FR2735210A1 - Procede de recyclage d'un additif dispersant utilise pour le transport d'un gaz a condensat ou d'un petrole avec gaz associe en presence d'hydrates - Google Patents
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Abstract
- La présente invention concerne un procédé d'utilisation et de recyclage d'un additif dispersant des hydrates utilisé pour les transport d'un effluent pétrolier, comme par exemple un gaz à condensat ou un pétrole avec gaz associé, dans des conditions où des hydrates peuvent se former.
Description
l La présente invention concerne un procédé qui permet de recycler en
totalité ou en partie un additif dispersant des hydrates utilisé pour le transport d'un gaz à condensat ou d'un pétrole avec gaz associé, dans des conditions ou
des hydrates de gaz peuvent se former.
Ces hydrates peuvent se former lorsque que l'eau se trouve en présence d'hydrocarbures légers, soit en phase gazeuse, soit à l'état dissous dans une phase liquide, telle qu'un hydrocarbure liquide, et lorsque la température atteinte par le mélange devient inférieure à la température thermodynamique de formation des hydrates, cette température étant donnée pour une composition
des gaz et pour une valeur de pression donnée.
La formation d'hydrates peut être redoutée, notamment dans l'industrie pétrolière et gazière, pour lesquelles les conditions de formation des hydrates peuvent être réunies. En effet, pour diminuer le coût de production du pétrole brut et du gaz, tant au point de vue des investissements qu'au point de vue de I'exploitation, une voie envisagée, notamment en production en mer, est de réduire, voire de supprimer, les traitements appliqués au brut ou au gaz à transporter du gisement jusqu'à la côte et notamment de conserver en totalité ou en partie l'eau présente dans le fluide à transporter. Les traitements en mer s'effectuent en général sur une plate-forme située en surface à proximité du gisement, de manière que l'effluent, initialement chaud, puisse être traité avant que les conditions thermodynamiques de formation des hydrates ne soient atteintes du fait du refroidissement de l'effluent en circulation dans une conduite en contact indirect avec l'eau de mer. Cette manière de procéder est particulièrement avantageuse lorsque la production en mer se situe dans une zone difficile d'accès. Néanmoins, elle présente un inconvénient notable du fait
des risques de formation d'hydrates dus à la présence d'eau.
En effet, les effluents pétroliers comprenant une phase gazeuse et éventuellement une phase liquide peuvent être constitués, par exemple, par un gaz naturel, un gaz à condensat ou un gaz associé en mélange avec du pétrole brut. Ils sont généralement saturés en eau et peuvent même dans certains cas
contenir de l'eau libre.
Lors du transport d'effluents de production d'un gisement sous-marin de gaz naturel ou, de pétrole et de gaz, comportant de l'eau, la température du fond de la mer peut être de l'ordre de 3 ou 4 C. Une telle température provoque un abaissement de la température de l'effluent produit, pouvant mettre ce dernier dans des conditions thermodynamiques favorables à la formation d' hydrates,
qui s'agglomèrent et bloquent les conduites de production.
Les d'hydrates sont des composés d'inclusion formés à partir de l'eau et
d'hydrocarbures légers comme le méthane, I'éthane, le propane, I'iso ou le n-
butane. L'azote, de même que certains gaz acides présents dans le gaz naturel comme le dioxyde de carbone ou l'hydrogène sulfuré peuvent également former
des hydrates en présence d'eau.
La formation puis l'agglomération des hydrates entraînent le remplissage puis le blocage des conduites de transport qui empêchent à la longue tout passage de pétrole ou de gaz entraînant des conséquences extrêmement pénalisantes. En effet, ces phénomènes peuvent conduire à un arrêt de la production et à des pertes financières importantes. De plus, la remise en service de l'installation, surtout lorsqu'il s'agit de production ou de transport en mer, peut
être longue car la décomposition des hydrates formés est très difficile à réaliser.
Des conditions favorables à la formation d'hydrates peuvent aussi être réunies de la même façon à terre pour des conduites peu enfouies dans le sol terrestre lorsque, par exemple, la température de l'air ambiant est assez basse,
notamment dans des zones septentrionales telles que des zones arctiques.
