитора, не застывают при температурах выше минус 53°С, тогда как известный аналогичный ингибитор и более близкий по составу ингибитор застывают при значительно более высоких температурах. Вследствие более низкого содержания полимерного вещества в товарной форме образцы по описываемому изобретению характеризуются значениями динамической вязкости на порядки более низкими, чем у известных составов.

Применение описываемого ингибитора иллюстрируется на примере использования в качестве исходного углеводородсодержащего сырья, состоящего из газовой смеси 95,66% СН4+4,34% С3Н8 и воды. Исследование проводилось на лабораторной установке Sapphire Rocking Cell RCS6. Для определения ингибирующей способности использовали политермический метод (охлаждение с постоянной скоростью 1°С/ч). Данный метод позволяет определить температуру и давление начала гидратообразования и на основании этих величин и экспериментальных данных по условиям трехфазного равновесия газовая смесь-водный раствор-гидрат рассчитать предельную величину переохлаждения, которая достигается в системе без появления гидратной фазы. Методика проведения опытов была следующей. С помощью лабораторных весов Ohaus Pioneer РА413С готовили водный раствор с концентрацией исследуемых образцов 1% мас. В каждую сапфировую ячейку установки RCS6 помещали шар из нержавеющей стали диаметром 10 мм (элемент для перемешивания) и с помощью пипет-дозатора заливали по 10 мл раствора ингибитора концентрацией 1% мас. Отношение свободного объема к объему жидкости в каждой ячейке составило 1:1. Ячейки устанавливали в термостатируемой ванне установки и герметично закрывали. Объем ванны заполняли теплоносителем. Свободный объем ячеек продували гидратообразующим газом с целью удаления воздуха. После продувки ячейки наполняли гидратообразующим газом до начального давления 60 бар при комнатной температуре 21°С. Включали перемешивание содержимого ячеек путем их отклонения относительно горизонтального положения на угол ±45° с частотой 10 мин-1. Перемешивание оставалось включенным далее на протяжении всего эксперимента. Периодическое отклонение ячеек приводит к перемещению шарика от одного края ячейки к другому. При перемещении каждый раз шарик пересекает границу раздела газ-жидкость, что приводит к возникновению сдвигающих сил и способствует протеканию процесса нуклеации газовых гидратов на границе раздела газ-жидкость-металл. После этого температуру в ванне устанавливали на 1 час на таком уровне, чтобы Р, Т-условия в ячейках соответствовали двухфазной области V-Lw газ-жидкость на фазовой диаграмме вблизи линии трехфазного равновесия V-Lw-Н газ-жидкость-гидрат (температуре ячеек 18,5°С). После взаимного насыщения газовой и жидкой фаз температуру в ванне понижали со скоростью 1°С/ч, фиксируя при этом визуально содержимое сапфировых ячеек и контролируя измерение температуры и давления во всех ячейках.Давление во всех ячейках падало линейно при охлаждении со скоростью 1°С до тех пор, пока не начинался процесс гидратообразования. Из-за поглощения гидратообразующего газа зависимости давления от времени отклонялись от прямой. Фиксировали температуру T1 и давление P1 в каждой ячейке, при которых начиналось отклонение указанных зависимостей от прямых. Температуру ячеек во всех опытах линейно понижали со скоростью 1°С/ч от 18,5°С до -0,5°С. На основании полученных ранее экспериментальных данных по условиям фазового равновесия гидратов модельной метан-пропановой газовой смеси рассчитывали степень переохлаждения ΔT, при которой начинался процесс гидратообразования. ΔT равна разности между Teq и T1, где Teq - равновесная температура при давлении P1 для модельной газовой смеси 4,34% С3Н8+95,66% СН4. Teq рассчитывали путем полиномиального уравнения регрессии, полученного при обработке экспериментальных результатов по условиям трехфазного равновесия Lw-V-H для модельной газовой смеси 4,34% С3Н8+95,66% СН4. Для каждого из образцов проводили не менее 12 экспериментов, по результатам которых производили усреднение температуры, давления, степени переохлаждения начала гидратообразования и рассчитывали стандартное отклонение данных величин для каждого из образцов. Величина ΔT свидетельствует об эффективности образцов ингибиторов на стадии нуклеации газовых гидратов. Чем больше величина ΔT, тем лучше ингибитор замедляет процесс нуклеации газовых гидратов.

