RU2723801C1 - Composition for inhibiting formation of gas hydrates - Google Patents
Composition for inhibiting formation of gas hydrates Download PDFInfo
- Publication number
- RU2723801C1 RU2723801C1 RU2019105760A RU2019105760A RU2723801C1 RU 2723801 C1 RU2723801 C1 RU 2723801C1 RU 2019105760 A RU2019105760 A RU 2019105760A RU 2019105760 A RU2019105760 A RU 2019105760A RU 2723801 C1 RU2723801 C1 RU 2723801C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inhibitor
- composition
- formation
- gas hydrates
- water
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 68
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims abstract description 59
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 title claims abstract description 38
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 title claims abstract description 25
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 claims abstract description 70
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N methanol Natural products OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 50
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 49
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- VKYKSIONXSXAKP-UHFFFAOYSA-N hexamethylenetetramine Chemical compound C1N(C2)CN3CN1CN2C3 VKYKSIONXSXAKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- ZJCCRDAZUWHFQH-UHFFFAOYSA-N Trimethylolpropane Chemical compound CCC(CO)(CO)CO ZJCCRDAZUWHFQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 125000004029 hydroxymethyl group Chemical group [H]OC([H])([H])* 0.000 claims description 2
- YPFDHNVEDLHUCE-UHFFFAOYSA-N propane-1,3-diol Chemical compound OCCCO YPFDHNVEDLHUCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 39
- -1 neopentyl polyol Chemical class 0.000 abstract description 19
- 235000010299 hexamethylene tetramine Nutrition 0.000 abstract description 11
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 abstract description 9
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 abstract description 9
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 abstract description 8
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 abstract description 8
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 7
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N pentaerythritol Chemical compound OCC(CO)(CO)CO WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 54
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 13
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 10
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 7
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 7
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- SLCVBVWXLSEKPL-UHFFFAOYSA-N neopentyl glycol Chemical compound OCC(C)(C)CO SLCVBVWXLSEKPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 5
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 150000002334 glycols Chemical class 0.000 description 4
- 229940117969 neopentyl glycol Drugs 0.000 description 4
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 4
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 4
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 4
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 4
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- PEEHTFAAVSWFBL-UHFFFAOYSA-N Maleimide Chemical compound O=C1NC(=O)C=C1 PEEHTFAAVSWFBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N triethylene glycol Chemical compound OCCOCCOCCO ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N N-Vinyl-2-pyrrolidone Chemical compound C=CN1CCCC1=O WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000007799 cork Substances 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 2
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 2
- 150000002191 fatty alcohols Chemical class 0.000 description 2
- 231100000647 material safety data sheet Toxicity 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- NMJORVOYSJLJGU-UHFFFAOYSA-N methane clathrate Chemical compound C.C.C.C.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O NMJORVOYSJLJGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 229920000151 polyglycol Polymers 0.000 description 2
- 239000010695 polyglycol Substances 0.000 description 2
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 description 2
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 description 2
- GDXHBFHOEYVPED-UHFFFAOYSA-N 1-(2-butoxyethoxy)butane Chemical compound CCCCOCCOCCCC GDXHBFHOEYVPED-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAYXUHPQHDHDDZ-UHFFFAOYSA-N 2-(2-butoxyethoxy)ethanol Chemical compound CCCCOCCOCCO OAYXUHPQHDHDDZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 2-(3-bromo-2-fluorophenyl)acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC(Br)=C1F PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JKNCOURZONDCGV-UHFFFAOYSA-N 2-(dimethylamino)ethyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CN(C)CCOC(=O)C(C)=C JKNCOURZONDCGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- POAOYUHQDCAZBD-UHFFFAOYSA-N 2-butoxyethanol Chemical compound CCCCOCCO POAOYUHQDCAZBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NECRQCBKTGZNMH-UHFFFAOYSA-N 3,5-dimethylhex-1-yn-3-ol Chemical compound CC(C)CC(C)(O)C#C NECRQCBKTGZNMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- USICVVZOKTZACS-UHFFFAOYSA-N 3-butylpyrrole-2,5-dione Chemical compound CCCCC1=CC(=O)NC1=O USICVVZOKTZACS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MXRGSJAOLKBZLU-UHFFFAOYSA-N 3-ethenylazepan-2-one Chemical compound C=CC1CCCCNC1=O MXRGSJAOLKBZLU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHNPOQXWAMXPTA-UHFFFAOYSA-N 3-methylbut-2-enamide Chemical compound CC(C)=CC(N)=O WHNPOQXWAMXPTA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MDXKEHHAIMNCSW-UHFFFAOYSA-N 3-propylpyrrole-2,5-dione Chemical compound CCCC1=CC(=O)NC1=O MDXKEHHAIMNCSW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JSHPTIGHEWEXRW-UHFFFAOYSA-N 5-hydroxypentan-2-one Chemical compound CC(=O)CCCO JSHPTIGHEWEXRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JBKVHLHDHHXQEQ-UHFFFAOYSA-N Caprolactam Natural products O=C1CCCCCN1 JBKVHLHDHHXQEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QXNVGIXVLWOKEQ-UHFFFAOYSA-N Disodium Chemical class [Na][Na] QXNVGIXVLWOKEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N Ethylene oxide Chemical compound C1CO1 IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical class CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HDFGOPSGAURCEO-UHFFFAOYSA-N N-ethylmaleimide Chemical compound CCN1C(=O)C=CC1=O HDFGOPSGAURCEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N Phosphorous acid Chemical compound OP(O)=O ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 1
- 229920002614 Polyether block amide Polymers 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N Propylene oxide Chemical compound CC1CO1 GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001807 Urea-formaldehyde Polymers 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 150000001346 alkyl aryl ethers Chemical class 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- 125000006295 amino methylene group Chemical group [H]N(*)C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 231100000693 bioaccumulation Toxicity 0.000 description 1
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 229940125507 complex inhibitor Drugs 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 150000001983 dialkylethers Chemical class 0.000 description 1
- QQJDHWMADUVRDL-UHFFFAOYSA-N didodecyl(dimethyl)azanium Chemical compound CCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)CCCCCCCCCCCC QQJDHWMADUVRDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- UYMKPFRHYYNDTL-UHFFFAOYSA-N ethenamine Chemical compound NC=C UYMKPFRHYYNDTL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 229940005740 hexametaphosphate Drugs 0.000 description 1
- 239000004312 hexamethylene tetramine Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 150000003951 lactams Chemical class 0.000 description 1
- 150000002605 large molecules Chemical class 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Natural products C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- YWFWDNVOPHGWMX-UHFFFAOYSA-N n,n-dimethyldodecan-1-amine Chemical compound CCCCCCCCCCCCN(C)C YWFWDNVOPHGWMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229920000223 polyglycerol Polymers 0.000 description 1
- ODGAOXROABLFNM-UHFFFAOYSA-N polynoxylin Chemical compound O=C.NC(N)=O ODGAOXROABLFNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- HNJBEVLQSNELDL-UHFFFAOYSA-N pyrrolidin-2-one Chemical compound O=C1CCCN1 HNJBEVLQSNELDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003242 quaternary ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 1
- 235000019832 sodium triphosphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 229920001897 terpolymer Polymers 0.000 description 1
- UNXRWKVEANCORM-UHFFFAOYSA-I triphosphate(5-) Chemical compound [O-]P([O-])(=O)OP([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O UNXRWKVEANCORM-UHFFFAOYSA-I 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/52—Compositions for preventing, limiting or eliminating depositions, e.g. for cleaning
- C09K8/524—Compositions for preventing, limiting or eliminating depositions, e.g. for cleaning organic depositions, e.g. paraffins or asphaltenes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Medicinal Preparation (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано в процессах добычи, сбора, подготовки, транспортировки и переработки углеводородного сырья для предотвращения образования, а также растворения газовых гидратов в различных углеводородсодержащих жидкостях и газах, содержащих воду.The invention relates to the oil and gas industry and can be used in the processes of extraction, collection, preparation, transportation and processing of hydrocarbon raw materials to prevent the formation and dissolution of gas hydrates in various hydrocarbon-containing liquids and gases containing water.