Pour éviter ces inconvénients, on a cherché, dans l'art antérieur, à utiliser des produits qui, ajoutés au fluide, agissent comme inhibiteurs en abaissant la température thermodynamique de formation des hydrates. Ce sont notamment des alcools, tels que le méthanol, ou des glycols, tels que le mono-, le di- ou le tri-éthylène glycol. Cette solution est très onéreuse car la quantité d'inhibiteurs à ajouter peut atteindre 10 à 50% poids de la teneur en eau et ces inhibiteurs sont
difficiles à récupérer complètement.
Il a également été préconisé l'isolation ou même le chauffage des conduites de transport à l'aide d'un dispositif approprié, tel que décrit dans la demande de brevet WO-90/05260, pour éviter un refroidissement trop rapide des fluides transportés. De tels dispositifs sont néanmoins coûteux et complexes
dans leur réalisation technique.
D'autres moyens consistent à utiliser des rayonnements, par exemple, le brevet HU-18511 enseigne d'envoyer une onde électromagnétique dont les valeurs de fréquences et les modes de propagation sont choisis pour faire
fondre les hydrates formés.
Dans le brevet SU-442.287 on utilise une onde ultrasonore pour briser les
cristaux d'hydrates et libérer le gaz piégé.
On a encore décrit l'utilisation d'additifs capables de modifier le mécanisme de formation des hydrates, puisqu'au lieu de s'agglomérer rapidement les uns aux autres et de former des bouchons très solides, les hydrates formés se dispersent dans le fluide sans s'agglomérer et sans obstruer les conduites. On peut citer à cet égard la demande de brevet EP-A-323.774 au
nom du demandeur, qui décrit l'utilisation de composés amphiphiles non-
ioniques, choisis parmi les esters de polyols et d'acides carboxyliques, substitués ou non substitués, et les composés à fonction imide. On peut encore citer la demande de brevet EP-A-323.775, toujours au nom du demandeur, qui décrit notamment l'utilisation de composés appartenant à la famille des diéthanolamides d'acides gras ou de dérivés d'acides gras. Le brevet US-A-4.956.593 décrit l'utilisation de composés tensioactifs tels que des phosphonates organiques, des esters phosphates, des acides phosphoniques, leurs sels et leurs esters, des polyphosphates organiques et leurs esters, ainsi que des polyacrylates et polyacrylamides. La demande de brevet EP-4-457.375 décrit l'utilisation de composés tensioactifs anioniques, tels que les acides alkylsulfoniques et leurs sels de métaux alcalins. Des composés amphiphiles, obtenus par réaction d'au moins un dérivé succinique choisi dans le groupe formé par les amides et les anhydrides polyalkénylsucciniques, sur au moins un monoéther de polyéthylèneglycol ont également été proposés pour réduire la tendance à l'agglomération des hydrates de gaz dans la demande de brevet
EP-A-582.507.
Les méthodes préconisant l'utilisation d'additifs chimiques dispersants pour transporter les hydrates sont intéressantes en raison des faibles teneurs en additifs nécessaire pour disperser les cristaux d'hydrates au sein de la phase hydrocarbure liquide. Cependant en raison du coût de l'additif, supérieur à ceux des inhibiteurs classiques, tels que le méthanol ou les glycols, le gain
économique résultant limité.
Il s'avère donc avantageux et intéressant de procéder en récupérant et ne
réutilisant l'additif dispersant au moins en partie.
La présente invention concerne un procédé qui permet notamment de récupérer et de recycler au moins une partie d'un additif dispersant des hydrates. Ce procédé est alors avantageux car il réduit très sensiblement la consommation en additif dispersant et donc le coût des opérations de transport
des effluents.