Результаты определения ингибирующей способности образцов приведены в таблице 3 и представлены на чертеже. При этом приведены средние значения величин и стандартные отклонения, рассчитанные по результатам 12 экспериментов для каждого образца.

При этом T1 - температура начала гидратообразования, P1 - давление начала гидратообразования, ΔT - степень переохлаждения начала гидратообразования.

На чертеже представлены значения степеней переохлаждения в начале гидратообразования для исследованных образцов. При этом, на чертеже используют следующие обозначения. Цифровые значения от 0 до 11 - номера исследуемых образцов по таблице 3.

Из приведенных данных следует, что кинетический ингибитор гидратообразования описываемого состава обладает аналогичной или более высокой ингибирующей способностью, чем известный Luvicap EG, более низкой по сравнению с известными составами динамической вязкостью и температурой застывания. При этом содержание полимерной основы снижается в 5-7 раз. Последнее приводит к понижению динамической вязкости ингибитора. При этом описываемый кинетический ингибитор обладает аналогичной или более высокой ингибирующей способностью.

Использование описываемого кинетического ингибитора гидратообразования, содержащего иные вышеперечисленные заявленные вещества, в иных концентрациях, входящих в указанный выше интервал, приводит к аналогичным результатам, использование компонентов кинетического ингибитора гидратообразования в количествах, выходящих за данный интервал, не приводит к желаемым результатам.


КИНЕТИЧЕСКИЙ ИНГИБИТОР ГИДРАТООБРАЗОВАНИЯ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-7 of 7 items.
03.10.2018
№218.016.8d93

Катализатор для гидротермального сжижения биомассы растительного происхождения

Изобретение относится к катализаторам для гидротермального сжижения биомассы растительного происхождения и может быть использовано при получении альтернативных жидких моторных топлив. Катализатор нахадится во фторированной и/или сульфатированной форме и содержит, мас.%: оксид стронция или оксид...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002668423
Дата охранного документа: 01.10.2018
23.10.2018
№218.016.94e8

Способ изготовления ионообменной двухслойной мембраны

Использование: изобретение относится к мембранной технике, в частности к способам получения ионообменных асимметричных мембран. Раствор перфторсульфополимера в литиевой форме в растворителе - диметилформамиде с массовой долей в растворе 7,2%, объемом 15-25 мл - заливают в стеклянную форму с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002670300
Дата охранного документа: 22.10.2018
06.12.2018
№218.016.a437

Насосно-эжекторная установка для эксплуатации скважин

Изобретение относится к области добычи нефти и газа и может быть использовано при разработке инновационных технологий добычи нефти и газа из обводненных скважин на месторождениях с трудноизвлекаемыми и нетрадиционными запасами углеводородов. Технический результат - интенсификация добычи...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002674042
Дата охранного документа: 04.12.2018
11.01.2019
№219.016.ae59

Катализатор для изомеризации ароматических углеводородов с-8

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей и нефтехимической отрасли промышленности. Заявлен катализатор для изомеризации ароматических углеводородов С-8, который состоит из носителя, содержащего, % масс.: упорядоченный алюмосиликат типа Аl-МСМ-41 10,0-75,0; алюмосиликатные нанотрубки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002676704
Дата охранного документа: 10.01.2019
11.01.2019
№219.016.aea3

Катализатор изомеризации ароматических углеводородов с-8

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей и нефтехимической отрасли промышленности. Заявлен катализатор изомеризации ароматических углеводородов С-8, который состоит из носителя, содержащего, % масс.: цеолит типа ZSM-5 10,0-75,0; алюмосиликатные нанотрубки 5,0-70,0; гамма-оксид алюминия -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002676706
Дата охранного документа: 10.01.2019
30.03.2019
№219.016.f9ad

Способ подъема неоднородной многофазной продукции из скважины и устройство для его осуществления

Группа изобретений относится к области нефтяной и газовой промышленности и может быть использована при добыче углеводородов из скважин при интенсивном притоке в скважину воды с песком. Способ подъема неоднородной многофазной продукции из скважины при помощи устройства включает откачку продукции...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002683463
Дата охранного документа: 28.03.2019
03.07.2019
№219.017.a3b1