Проблема гидратообразования часто встречается на различных стадиях технологических процессов нефтегазодобычи, в частности там, где имеет место значительное содержание газообразных углеводородов и воды; в местах резкого перепада давления и температуры. Поддержание безгидратных режимов осуществляется как с помощью технологических решений, так и с применением специализированных реагентов - ингибиторов и растворителей гидратов. Газовые гидраты - по своей природе являются клатратами, т.е. соединениями включения стехиометрического состава.The problem of hydrate formation is often encountered at various stages of oil and gas production processes, in particular, where there is a significant content of gaseous hydrocarbons and water; in places of sharp pressure and temperature drops. Maintenance of hydrate-free regimes is carried out both with the help of technological solutions, and with the use of specialized reagents - inhibitors and solvents of hydrates. Gas hydrates are clathrates in nature, i.e. stoichiometric inclusion compounds.
Ингибиторы гидратообразования разделяют на термодинамические и кинетические. К термодинамическим ингибиторам относят алифатические спирты C1-С4, гликоли (моно-, ди- и триэтиленгликоль, пропиленгликоль). Термодинамическое ингибирование предотвращает первичное образование газовых гидратов и требует высоких концентраций ингибитора - 10-60 масс% от количества воды, присутствующей в потоке. Термодинамические ингибиторы - вещества, растворимые в воде, смещающие трехфазное равновесие «газ - водная фаза - газовые гидраты» в сторону более низких температур при данном давлении или в сторону более высоких давлений при данной температуре.Hydrate formation inhibitors are divided into thermodynamic and kinetic. Thermodynamic inhibitors include C 1 -C 4 aliphatic alcohols, glycols (mono-, di- and triethylene glycol, propylene glycol). Thermodynamic inhibition prevents the primary formation of gas hydrates and requires high concentrations of the inhibitor - 10-60 mass% of the amount of water present in the stream. Thermodynamic inhibitors are water-soluble substances that shift the three-phase equilibrium “gas - water phase - gas hydrates” to lower temperatures at a given pressure or to higher pressures at a given temperature.
Разработаны и запатентованы различные термодинамические ингибиторы гидратов на основе метанола и гликолей или их смесей. Введение в поток 10-40 масс% метанола или этиленгликоля в расчете на содержащуюся в нем воду, снижает температуру образования гидратов и способствует их растворению. Водные растворы этиленгликоля можно использовать при температуре минус 35°С. При более низких температурах раствор становится трудно перекачиваемым, часть раствора постепенно накапливается в трубопроводах, что увеличивает потери давления. При температурах ниже минус 40°С в качестве ингибитора для предупреждения гидратообразования рекомендуется применять метанол (US 3348614 А, опубл. 24.10.1967) или диэтиленгликоль, который подают в скважину с обеспечением необходимой концентрации ингибитора в водной фазе. RU 2193647 С2, опубл. 27.11.2002.Various thermodynamic hydrate inhibitors based on methanol and glycols or mixtures thereof have been developed and patented. The introduction into the stream of 10-40 mass% methanol or ethylene glycol, calculated on the water contained in it, reduces the temperature of hydrate formation and promotes their dissolution. Aqueous solutions of ethylene glycol can be used at a temperature of minus 35 ° C. At lower temperatures, the solution becomes difficult to pump, part of the solution gradually accumulates in the pipelines, which increases pressure loss. At temperatures below minus 40 ° C, it is recommended to use methanol (US 3348614 A, publ. 24.10.1967) or diethylene glycol as an inhibitor to prevent hydrate formation, which is fed into the well to ensure the required concentration of inhibitor in the aqueous phase. RU 2193647 C2, publ. 11/27/2002.
Недостаток применения термодинамических ингибиторов - их высокие дозировки; использование значительных объемов реагентов влечет за собой значительные эксплуатационные расходы, проблемы хранения и транспортировки, трудности с регенерацией реагентов, т.е. технология применения термодинамических ингибиторов оказывается экологически небезопасной и дорогостоящей.The disadvantage of using thermodynamic inhibitors is their high dosages; the use of significant volumes of reagents entails significant operating costs, problems of storage and transportation, difficulties with the regeneration of reagents, i.e. the technology of using thermodynamic inhibitors is environmentally unsafe and expensive.
Альтернативным вариантом решения проблемы образования газовых гидратов является использование кинетических ингибиторов гидратообразования, которые, в отличие от термодинамических ингибиторов, замедляют процесс кристаллизации гидратов, а также воздействуют на начальные стадии роста кристаллов. Кинетические ингибиторы подавляют формирование мелких кристаллов посредством воздействия на их точки роста (центры кристаллизации) и, таким образом, увеличивают индукционный период образования газовых гидратов. Самым существенным является то, что кинетические ингибиторы эффективно подавляют процесс гидратообразования в значительно более низких концентрациях (0,01-3,0 масс%) по сравнению с термодинамическими. Значительная доля запатентованных кинетических ингибиторов представлена водорастворимыми полимерами.An alternative solution to the problem of the formation of gas hydrates is the use of kinetic inhibitors of hydrate formation, which, unlike thermodynamic inhibitors, slow down the crystallization of hydrates and also affect the initial stages of crystal growth. Kinetic inhibitors inhibit the formation of small crystals by affecting their growth points (crystallization centers) and, thus, increase the induction period of gas hydrate formation. The most significant fact is that kinetic inhibitors effectively suppress the hydrate formation process at significantly lower concentrations (0.01-3.0 mass%) compared to thermodynamic ones. A significant proportion of patented kinetic inhibitors are water-soluble polymers.