Il offre de plus l'avantage de réduire les quantités d'additif résiduel dans l'huile produite, ce qui diminue sensiblement les problèmes éventuellement rencontrés lors du traitement ultérieur de l'huile dans les raffineries par exemple. La méthode préconisant l'utilisation d'agents dispersants pour transporter les hydrates ou pour réduire leur tendance à l'agglomération est particulièrement avantageuse lorsque la phase hydrocarbure liquide, huile ou condensat, est en quantité telle que la formation d'une émulsion eau dans huile est possible. La phase hydrocarbure liquide sert en effet de véhicule pour le transport ultérieur des hydrates, se présentant dans la plupart des cas sous forme de suspension, et une quantité minimale de cette phase est requise. La teneur en eau doit préférentiellement être inférieure à la teneur en hydrocarbure liquide, et par exemple représenter 25% ou moins en volume du volume total de
phase liquide.
Ainsi il est possible d'utiliser cette technique lors de la production de gaz à condensat ou d'huile avec gaz associé, puisque dans ces deux cas la présence d'une phase hydrocarbure liquide est assurée dans la conduite de production, et
ceci dès la tête de puits jusqu'au séparateur ou au terminal.
L'additif dispersant des hydrates, introduit dans la phase hydrocarbure liquide, sera alors en mesure de disperser l'eau, ainsi que les hydrates après leur formation, au sein de la phase hydrocarbure liquide, en assurant ainsi leur
transport sous forme dispersée.
Dans la présente invention on utilise le fait que la phase hydrocarbure liquide contenant l'additif dispersant peut être au moins partiellement séparée et récupérée. L'additif utilisé étant de préférence soluble dans la phase hydrocarbure, il peut être ainsi au moins partiellement recyclé, ce qui est particulièrement avantageux puisqu'il est possible de réduire très sensiblement
la consommation d'additif.
La présente invention concerne un procédé pour transporter dans une conduite un fluide comprenant au moins des hydrocarbures gazeux et liquides et de l'eau, dans des conditions o les hydrates peuvent se former. Il est caractérisé en ce que l'on incorpore au dit fluide un additif dispersant, qui est au moins en partie séparé à la sortie de la conduite et recyclé en un point de la dite conduite. .':.....Selon un mode de réalisation, I'étape de séparation et de recyclage :;.-'' ""s'effectue par exemple de la manière suivante: (1) on incorpore audit fluide à transporter un additif dispersant en solution À -X;---:5 dans une fraction hydrocarbure liquide, (2) on transporte les hydrocarbures liquides et gazeux en présence d'eau, et d'hydrates éventuellement formés lors du transport, :.-"'-:: (3) on sépare au moins en partie la phase gazeuse et la phase :_?.--.i hydrocarbure liquide en excès de la phase hydrocarbure liquide contenant ;--:; -:. 10 l'additif et les hydrates formés, -..--?:: (4) on dissocie les hydrates éventuellement formés et on sépare la phase hydrocarbure liquide contenant l'additif et les hydrates dissociés en une phase liquide aqueuse, et une phase hydrocarbure liquide contenant au moins en partie l'additif dispersant, et (5) on recycle au moins en partie la phase hydrocarbure liquide
--.,: ;,g, comportant les additifs provenant de l'étape (4) en un point de la conduite.
Pour des fluides susceptibles de générer une fraction hydrocarbure liquide en excès on peut séparer la fraction hydrocarbure liquide comportant les additifs en deux étapes :;?.'.,':: - en obtenant à l'issue de la première étape d'une part une suspension ou une ?.::.'4 - émulsion concentrée en eau et une fraction hydrocarbure liquide substantiellement débarrassée d'eau qui est évacuée
,;:_;.?,..-
- en séparant au cours de la deuxième étape l'eau, contenue dans l'émulsion ou la suspension provenant de la première étape, d'une fraction liquide enrichie en additif dispersant et en recyclant au moins en partie la dite fraction
hydrocarbure liquide.
On peut utiliser des additifs dispersant tels un ester de polyols et d'acide
-30 carboxylique, substitué ou non substitué.
L'ester de polyol employé comme additif peut être formé entre un acide ou un anhydride alkénylsuccinique et un polyalkylèneglycol; et/ou entre un anhydride polyisobuténylsuccinique et un polyéthylèneglycol; et/ou obtenu par action de monoéther de polyalkylèneglycol et d'anhydride polyisobuténylsuccinique. L'additif dispersant est, par exemple, un hydroxycarbylamide d'acide carboxylique, substitué ou non substitué, tel un hydroxycarbylamide aliphatique ou cyclanique et/ou un mono- ou diéthanolamide d'acide carboxylique
comportant de préférence 3 à 36 atomes de carbone.