Способ разработки обводненной нефтяной залежи

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к способам разработки обводненной нефтяной залежи в низкопроницаемом терригенном коллекторе заводнением. В способе разработки обводненной нефтяной залежи с низкопроницаемым терригенным коллектором путем последовательной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002693101
Дата охранного документа: 01.07.2019
Showing 1-10 of 131 items.
27.01.2013
№216.012.206b

Способ обработки прискважинной зоны пласта добывающей скважины

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и, в частности, к способам обработки зоны пласта, прилегающей к скважине, для интенсификации притока пластового флюида. Технический результат - повышение эффективности способа за счет возможности оперативного получения информации о...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473800
Дата охранного документа: 27.01.2013
20.02.2013
№216.012.2783

Способ разработки обводненной нефтяной залежи

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к способам разработки обводненной нефтяной залежи в терригенном коллекторе заводнением. В способе разработки обводненной нефтяной залежи в терригенном коллекторе путем закачки в нагнетательные скважины низковязкой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475635
Дата охранного документа: 20.02.2013
27.08.2013
№216.012.638e

Способ получения катализатора гидроочистки дизельного топлива

Изобретение относится к каталитической химии, в частности к способу получения алюмоникельмолибденовых катализаторов гидроочистки дизельного топлива методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза через стадию интерметаллидных сплавов. Способ получения катализатора заключается в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491123
Дата охранного документа: 27.08.2013
20.11.2013
№216.012.8254

Способ получения средства, обладающего противоопухолевой активностью

Изобретение относится к области биотехнологии. Способ предусматривает приготовление посевного мицелия базидиомицета, выбранного из группы Flammulina velutipes (Curtis) Singer и/или Hericium erinaceus (Bull.) Pers. Приготовление питательной среды, содержащей измельченный подсолнечный жмых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499040
Дата охранного документа: 20.11.2013
10.12.2013
№216.012.87e9

Способ активации катализаторов гидроочистки дизельного топлива

Настоящее изобретение относится к способу активации катализаторов гидроочистки дизельного топлива и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и нефтехимической областях промышленности. Описан способ активации алюмоникельмолибденовых катализаторов гидроочистки дизельного топлива путем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500475
Дата охранного документа: 10.12.2013
10.12.2013
№216.012.88a3

Способ выделения метана из газовых смесей

Изобретение относится к способу выделения метана из газовых смесей путем контактирования смеси с водным раствором циклического простого эфира концентрацией не выше 20% мол. при температуре не выше 20°C и давлении до 3,0 МПа с получением конденсированной фазы, содержащей смешанные гидраты метана...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500661
Дата охранного документа: 10.12.2013
10.12.2013
№216.012.88d4

Безводный тампонажный раствор

Изобретение относится к строительству скважин различного назначения, к ремонтно-изоляционным работам в скважинах, а также используется при ликвидации водопроявлений в процессе бурения скважин. Технический результат - снижение фильтратоотдачи, повышение седиментационной устойчивости. Тампонажный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500710
Дата охранного документа: 10.12.2013
27.12.2013
№216.012.90d9

Буровой раствор на углеводородной основе

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к буровым растворам на углеводородной основе, предназначенным для проходки интервалов неустойчивых, глинистых пород, интервалов многолетних мерзлотных пород, продуктивных пластов и бурения горизонтальных участков скважин....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502774
Дата охранного документа: 27.12.2013
10.04.2014
№216.012.b04a

Адъювант

Изобретение относится к биотехнологии и представляет собой адъювант для инъекционных эмульсионных вакцин. Данный адъювант может быть использован в медицине. Адъювант включает эмульгатор в виде кремнийорганического соединения и масляную основу. Для вакцины типа «вода в масле» адъювант содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510845
Дата охранного документа: 10.04.2014
10.04.2014
№216.012.b1ae

Способ получения наночастиц металлов

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению наночастиц металлов. Предварительно подготовленную суспензию зародышевых наночастиц металла вводят в ростовую среду, содержащую водный раствор соединения металла концентрацией 10-10 М, восстанавливающий агент концентрацией...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002511202
Дата охранного документа: 10.04.2014
+ добавить свой РИД