Разработаны композиции, препятствующие образованию газовых гидратов, в состав которых входит ингибитор кинетического типа и ингибитор термодинамического типа.Compositions have been developed that prevent the formation of gas hydrates, which include a kinetic type inhibitor and a thermodynamic type inhibitor.
Кинетические ингибиторы снижают скорость образования гидратов, тогда как термодинамические понижают температуру их образования по сравнению с не ингибированными системами. Совместное использование обоих ингибиторов приводит к синергетическому действию и снижает гидратообразование в большей степени. Кинетический ингибитор добавляют в количестве 0,01-5 масс%. Термодинамический ингибитор представлен спиртами, гликолями, полигликолями, эфирами гликолей или их смесью, в качестве кинетического ингибитора, как правило, используют низкомолекулярные полимеры, ациклические амины или амиды.Kinetic inhibitors reduce the rate of hydrate formation, while thermodynamic inhibitors lower the temperature of their formation compared to non-inhibited systems. The combined use of both inhibitors leads to a synergistic effect and reduces hydrate formation to a greater extent. The kinetic inhibitor is added in an amount of 0.01-5 mass%. The thermodynamic inhibitor is represented by alcohols, glycols, polyglycols, glycol ethers, or a mixture thereof; as a kinetic inhibitor, as a rule, low molecular weight polymers, acyclic amines or amides are used.
Описан состав для ингибирования гидратов, который включает термодинамический ингибитор - метанол, этанол, пропанол, изопропанол, гликоли и их смеси и кинетический ингибитор гидратообразования - сополимер винилкапролактама, винилпирролидона, алкенилсульфоновой кислоты (винилсульфоновая, 2-акриламидододецилсульфоновая или 2-акриламид-2-метилпропансульфоновая) и N-замещенного акриламида (изопропилметакриламид) с молекулярной массой 1000-1000000. Состав эффективен для ингибирования образования гидратов глубоководного бурового раствора, при низких концентрациях 0,55-1,5%. CN 102492407 А, опубл. 13.06.2012.A hydrate inhibitor composition is described, which includes a thermodynamic inhibitor — methanol, ethanol, propanol, isopropanol, glycols and mixtures thereof, and a kinetic hydrate inhibitor — a copolymer of vinylcaprolactam, vinylpyrrolidone, alkenylsulfonic acid (vinylsulfonic, 2-aryl-2-acrylamides) and N-substituted acrylamide (isopropyl methacrylamide) with a molecular weight of 1000-1000000. The composition is effective for inhibiting the formation of hydrates of a deepwater drilling fluid at low concentrations of 0.55-1.5%. CN 102492407 A, publ. 06/13/2012.
Известен ингибитор гидратообразования и роста газовых гидратов, содержащий кинетический ингибитор гидратообразований малой концентрации. Состав ингибитора гидратообразования включает низкомолекулярный полимер и растворитель, и дополнительно содержит гидролизованный полиакриламид (ПАА). В качестве низкомолекулярного полимера используют смесь поливинилпирролидона (ПВП) и поливинилкапролактама (ПВКап) разных марок с молекулярной массой 6000-8000 г/моль при их молярном соотношении 1:(1±0,1), в качестве растворителя используют этанолсодержащий раствор при следующем соотношении компонентов, масс%: смесь ПВП и ПВКап разных марок с молекулярной массой 6000-8000 г/моль при их молярном соотношении 1:(1±±0,1) - 10-20, гидролизованный ПАА - 0,1-1,0, этанолсодержащий раствор - остальное. RU 2481375 С1, опубл. 10.05.2013.A known inhibitor of hydrate formation and growth of gas hydrates containing a kinetic inhibitor of hydrate formation of low concentration. The composition of the hydrate inhibitor includes a low molecular weight polymer and a solvent, and further comprises hydrolyzed polyacrylamide (PAA). As a low molecular weight polymer, a mixture of polyvinylpyrrolidone (PVP) and polyvinylcaprolactam (PVCKap) of different grades with a molecular weight of 6000-8000 g / mol with a molar ratio of 1: (1 ± 0.1) is used, an ethanol-containing solution is used as a solvent in the following ratio of components , mass%: a mixture of PVP and PVKap of different grades with a molecular weight of 6000-8000 g / mol with a molar ratio of 1: (1 ± ± 0.1) - 10-20, hydrolyzed PAA - 0.1-1.0, ethanol-containing the solution is the rest. RU 2481375 C1, publ. 05/10/2013.
Недостатками этого ингибитора гидратов являются: сложность состава (а, следовательно, и его высокая стоимость), и его воспроизводимость, проблемы качества композиции, связанные с использованием смесей не детерминированных марок ПВКап и ПВП. Кроме того, возникают экологические затруднения, связанные с требованиями биодеградируемости кинетических ингибиторов гидратообразования.The disadvantages of this hydrate inhibitor are: the complexity of the composition (and, consequently, its high cost), and its reproducibility, quality problems of the composition associated with the use of mixtures of non-deterministic brands of PVKap and PVP. In addition, environmental difficulties arise associated with the biodegradability requirements of kinetic hydrate inhibitors.