On peut utiliser un additif conjointement avec un inhibiteur
thermodynamique classique, tels que le méthanol, ou les glycols.
Selon un autre mode de réalistion on introduit dans la conduite un additif rendant la paroi de la conduite mouillable par la dite fraction hydrocarbure liquide. L'additif ajouté permettant de rendre la paroi de la conduite mouillable par
la fraction hydrocarbure liquide peut aussi être un additif anticorrosion.
Le procédé selon l'invention s'applique particulièrement bien pour transporter des hydrates en suspension dans un gaz à condensat ou dans un
pétrole brut avec gaz associé, les hydrates ayant étant formés lors du transport.
La présente invention sera mieux comprise et ses avantages apparaîtront
plus clairement à la description qui suit d'exemples particuliers, nullement
limitatifs, illustrés par les figures ci-annexées - la figure 1 illustre un schéma général permettant la mise en oeuvre de l'invention, - la figure 2 montre en détail l'étape de séparation permettant de recycler l'additif, - la figure 3 représente une variante de réalisation permettant de réduire la consommation de chaleur lors du procédé, et
- la figure 4 montre une autre possibilité pour réaliser la fusion des hydrates.
Le procédé selon l'invention utilise le fait qu'un additif dispersant est adsorbé à la surface des cristaux d'hydrates, ce qui permet dans un premier temps de séparer la phase hydrocarbure liquide en excès qui contient une faible partie d'additif en solution, de la suspension hydrate/hydrocarbure liquide ou de I'émulsion eau/hydrocarbure liquide, dans lesquelles se trouve concentré
l'additif dispersant.
4L Après dissociation des hydrates et/ou cassage de l'émulsion, il est alors possible de récupérer une phase hydrocarbure liquide qui contient l'additif dispersant. Afin de mieux cerner le principe mis en oeuvre dans le procédé selon l'invention l'exemple décrit en relation avec la figure 1, donné à titre indicatif et nullement limitatif, est appliqué au transport d'un gaz à condensat ou d'un
pétrole avec gaz associé.
L'effluent de production, est évacué du sous-sol en 1, par une tête de puits, qui peut être sous-marine dans le cas d'un gisement situé en mer. La tête de puits est schématisée sur la figure 1 par un manifold de vannes V1, V2, V3. A la sortie de la tête de puits, l'effluent est à une température relativement élevée de l'ordre par exemple de 70 C passe dans une conduite C pour être transporté jusqu'à une station de traitement A située à terre ou une plate-forme de production comportant les équipements habituellement employés pour le traitement dans l'industrie pétrolière. Lors de son transport dans la conduite C, I'effluent est progressivement refroidi, du fait du contact indirect de la conduite avec l'eau de mer conduisant ainsi à la formation d'hydrates, plus particulièrement au voisinage de la paroi. L'agglomération de ces hydrates pouvant à terme bloquer progressivement la conduite C. Pour éviter la formation d'un bouchon d'hydrates, le procédé selon l'invention consiste à envoyer par une conduite 2 reliée à la conduite C en au moins un point 3, ou point d'injection, un additif dispersant, qui peut être mis dans un solvant hydrocarbure liquide, par exemple à une teneur de 50% en poids. L'additif dispersant, éventuellement en solution concentrée dans un solvant ou une fraction hydrocarbure liquide est injecté au point 3 de la conduite et se solubilise dans la phase hydrocarbonée liquide constituée par le brut
saturé en gaz.
Préférentiellement, on ajoute une quantité suffisante d'additif, par exemple comprise entre 0.1 et 4% poids par rapport à l'eau liquide produite, de façon à maintenir la phase aqueuse dispersée tout le long de l'écoulement. Lorsque les hydrates se forment, les particules d'hydrates sont ainsi entraînées dans
l'écoulement diphasique.