Известен состав для ингибирования образования гидратов в углеводородсодержащем сырье, содержащий, масс%: кинетический ингибитор гидратообразования 0,1-2,0, термодинамический ингибитор гидратообразования 5,0-40,0, синергетическая добавка 0,1-2,0, вода - остальное. В качестве кинетического ингибитора гидратообразования используют водорастворимые полимеры, такие, в частности, как поли-N-виниллактамы, замещенные полиакриламиды, сверхразветвленные полиэфирамиды, поливиниловый спирт и его производные и другие высокомолекулярные соединения, обладающие свойствами кинетического ингибитора гидратообразования. В качестве термодинамического ингибитора гидратообразования возможно использовать, в частности, метанол, этанол, моно-, ди-, триэтиленгликоль, пропиленгликоль, глицерин, низкомолекулярные простые эфиры моно-, ди- и триэтиленгликоля, пропиленгликоля, мочевину или их смесь. В качестве синергетической добавки используют четвертичные аммониевые соли (например, галогениды тетрабутиламмония, галогениды цетилтриметиламмония, галогениды цетилдиметиламмония, галогениды додецилдиметиламмония, галогениды дидодецилдиметиламмония), моно- и диалкиловые эфиры этиленгликоля общей формулы R1OCH2CH2OR2, где R1 - атом водорода или алкильный радикал, в частности, с числом углеродных атомов больше 3, a R2 - алкильный радикал, в частности, с числом углеродных атомов больше 3 (например, монобутиловый эфир этиленгликоля, дибутиловый эфир этиленгликоля), оксиэтилированные жирные спирты (например, Синтанол АЛМ-10, Surfynol 485), оксипропилированные жирные спирты, полиэтиленоксид (с молекулярной массой, в частности, 200-8000), полипропиленоксид (с молекулярной массой, в частности, 200-8000), сополимеры этиленоксида и пропиленоксида (например, со средней молекулярной массой 5000) или смесь указанных веществ. Конкретное соотношение определяется природой компонентов композиции и термобарическими условиями на нефтегазовом объекте. Состав вводят в исходное сырье в количестве 2,5-50,0 масс% от воды, содержащейся в указанном сырье. RU 2601355 С1, опубл. 10.11.2016.A known composition for inhibiting the formation of hydrates in a hydrocarbon-containing raw material, containing, wt%: kinetic hydrate inhibitor 0.1-2.0, thermodynamic hydrate inhibitor 5.0-40.0, synergistic additive 0.1-2.0, water - the rest . As a kinetic inhibitor of hydrate formation, water-soluble polymers are used, such as, in particular, poly-N-vinyl lactams, substituted polyacrylamides, hyperbranched polyetheramides, polyvinyl alcohol and its derivatives and other high molecular weight compounds having the properties of a kinetic hydrate inhibitor. As a thermodynamic inhibitor of hydrate formation, it is possible to use, in particular, methanol, ethanol, mono-, di-, triethylene glycol, propylene glycol, glycerol, low molecular weight ethers of mono-, di- and triethylene glycol, propylene glycol, urea or a mixture thereof. As a synergetic additive used quaternary ammonium salts (e.g., tetrabutylammonium halides, cetyltrimethylammonium halides, halides tsetildimetilammoniya halides dodecyldimethylammonium halides didodecyldimethylammonium), mono- and dialkyl ethers of ethylene glycol of the general formula R 1 OCH 2 CH 2 OR 2 where R 1 - hydrogen or an alkyl radical, in particular with more than 3 carbon atoms, and R 2 is an alkyl radical, in particular with more than 3 carbon atoms (e.g. ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol dibutyl ether), ethoxylated fatty alcohols (e.g. Syntanol ALM -10, Surfynol 485), hydroxypropylated fatty alcohols, polyethylene oxide (with a molecular weight, in particular 200-8000), polypropylene oxide (with a molecular weight, in particular 200-8000), copolymers of ethylene oxide and propylene oxide (for example, with an average molecular weight 5000) or a mixture of these substances. The specific ratio is determined by the nature of the components of the composition and thermobaric conditions at the oil and gas facility. The composition is introduced into the feedstock in an amount of 2.5-50.0 mass% of the water contained in the specified raw materials. RU 2601355 C1, publ. 11/10/2016.
Описана композиция ингибитора газогидратов, состоящая из 1-6 частей поливинилкапролактама с молекулярной массой полимера М=600-40000 и 1-8 массовых частей смеси спиртов (метанол, этанол, этиленгликоль и пропанол) и простых эфиров (метиловый, этиловый, бутиловый эфир этиленгликоля, бутиловый эфир диэтиленгликоля). Композицию добавляют в углеводородсодержащее сырье в количестве 1-30 масс%. CN 103194194 В, опубл. 08.07.2015.A gas hydrate inhibitor composition is described, consisting of 1-6 parts of polyvinylcaprolactam with a molecular weight of the polymer M = 600-40000 and 1-8 parts by weight of a mixture of alcohols (methanol, ethanol, ethylene glycol and propanol) and ethers (methyl, ethyl, butylene ethylene glycol, diethylene glycol butyl ether). The composition is added to hydrocarbon-containing raw materials in an amount of 1-30 wt%. CN 103194194 B, publ. 07/08/2015.
Недостатком известных композиций является сложность состава, труднодоступность полимерных составляющих, сложность их синтеза, проблемы с воспроизводимостью характеристик, неустойчивость кинетических параметров для разных партий, а также негативные экологические аспекты их применения.A disadvantage of the known compositions is the complexity of the composition, the inaccessibility of the polymer components, the complexity of their synthesis, problems with reproducibility of characteristics, the instability of the kinetic parameters for different batches, as well as negative environmental aspects of their application.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному ингибитору и принятым ближайшим аналогом является состав для ингибирования гидратообразования, состоящий из термодинамического ингибитора - смесь этиленгликоля и метанола - 0,1-50 об%, кинетического ингибитора - 0,5-20 об%, вода - остальное. US 7994374 В2, опубл. 09.08.2011. В качестве кинетического ингибитора предложены сополимер диметилакриламида с малеимидом, этилмалеимидом, пропилмалеимидом и бутилмалеимидом, сополимеры акриламид/малеимид, N-виниламид/малеимид или лактам/малеимид, например, винилкапролактам/ этилмалеимид. В качестве кинетического ингибитора может быть использован также поливинилкапролактам.The closest in technical essence to the claimed inhibitor and the closest analogue adopted is a composition for inhibiting hydrate formation, consisting of a thermodynamic inhibitor - a mixture of ethylene glycol and methanol - 0.1-50 vol%, kinetic inhibitor - 0.5-20 vol%, water - the rest . US 7994374 B2, publ. 08/09/2011. As a kinetic inhibitor, a copolymer of dimethylacrylamide with maleimide, ethyl maleimide, propyl maleimide and butyl maleimide, acrylamide / maleimide, N-vinylamide / maleimide or lactam / maleimide copolymers, for example vinylcaprolimide / ethyl male, are proposed. Polyvinylcaprolactam can also be used as a kinetic inhibitor.
Недостатком аналога является сложность синтеза полимерной составляющей кинетического ингибитора и высокая норма расхода дорогостоящего кинетического ингибитора в составе ингибитора гидратообразования (на 100 г воды, присутствующей в потоке нефти (до 70 об%), вводят 0,1-1 г кинетического ингибитора в сочетании с 5 г и более термодинамического ингибитора, т.е., интервал эффективных отношений «кинетический ингибитор / термодинамический ингибитор» составляет 0,02-0,2 масс%).The disadvantage of the analogue is the complexity of the synthesis of the polymer component of the kinetic inhibitor and the high consumption rate of the expensive kinetic inhibitor in the hydrate formation inhibitor (per 100 g of water present in the oil stream (up to 70 vol%), 0.1-1 g of the kinetic inhibitor in combination with 5 g or more of a thermodynamic inhibitor, ie, the range of effective ratios “kinetic inhibitor / thermodynamic inhibitor” is 0.02-0.2 mass%).
Технической задачей настоящего изобретения является создание упрощенного состава, повышающего ингибирование образования газовых гидратов в различных углеводородсодержащих жидкостях и газах, содержащих воду, с использованием доступных и недорогих компонентов и воспроизводимостью свойств, а также характеризующегося сниженными экологическими последствиями применения, благодаря присущему ему свойству биоразлагаемости.The technical task of the present invention is to provide a simplified composition that increases the inhibition of the formation of gas hydrates in various hydrocarbon-containing liquids and gases containing water, using available and inexpensive components and reproducible properties, as well as characterized by reduced environmental effects of the application, due to its inherent biodegradability property.
Техническим результатом от реализации изобретения, является повышение эффективности ингибирования образования газовых гидратов, сочетающей эффективность термодинамического и кинетического типов ингибиторов низкой дозировки, улучшение экологических последствий его применения, удовлетворяющих требованиям биодеградации.The technical result from the implementation of the invention is to increase the efficiency of inhibiting the formation of gas hydrates, combining the effectiveness of the thermodynamic and kinetic types of low dosage inhibitors, improving the environmental consequences of its use, satisfying the requirements of biodegradation.
Технический результат достигается тем, что состав для ингибирования образования газовых гидратов, содержащий термодинамический ингибитор - метанол и этиленгликоль, кинетический ингибитор и воду, согласно изобретению, в качестве кинетического ингибитора содержит полициклической амин или неопентилполиол, при следующем содержании компонентов, масс%:The technical result is achieved by the fact that the composition for inhibiting the formation of gas hydrates containing a thermodynamic inhibitor - methanol and ethylene glycol, a kinetic inhibitor and water, according to the invention, as a kinetic inhibitor contains a polycyclic amine or neopentyl polyol, with the following components, wt%:
Достижению технического результата также способствует то, что в качестве полициклического амина он содержит уротропин, а в качестве неопентилполиола - 2,2-диметилолпропан (неопентилгликоль), или триметилолпропан (этриол), или 2,2-бис(гидроксиметил)пропан-1,3-диол (пентаэритрит).The achievement of the technical result is also facilitated by the fact that it contains urotropine as a polycyclic amine, and 2,2-dimethylolpropane (neopentyl glycol), or trimethylolpropane (ethriol), or 2,2-bis (hydroxymethyl) propane-1,3 as neopentylpolyol -diol (pentaerythritol).
Указанные признаки весьма существенны.These signs are very significant.
Заявленный состав для ингибирования образования газовых гидратов имеет сниженные экологические последствия применения, характеризуется низкими дозировками (1-2 масс% в расчете на воду), использует в качестве кинетического ингибитора доступные, недорогие и стабильные соединения, производимые отечественной промышленностью по известным технологиям.The claimed composition for inhibiting the formation of gas hydrates has reduced environmental consequences of use, is characterized by low dosages (1-2 mass% calculated on water), uses available, inexpensive and stable compounds produced by the domestic industry using known technologies as a kinetic inhibitor.
Метанол по ГОСТ 6995-77 или ГОСТ 2222-95;Methanol according to GOST 6995-77 or GOST 2222-95;
Этиленгликоль (ЭГ) по ГОСТ 10164-75;Ethylene glycol (EG) according to GOST 10164-75;
Уротропин по ГОСТ 1381-73 или ТУ 2478-037-00203803-2012;Urotropin according to GOST 1381-73 or TU 2478-037-00203803-2012;
2,2-Диметилолпропан (неопентилгликоль, НПГ) по ТУ 2422-013-53505711-2005;2,2-Dimethylolpropane (neopentyl glycol, NPG) according to TU 2422-013-53505711-2005;
2,2-бис(Гидроксиметил)пропан-1,3-диол (пентаэритрит, ПЭ) по ГОСТ 9286-2012;2,2-bis (hydroxymethyl) propane-1,3-diol (pentaerythritol, PE) according to GOST 9286-2012;
Триметилолпропан (этриол) по ТУ 38.102101-76.Trimethylolpropane (ethriol) according to TU 38.102101-76.
Наличие неопентилполиола в составе для ингибирования образования газовых гидратов способствует более полной сорбции реагента на клатратные образования и обеспечивает, помимо этого, улучшение экологических последствий его применения: эти полиолы поддаются биоразложению, относятся к малоопасным веществам, не обладают потенциальной способностью к биоаккумуляции. Werle P., Morawietz М., Lundmark S., 
В патентах SU 1281288 А1, опубл. 07.01.1987, и RU 2504571 С2, опубл. 20.01.2014, сообщается о составе универсальной композиции для совмещенного ингибирования гидратообразования, солевых отложений и коррозии металла. Композиция включает ПАВ, спирт, минерализованную воду и полимер: (сополимер пирролидона или капролактама, терполимер на основе N-винил-2-пирролидона, полиакриамид, гипан, полипропиленгликоль, полиоксипропиленполиол, диметиламиноэтилметакрилат, простой эфир марки Лапрол, гидроксиэтилцеллюлозу, замещенную аминополикарбоновую или фосфоновую кислоту, двунатриевую соль этилендиаминтетруксусную кислоту, натриевую соль аминометиленфосфоновой кислоты, гексаметафосфат или триполифосфат натрия, хлорид или нитрат аммония, «спирт в виде смеси формалина или уротропина», или карбамидоформальдегидного концентрата - КФК, одноатомный спирт С1-С4, кубовые остатки производства бутиловых спиртов методом оксосинтеза, эфироальдегиную фракцию - побочный продукт при ректификации этилового спирта, двухатомный спирт С1-С3, низкомолекулярный полиэтиленгликоль и полигликоль марки Гликойл-1, многоатомный спирт: глицерин или продукт, его содержащий, - полиглицерин, где смесь, содержащая уротропин, составляет 5,0-30,0 масс%. Пример 11 данного патента иллюстрирует использование уротропин - эфироальдегидной фракции, взятой при объемном отношении компонентов 3,2:1, доля которой в составе комплексного ингибитора 26 масс%. Очевидно, что в данном случае действие уротропина направлено на обеспечение комплексного ингибирования коррозии металла, гидратообразования и солевых отложений. Это обеспечивается сложным составом композиции и требует на порядок более высокого, чем в настоящем изобретении, содержания (25 масс%) индивидуального уротропина (плотность 1,33 г/см3) в ингибиторе комплексного действия. При этом известно, что уротропин традиционно применяют в качестве активного компонента в составе ингибиторов коррозии металлов. Алцыбеева А.И., Левин С.З. Ингибиторы коррозии металлов. Л. Химия, 1968, с. 28-29.In patents SU 1281288 A1, publ. 01/07/1987, and RU 2504571 C2, publ. 01/20/2014, the composition of the universal composition for the combined inhibition of hydrate formation, salt deposits and metal corrosion is reported. The composition includes a surfactant, alcohol, mineralized water and a polymer: (pyrrolidone or caprolactam copolymer, N-vinyl-2-pyrrolidone-based terpolymer, polyacryamide, hypane, polypropylene glycol, polyoxypropylene polyol, dimethylaminoethylmethacrylate, laprol ether, hydroxyethylacetone or hydroxyethylate cellulonate , disodium salt etilendiamintetruksusnuyu acid, sodium salt aminomethylene phosphonic acid, hexametaphosphate, tripolyphosphate or sodium chloride or ammonium nitrate "as a mixture of alcohol or formalin hexamine" or urea formaldehyde concentrate - CPK, monohydric alcohol C 1 -C 4 resid producing butanols by oxosynthesis, the ether-aldehyde fraction is a by-product of ethyl alcohol rectification, C 1 -C 3 dihydric alcohol, low molecular weight polyethylene glycol and polyglycol Glycoil-1, polyhydric alcohol: glycerol or a product containing it, polyglycerol, where the mixture containing urotropine contains t 5.0-30.0 mass%. Example 11 of this patent illustrates the use of urotropin, an etheroaldehyde fraction, taken with a volume ratio of components of 3.2: 1, the proportion of which in the composition of the complex inhibitor is 26 mass%. Obviously, in this case, the effect of urotropine is aimed at providing complex inhibition of metal corrosion, hydrate formation and salt deposits. This is ensured by the complex composition of the composition and requires an order of magnitude higher than in the present invention, the content (25 wt%) of individual urotropin (density 1.33 g / cm 3 ) in the inhibitor of complex action. It is known that urotropin is traditionally used as an active component in the composition of metal corrosion inhibitors. Altsybeeva A.I., Levin S.Z. Metal corrosion inhibitors. L. Chemistry, 1968, p. 28-29.