Afin d'éviter les risques d'agglomération des particules d'hydrates, I'additif dispersant est de préférence au moins en partie formé de molécules qui s'adsorbent sur la surface des cristaux d'hydrates et empêche les particules de
se rapprocher les unes des autres, par exemple par effet stérique.
L'effluent circulant dans la conduite C arrive par exemple à une station de
traitement A disposée soit à terre soit sur une plate-forme de production.
Au cours du traitement effectué sur l'effluent, on peut séparer les différentes phases le constituant, I'effluent étant composé notamment du gaz transporté, de l'additif dispersant et d'hydrates éventuellement formés lors du transport. Au cours du traitement, on recycle éventuellement au moins une partie de l'additif en procédant selon le schéma décrit à la figure 2 donné à titre illustratif et
nullement limitatif.
L'effluent arrivant en A est envoyé dans un séparateur S1 qui réalise la séparation des différentes phases, notamment la phase gazeuse, la phase hydrocarbure liquide constituée par le brut contenant l'additif dispersant en solution, et qui contient aussi les hydrates en suspension, éventuellement
formés lors du transport.
La suspension d'hydrates décante rapidement dans la partie basse du séparateur S1 pour former une phase plus dense, mais non agglomérée, constituée par la suspension d'hydrates concentrée dans la phase hydrocarbure liquide ou huile, la phase huile en excès surnageant du fait des différences de densité. La phase gazeuse est évacuée par un conduit 4, située par exemple dans
la partie supérieure du séparateur.
La phase huile surnageante est envoyée par un conduit 5 vers un séparateur S2 à l'issu duquel une phase gazeuse provenant de l'huile est évacuée en tête du séparateur par un conduit 6 et renvoyée de préférence vers le conduit 4, alors que la phase huile est évacuée en fond de séparateur par un
conduit 7.
La suspension d'hydrates se trouvant dans la partie basse du séparateur S1 est évacuée par un conduit 8 vers un premier échangeur E1, qui réalise la fusion des hydrates et qui casse l'émulsion eau/huile susceptible de se former après dissociation des hydrates. A l'issu de cet échangeur E1 les différentes phases obtenues sont envoyées dans un séparateur S3 et séparées. La phase gazeuse est alors évacuée par un conduit 9 avant d'être renvoyée par exemple vers le conduit 4, la phase aqueuse ou l'eau est évacuée par un conduit 10 située de préférence en fond de séparateur, et la phase huile, qui contient une grande partie de l'additif dispersant, ce dernier étant préférentiellement soluble dans l'huile, est évacuée par un conduit 1, et éventuellement reprise par une pompe P1 positionnée sur le conduit et recyclée à travers le conduit 2 vers un point de la conduite de transport C, par exemple en tête de conduite C. La fusion des hydrates est réalisée par exemple à une température
régnant entre 30 et 100 C et de préférence entre 50 et 80 C.
Un appoint en additif dispersant, éventuellement en solution dans une fraction hydrocarbure liquide, destiné à pallier les pertes éventuelles, peut être introduit par le conduit 12 pouvant être relié à une source auxiliaire. Selon un autre mode de mise en oeuvre du procédé, il est possible de dissocier les hydrates, en provenance de la conduite C, dans le séparateur Sl, tout ou partiellement, par exemple en fixant des conditions de pression et de
températures telles que les hydrates formés soient instables.
On obtient alors une émulsion eau dans huile qui décante progressivement dans le fond du séparateur S1, la température devant être choisie pour éviter de casser l'émulsion. L'additif dispersant se trouve alors préférentiellement dans cette phase émulsionnée. Selon ce schéma, c'est I'émulsion qui est évacuée par le conduit 8, chauffée dans l'échangeur E1 de manière à la casser et envoyée vers le séparateur S3 qui sépare les phases obtenues, une phase aqueuse qui est évacuée par le conduit 10 et une phase hydrocarbure liquide ou huile contenant une grande partie de l'additif dispersant, qui est évacuée par le conduit 11, pour être reprise par la pompe P1
afin d'être recyclée dans la conduite 2.
Il est aussi possible dans ce mode de réalisation de faire un appoint en
additif comme indiqué précédemment.