Таким образом, анализ отобранных в процессе поиска известных технических решений показал, что в науке и технике нет объекта, аналогичного по заявленной совокупности признаков и преимуществ, что позволяет сделать вывод о соответствии условиям патентоспособности "новизна" и "изобретательский уровень".Thus, the analysis of the well-known technical solutions selected in the search process showed that in science and technology there is no object similar in terms of the claimed combination of features and advantages, which allows us to conclude that the patentability is “novelty” and “inventive step”.
В соответствии с изобретением, процесс получения состава для ингибирования образования газовых гидратов заключается в смешении компонентов, которые берут в произвольной последовательности в количествах, соответствующих заданному составу.In accordance with the invention, the process of obtaining a composition for inhibiting the formation of gas hydrates consists in mixing the components, which are taken in random order in quantities corresponding to a given composition.
Осуществление настоящего изобретения иллюстрируют приведенные ниже примеры, которые не ограничивают объем притязаний, представленных в формуле изобретения.The implementation of the present invention is illustrated by the following examples, which do not limit the scope of the claims presented in the claims.
Пример 1.Example 1
Получение состава для ингибирования образования газовых гидратов.Obtaining a composition for inhibiting the formation of gas hydrates.
В трехгорлую колбу, снабженную холодильником и термометром, помещают 34 мл дистиллированной воды и при интенсивном перемешивании с помощью магнитной мешалки со скоростью 700 об/мин, при температуре 23°С и атмосферном давлении 742 мм рт. ст. одной порцией добавляют 28,37 г (25 мл) этиленгликоля. Полученный раствор перемешивают в течение 30 мин до достижения комнатной температуры (23°С), после чего порциями (3×65 мл) прибавляют 154,5 г (195 мл) метанола в течение 10 мин при перемешивании со скоростью 1000 об/мин. При добавлении первой порции метанола наблюдают подъем температуры раствора до 26°С, при дальнейшем добавлении метанола температура не меняется. Получают таким образом базовый состав для ингибирования образования газовых гидратов. Затем к полученной смеси добавляют 1,09 г уротропина и композицию перемешивают со скоростью 1000 об/мин до полного растворения осадка уротропина. Получают 217,68 г состава для ингибирования газогидратов в виде гомогенного бесцветного прозрачного раствора состава, масс%: метанол - 70,9, этиленгликоль - 13,0, уротропин - 0,5, вода - 15,6.In a three-necked flask equipped with a refrigerator and a thermometer, 34 ml of distilled water are placed and with vigorous stirring with a magnetic stirrer at a speed of 700 rpm, at a temperature of 23 ° C and atmospheric pressure of 742 mm RT. Art. 28.37 g (25 ml) of ethylene glycol are added in one portion. The resulting solution was stirred for 30 minutes until room temperature (23 ° C) was reached, after which 154.5 g (195 ml) of methanol was added in portions (3 × 65 ml) over 10 minutes with stirring at a speed of 1000 rpm. When adding the first portion of methanol, the temperature of the solution rises to 26 ° C, with the further addition of methanol the temperature does not change. The basic composition is thus obtained for inhibiting the formation of gas hydrates. Then, 1.09 g of urotropin is added to the resulting mixture, and the composition is stirred at a speed of 1000 rpm until the urotropin precipitate is completely dissolved. Get 217.68 g of the composition for inhibiting gas hydrates in the form of a homogeneous colorless transparent solution of the composition, mass%: methanol - 70.9, ethylene glycol - 13.0, urotropin - 0.5, water - 15.6.
Аналогично получают состав для ингибирования образования газовых гидратов, содержащий неополполиолы в качестве кинетического ингибитора.Similarly, a composition for inhibiting the formation of gas hydrates containing neopolopoliols as a kinetic inhibitor is obtained.
Примеры 2-7.Examples 2-7.
Эффективность заявляемого состава для ингибирования образования газовых гидратов для предотвращения образования клатратов тетрагидрофуран (ТГФ) - вода (модельные системы).The effectiveness of the claimed composition for inhibiting the formation of gas hydrates to prevent the formation of tetrahydrofuran (THF) clathrates is water (model systems).
Для определения скорости образования газовых гидратов как параметра эффективности ингибирования гидратов использовали тесты с модельными системами ТГФ - вода, которые, как известно, образуют структуру, аналогичную гидратам природного газа. Образование клатратов ТГФ и воды происходит при атмосферном давлении и температуре 4°С при мольном отношении вода: ТГФ=17:1. Makogon T.Y., Larsen R., Knight C.A., Sloan E.D., Jr. Melt growth of tetrahydrofuran clathrate hydrate and its inhibition: method and first results. J. Crystal Growth. 1997, v. 179, p. 258-262. Yagasaki Т., Matsumoto M., Tanaka H. Mechanism of Slow Crystal Growth of Tetrahydrofuran Clathrate Hydrate. J. Phys. Chem. C. 2016, v. 120, №6, p. 3305-3313.To determine the rate of formation of gas hydrates as a parameter of the efficiency of hydrate inhibition, tests with model THF - water systems were used, which, as is known, form a structure similar to natural gas hydrates. The formation of THF clathrates and water occurs at atmospheric pressure and a temperature of 4 ° C with a molar ratio of water: THF = 17: 1. Makogon T.Y., Larsen R., Knight C.A., Sloan E.D., Jr. Melt growth of tetrahydrofuran clathrate hydrate and its inhibition: method and first results. J. Crystal Growth. 1997, v. 179, p. 258-262. Yagasaki T., Matsumoto M., Tanaka H. Mechanism of Slow Crystal Growth of Tetrahydrofuran Clathrate Hydrate. J. Phys. Chem. C. 2016, v. 120, No. 6, p. 3305-3313.