Selon un mode avantageux de réalisation de l'invention, il est possible de
réduire la consommation de chaleur dans l'échangeur E1.
La figure 3 montre un schéma permettant à la fraction hydrocarbure liquide évacuée par le conduit 9 d'être échangée thermiquement avec le mélange évacué par le conduit 5 dans un échangeur E2 situé avant l'échangeur E1. Au cours de cet échange la fraction hydrocarbure liquide cède une partie de sa chaleur à l'effluent évacué par le conduit 5. Après passage dans l'échangeur E2, cette fraction hydrocarbure liquide refroidie est reprise par la pompe P1 et recyclée à travers le conduit 2, par exemple, en tête de la conduite C. Différents moyens peuvent être employés pour améliorer les
performances des différentes étapes de séparation et de recyclage effectuées.
Dans le cas de l'exemple illustré par la figure 3, on obtient une suspension concentrée de particules d'hydrates par simple décantation dans le séparateur S1. Il est également possible de mettre en oeuvre d'autres méthodes connues de concentration d'une suspension telles que, par exemple, le dans un
cyclone, la centrifugation, la filtration et notamment la filtration tangentielle.
Il est également possible de concentrer cette suspension en chauffant de
manière à vaporiser la fraction hydrocarbure que l'on veut évacuer avec le gaz.
Le chauffage effectué dans l'échangeur El, dans le cas des exemples illustrés par les figures 1, 2 et 3, permet de réaliser la fusion des cristaux
d'hydrates et facilite la séparation de l'émulsion par élévation de la température.
Ce chauffage peut être réalisé par des moyens différents de ceux qui sont illustrés sur les figures 1, 2 et 3. Il est possible notamment de fournir la chaleur nécessaire en ne chauffant pas directement la- suspension mais en chauffant
une fraction d'un des fluides obtenus après séparation, que l'on fait recirculer.
Ainsi, par exemple, comme le montre l'exemple de réalisation illustrée par la figure 4, la suspension arrivant par le conduit 12 peut être mélangée avec une fraction de phase aqueuse provenant du séparateur S2, recirculée au moyen de la pompe P2 et chauffée dans l'échangeur E3. Cette conception présente notamment l'avantage de faciliter la conception de l'échangeur de chauffage et d'en réduire la surface grâce aux bonnes propriétés de transfert thermique de l'eau. Dans le cas des exemples illustrés par les figures 1, 2 et 3, les deux phases formant l'émulsion sont séparées dans le séparateur par simple décantation. Il est possible de mettre en oeuvre les différentes méthodes connues pour faciliter cette séparation: passage à travers un lit coalescent, centrifugation, passage à travers un cyclone, techniques membranaires, électrocoalescence. Il est également possible de faciliter cette séparation en
ajoutant un additif désémulsifant.
On ne sortira pas du cadre de l'invention, en effectuant les étapes de séparation décrites ci-dessus dans un dispositif unique combinant des fonctions sensiblement identiques à celles obtenues par l'ensemble comportant les
séparateurs S1, S2 et l'échangeur El.
Dans tous les modes de réalisation décrits ci-dessus, les additifs peuvent être choisis parmi les additifs habituellement utilisés pour inhiber la formation
des hydrates et/ou leur agglomération.
L'additif dispersant pourra être par exemple un tensioactif non ionique choisi parmi des composés amidiques hydrogénés décrits dans le brevet
EP-A-323 775 du demandeur.
Il La synthèse de ces hydroxycarbylamides peut être réalisée à partir d'acides gras, d'esters de ces acides gras, des huiles ou graisses végétales ou animales, en faisant réagir ces composés avec des hydroxylcarbylamines telle que la diéthanolamine ou la monoéthanolamine. Par "hydroxycarbyl", on entend un radical hydrocarbyl substitué par au moins un groupe hydroxy. Les acides carboxyliques des amides pourront être des acides linéaires saturés ou insaturés, présents tels quels ou en mélange sous forme liée dans les huiles, les esters, dans le mélanges d'acides gras servant de matière première aux amides. Les huiles utilisables les plus courantes sont par exemple les huiles
de colza, de coprah, de tournesol...
Les acides carboxyliques des amides pourront être des acides hydroxycarboxyliques, tel que l'acide ricinoléique, ou des estolides, tels que les
estolides de l'acide ricinoléique.
Les acides carboxyliques pourront être des diacides ou triacides correspondant aux dimères et trimères des acides gras ou à des acides
dicarboxyliques, tel l'acide dodecanediolque.
Les amines servant à réaliser avec les acides carboxyliques la synthèse des amides sont par exemple des alkanolamines ou des diols aminés, tels que
la diéthanolamine, la diisopropanolamine ou le trihydroxyméthylaminométhane.
Les amides pourront être des mono ou diéthaloamides d'acides
carboxyliques et pourront compter 3 à 36 atomes de carbone.
L'additif dispersant peut être par exemple un composé amphiphile non ionique choisi parmi les esters de polyols, substitués ou non substitués, comme
ceux décrits dans le brevet EP-A 323 774 du demandeur.
Ces esters pourront être obtenus à partir d'acides carboxyliques linéaires ou non linéaires (par exemple ramifiés), saturés ou insaturés, correspondant par exemple aux acides gras contenus dans les huiles ou graisses végétales et animales, comme par exemple les acides laurique, palmitique, stéarique, pour les acides saturés, ou les acides palmitoléïque, oleïque, linoléique pour les
acides insaturés.
Les acides carboxyliques pourront être aussi des diacides ou triacides, correspondant aux dimères ou trimères des acides gras, ou des acides dicarboxyliques, comme par exemple l'acide dodécanedioïque pour lequel l'une
des fonctions acides peut être libre.
Les acides carboxyliques pourront être des acides hydroxycarboxyliques,
tel que l'acide ricinoléïque.
Les acides carboxyliques pourront être sous la forme de polymères
comme les acides estolisés obtenus à partir du ricin.
Les esters de polyols pourront enfin être obtenus à partir d'acide alkénylsuccinique ou d'anhydride alkénylsuccinique. Le groupe alkényle de I'acide ou de l'anhydride pourra dériver d'un polymère d'une monooléfine contenant 2 à 5 atomes de carbone. Ce polymère pourra plus particulièrement être un polyisobutène dans lequel le groupe alkényle a une masse moléculaire
moyenne de 300 à 5000.
Les polyols considérés sont par exemple - des diols, tels que l'éthylèneglycol, les polyalkylèneglycols, comme le polyéthylèneglycol ou le polypropylèneglycol, ou le néopentylglycol; - des triols, tels que le glycérol ou le triméthylolpropane; - des tétrols, tels que lepentaérythritol, I'érythritol; - des polyols, tels que le sorbitol, le mannitol, les polyglycérols, ou des sucres tels que le saccharose, le glucose, le fructose ou des dérivés de ces différents
produits tel que l'amidon.
L'additif dispersant peut également être un composé amphiphile non ionique obtenu par réaction d'au moins un dérivé succinique choisi dans le groupe formé par les acides et les anhydrides polyalkénylsucciniques, sur au moins un monoéther de polyéthylèneglycol, comme ceux décrits dans le brevet
EP-A- 582 507 du demandeur.
Les dérivés succiniques utilisés pour préparer les composés utilisés dans l'invention sont par exemple obtenus par action d'au moins une oléfine ou d'un hydrocarbure chloré sur l'acide ou l'anhydride maléïque. L'oléfine ou l'hydrocarbure chloré utilisés dans cette synthèse peuvent être linéaires ou ramifiés, et comportent habituellement 10 à 200 atomes de carbone, de préférence de 15 à 150 atomes de carbone, et le plus souvent 20 à 100 atomes de carbone dans leur molécule. Cette oléfine peut également être un oligomère, par exemple un dimère, un trimère ou un tétramère, ou encore un polymère d'une oléfine inférieure, ayant par exemple de 2 à 12 atomes de carbone, telle que l'éthylène, le propylène, I'isobutène. L'hydrocarbure chloré peut provenir de
la chloration de tels polymères.