Оценку эффективности проводили путем сравнения масс гидрата ТГФ, образующегося в течение 1 ч, для смесей с различными концентрациями компонентов состава для ингибирования образования газовых гидратов в ходе модельных экспериментов.Efficiency assessment was carried out by comparing the masses of THF hydrate formed over 1 h for mixtures with different concentrations of the components of the composition to inhibit the formation of gas hydrates during model experiments.
Методика тестирования.Testing Methodology.
В термостатируемую пробирку (180×30 мм) помещают 40 г смеси 3,5 масс%-ного водного раствора хлорида натрия и ТГФ, взятых в отношении 4:1 по объему, и необходимое количество состава для ингибирования гидратов. Смесь охлаждают до температуры минус 1°С. Пипеткой Пастера, закрепленной в корковой пробке, набирают каплю воды, взвешивают и выдерживают в течение 2 ч при температуре минус 20°С. Затем быстро помещают пипетку в пробирку с охлажденной смесью так, чтобы кончик пипетки был погружен в жидкость приблизительно на 15 мм. Через 1 ч пипетку вместе с корковой пробкой и образовавшимися кристаллами гидрата вынимают из пробирки и немедленно взвешивают. Определяют скорость образования гидратов ТГФ по массе образовавшихся гидратов. За результат принимают среднее из трех параллельных измерений. Результаты показаны в таблице 1.In a thermostatic tube (180 × 30 mm), 40 g of a mixture of a 3.5 mass% aqueous solution of sodium chloride and THF taken in a ratio of 4: 1 by volume and the required amount of composition for inhibiting hydrates are placed. The mixture is cooled to a temperature of minus 1 ° C. With a Pasteur pipette, fixed in a cork stopper, a drop of water is collected, weighed and incubated for 2 hours at a temperature of minus 20 ° С. Then the pipette is quickly placed in a tube with the cooled mixture so that the tip of the pipette is immersed in the liquid by approximately 15 mm. After 1 h, the pipette, together with the cork stopper and the resulting hydrate crystals, is removed from the tube and immediately weighed. The rate of formation of THF hydrates is determined by the mass of hydrates formed. The result is the average of three parallel measurements. The results are shown in table 1.
Примеры 3-5 демонстрируют эффект добавки в базовый состав, снижающей скорость гидратообразования системы ТГФ/Н2О на 42% при концентрации кинетического ингибитора 0,5 масс% и на 53% - при концентрации 2 масс%.Examples 3-5 demonstrate the effect of adding to the base composition, which reduces the hydrate formation rate of the THF / H 2 O system by 42% at a kinetic inhibitor concentration of 0.5 mass% and by 53% at a concentration of 2 mass%.
Примеры 6, 7 и 8 показывают эффект снижения скорости гидратообразования на 52% и на 55% в присутствии 2 масс% неопентилполиола - неопентилгликоля, пентаэритрита и этриола соответственно.Examples 6, 7 and 8 show the effect of reducing the hydrate formation rate by 52% and 55% in the presence of 2% by weight of neopentyl polyol - neopentyl glycol, pentaerythritol and ethriol, respectively.
Примеры 9-15 отражают результаты по исследованию ингибирующей способности заявляемого состава по параметру «температура начала гидратообразования».Examples 9-15 reflect the results of the study of the inhibitory ability of the claimed composition in the parameter "temperature of hydrate formation."
Для определения эффекта ингибирования образования газовых гидратов заявленным составом использовали углеводородный газ, содержащий: С1-С5 - 97 об%, (С2+С3+С4) - 3 об%. Эксперименты проводили в изобарических условиях, с начальным давлением 12 МПа, на приборе для определения реологических свойств - реометре в составе аппаратно-программного комплекса MARS (НААКЕ). Температуру образца в системе аппаратно-программного комплекса доводят до 40°С, после чего его постепенно охлаждают до минус 5°С с шагом 3°С. Температуру поддерживают с помощью криостата с точностью ±0,05°С, время выдержки при каждой температуре перед измерением 10 мин, скорость сдвига постоянна и составляет 20 с-1. Температуру, при которой наблюдают резкое повышение напряжения сдвига, принимают за температуру начала гидратообразования.To determine the effect of inhibiting the formation of gas hydrates of the claimed composition used hydrocarbon gas containing: C 1 -C 5 - 97%, (C 2 + C 3 + C 4 ) - 3%. The experiments were carried out under isobaric conditions, with an initial pressure of 12 MPa, on a device for determining rheological properties — a rheometer as part of the MARS hardware-software complex (NAAKE). The temperature of the sample in the system of the hardware-software complex is brought to 40 ° C, after which it is gradually cooled to minus 5 ° C in increments of 3 ° C. The temperature is maintained using a cryostat with an accuracy of ± 0.05 ° C, the exposure time at each temperature before measurement is 10 min, the shear rate is constant and is 20 s -1 . The temperature at which a sharp increase in shear stress is observed is taken as the temperature at which hydrate formation begins.
Перед проведением опытов с составом для ингибирования образования газовых гидратов был проведен холостой опыт (в отсутствие какого-либо ингибитора), для которого наблюдали значение температуры начала гидратообразования 15°С (пример 8). Способность ингибирования гидратов тестировали при дозировках 0,5; 1; 2 об%. (примеры 10-15). Также для сравнения был испытан коммерческий реагент в тех же дозировках (примеры 13-15). Результаты испытания состава для ингибирования образования газовых гидратов представлены в таблице 2.Before conducting experiments with a composition for inhibiting the formation of gas hydrates, a blank experiment was carried out (in the absence of any inhibitor), for which a temperature of the onset of hydrate formation of 15 ° C was observed (Example 8). The ability to inhibit hydrates was tested at dosages of 0.5; 1; 2 vol%. (examples 10-15). Also for comparison, a commercial reagent was tested in the same dosages (examples 13-15). The test results of the composition for inhibiting the formation of gas hydrates are presented in table 2.
Все образцы состава для ингибирования образования газовых гидратов по примерам 1-8 и 9-12 по физико-химическим и технологическим свойствам удовлетворяют нормативным требованиям: кинематическая вязкость не более 20 и 500 мм2/с при температуре 20°С и минус 40°С соответственно, температура застывания ниже минус 50°С, коррозионная агрессивность (скорость коррозии Ст3 при температуре 20°С) - менее 0,089 г/(м2⋅ч).All samples of the composition for inhibiting the formation of gas hydrates according to examples 1-8 and 9-12 in terms of physicochemical and technological properties satisfy the regulatory requirements: kinematic viscosity of not more than 20 and 500 mm 2 / s at a temperature of 20 ° C and minus 40 ° C, respectively the pour point is below minus 50 ° C, the corrosiveness (corrosion rate St3 at a temperature of 20 ° C) is less than 0.089 g / (m 2 ⋅ h).