Les monoéthers de polyéthylèneglycol utilisés pour préparer les composés utilisés dans l'invention ont habituellement une masse molaire moyenne en nombre comprise entre 100 et 6000 et répondent à la formule générale suivante R-(O-CH2-CH2)n-OH dans laquelle R est un groupe hydrocarboné renfermant par exemple de 1 à 30 atomes de carbone et n, représentant le degré de polymérisation, a une valeur
comprise entre 2 et 140.
La phase hydrocarbure peut être au moins partiellement séparée et recyclée. L'additif utilisé étant de préférence soluble dans la phase hydrocarbure, il peut être ainsi au moins partiellement recyclé, ce qui est particulièrement avantageux puisqu'il est possible de réduire très sensiblement
la consommation d'additif.
Selon un mode préférentiel de réalisation, on évite la formation de cristaux d'hydrates à la paroi, c'est-à-dire susceptibles adhérer à la paroi et ne pas être entraînés par l'écoulement. Pour cela, on rend par exemple la paroi de la conduite mouillable par la fraction hydrocarbure liquide et non mouillable par I'eau en introduisant par exemple dans la fraction hydrocarbure liquide un additif qui s'adsorbe sur la paroi en tapissant la paroi de groupements fonctionnels oléophiles.
Cet additif peut être avantageusement constitué par un additif anti-
corrosion, ce qui permet de protéger la conduite simultanément contre la
corrosion et contre les risques de bouchage par les hydrates.
Il peut aussi être constitué par un mélange d'additifs, et par additif dispersant nous entendons par la suite soit un additif unique soit un mélange d'additifs. Il est également possible de réaliser la paroi de la conduite en un matériau mouillable par la fraction hydrocarbure liquide ou d'utiliser un revêtement interne, par exemple en téflon, réduisant le risque d'adhésion
d'hydrates à la paroi.
Ce mélange d'hydrocarbures en phase liquide peut être un condensat tels que ceux obtenus lors de la production des gaz à condensats. Ce peut être également une coupe de distillation d'un pétrole brut. Il comprend des hydrocarbures dont le nombre d'atomes de carbone est compris par exemple
entre 5 et 30 et de préférence entre 5 et 20.
Cette invention s'applique principalement au transport des hydrates formés à partir de l'eau et de gaz, notamment dans un gaz à condensat ou une huile avec gaz associé. Ce gaz, qui peut être du gaz naturel, du gaz de pétrole ou tout autre gaz, peut notamment comprendre par exemple du méthane, de l'éthane, de l'éthylène, du propane, du propène, du n-butane, de l'i-butane, de
I'H2S, du C02 ou encore de l'azote.
Claims (6)
- 4 - Procédé selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'additifdispersant est un ester de polyols et d'acide carboxylique, substitue ou non substitué. - Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit ester de polyol est formé entre un acide ou un anhydride alkénylsuccinique et un polyalkylèneglycol; et/ou entre un anhydride polyisobuténylsuccinique et un polyéthylèneglycol; et/ou obtenu par action de monoéther de polyalkylèneglycol et d'anhydride polyisobuténylsuccinique.
- 6 - Procédé selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'additifdispersant est un hydroxycarbylamide d'acide carboxylique, substitué ou nonsubstitué, tel un hydroxycarbylamide aliphatique ou cyclanique et/ou un mono-ou diéthanolamide d'acide carboxylique comportant de préférence 3 à 36atomes de carbone.
- 7 - Procédé selon les revendications 1 à 6, caractérisé en ce que on utilise unadditif conjointement avec un inhibiteur thermodynamique classique, tels que leméthanol, ou les glycols.
- 8 - Procédé l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'onintroduit dans la conduite un additif rendant la paroi de la conduite mouillablepar la dite fraction hydrocarbure liquide.
- 9 - Procédé selon la revendication 18, caractérisé en ce que l'additif rendant la paroi de la conduite mouillable par la fraction hydrocarbure liquide est un additif anticorrosion.
- 10 - Application du procédé selon l'une des revendications précédentes pourtransporter les hydrates en suspension dans un gaz à condensat ou dans unpétrole brut avec gaz associe.
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