Примеры 9-15 показывают, что по ингибирующему эффекту заявляемый состав обладает большей способностью ингибировать образование газовых гидратов, чем коммерческий реагент, поскольку снижает температуру начала гидратообразования в большей степени, чем коммерческий реагент - на 1,1 и 1,5°С при дозировках 0,5 об% и 2,0 об% соответственно. Заявляемый состав превосходит по эффективности известный ингибитор гидратообразования, тогда как ингибитор кинетического действия (уротропин, неопентилполиол) присутствует в составе ингибирования гидратов в концентрации 0,5-2,0 масс%.Examples 9-15 show that the inhibitory effect of the claimed composition has a greater ability to inhibit the formation of gas hydrates than a commercial reagent, because it reduces the temperature of hydrate formation to a greater extent than a commercial reagent - by 1.1 and 1.5 ° C at dosages of 0 , 5 vol% and 2.0 vol%, respectively. The claimed composition is superior in effectiveness to the known hydrate inhibitor, while the kinetic inhibitor (urotropin, neopentylpolyol) is present in the composition of hydrate inhibition at a concentration of 0.5-2.0 mass%.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019105760A RU2723801C1 (en) | 2019-02-28 | 2019-02-28 | Composition for inhibiting formation of gas hydrates |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019105760A RU2723801C1 (en) | 2019-02-28 | 2019-02-28 | Composition for inhibiting formation of gas hydrates |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2723801C1 true RU2723801C1 (en) | 2020-06-17 |
Family
ID=71095846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019105760A RU2723801C1 (en) | 2019-02-28 | 2019-02-28 | Composition for inhibiting formation of gas hydrates |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2723801C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2777961C1 (en) * | 2022-01-26 | 2022-08-12 | Общество с ограниченной ответственностью Иркутская нефтяная компания | Composition for inhibition of hydrate formation and corrosion |
| CN116293467A (en) * | 2023-03-21 | 2023-06-23 | 中国石油大学(北京) | Submarine mixed transportation pipeline hydrate inhibition method based on thermal dynamic coupling |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3348614A (en) * | 1965-06-23 | 1967-10-24 | Mobil Oil Corp | Hydrate prevention in gas production |
| RU2134678C1 (en) * | 1995-06-08 | 1999-08-20 | Эксон продакшн рисерч компани | Method of inhibition of formation of hydrates |
| RU2177026C2 (en) * | 1996-04-16 | 2001-12-20 | Мобил Ойл Корпорэйшн | Composition for use in evaporation-compression refrigeration installation, evaporation-compression refrigeration installation, and a method for lubrication thereof |
| RU2193647C2 (en) * | 2000-12-28 | 2002-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-инженерный центр НК "ЛУКОЙЛ" | Method of preventing hydrates formation in wells (versions) |
| US7994374B2 (en) * | 2005-04-07 | 2011-08-09 | Exxonmobil Upstream Research Company | Recovery of kinetic hydrate inhibitor |
| RU2447197C1 (en) * | 2010-10-12 | 2012-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр "Интехпромсервис" (ООО "НПЦ "Интехпромсервис") | Composition for prevention of inorganic salts deposition |
| CN102492407A (en) * | 2011-11-20 | 2012-06-13 | 中国石油大学(华东) | High efficient hydrate inhibitor and its preparation method |
| RU2481375C1 (en) * | 2011-12-08 | 2013-05-10 | Открытое акционерное общество "Газпром" | Hydrate growth inhibitor of kinetic action |
| RU2504571C2 (en) * | 2011-09-21 | 2014-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Дельта-пром инновации" | Composition for prevention of hydrate salt depositions and corrosion |
| RU2601355C1 (en) * | 2015-10-19 | 2016-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина" | Composition for inhibiting formation of hydrates in hydrocarbon-containing raw material |
-
2019
- 2019-02-28 RU RU2019105760A patent/RU2723801C1/en active
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3348614A (en) * | 1965-06-23 | 1967-10-24 | Mobil Oil Corp | Hydrate prevention in gas production |
| RU2134678C1 (en) * | 1995-06-08 | 1999-08-20 | Эксон продакшн рисерч компани | Method of inhibition of formation of hydrates |
| RU2177026C2 (en) * | 1996-04-16 | 2001-12-20 | Мобил Ойл Корпорэйшн | Composition for use in evaporation-compression refrigeration installation, evaporation-compression refrigeration installation, and a method for lubrication thereof |
| RU2193647C2 (en) * | 2000-12-28 | 2002-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-инженерный центр НК "ЛУКОЙЛ" | Method of preventing hydrates formation in wells (versions) |
| US7994374B2 (en) * | 2005-04-07 | 2011-08-09 | Exxonmobil Upstream Research Company | Recovery of kinetic hydrate inhibitor |
| RU2447197C1 (en) * | 2010-10-12 | 2012-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр "Интехпромсервис" (ООО "НПЦ "Интехпромсервис") | Composition for prevention of inorganic salts deposition |
| RU2504571C2 (en) * | 2011-09-21 | 2014-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Дельта-пром инновации" | Composition for prevention of hydrate salt depositions and corrosion |
| CN102492407A (en) * | 2011-11-20 | 2012-06-13 | 中国石油大学(华东) | High efficient hydrate inhibitor and its preparation method |
| RU2481375C1 (en) * | 2011-12-08 | 2013-05-10 | Открытое акционерное общество "Газпром" | Hydrate growth inhibitor of kinetic action |
| RU2601355C1 (en) * | 2015-10-19 | 2016-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина" | Composition for inhibiting formation of hydrates in hydrocarbon-containing raw material |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2777961C1 (en) * | 2022-01-26 | 2022-08-12 | Общество с ограниченной ответственностью Иркутская нефтяная компания | Composition for inhibition of hydrate formation and corrosion |
| CN116293467A (en) * | 2023-03-21 | 2023-06-23 | 中国石油大学(北京) | Submarine mixed transportation pipeline hydrate inhibition method based on thermal dynamic coupling |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11085002B2 (en) | Development of a novel high temperature stable scavenger for removal of hydrogen sulfide | |
| EP0939855A1 (en) | Additives for inhibiting formation of gas hydrates | |
| EP1806343A2 (en) | Stable imidazoline solutions | |
| JPH11269472A (en) | Additive to inhibit formation of hydrated gas | |
| BR112017020172B1 (en) | Composition, its use as a sulfhydryl scrubber and process to eliminate sulfhydryl molecules in oilfield operations and process systems | |
| US8404895B2 (en) | Tertiary amine salt additives for hydrate control | |
| RU2723801C1 (en) | Composition for inhibiting formation of gas hydrates | |
| US3790496A (en) | Alkylene polyamine polymeric reaction product corrosion inhibitor | |
| US11421142B2 (en) | Composition which makes it possible to delay the formation of gas hydrates | |
| US20230235212A1 (en) | Composition that can be used to delay the formation of gas hydrates | |
| KR101584636B1 (en) | composition and method for inhibiting gas hydrate formation | |
| KR101239201B1 (en) | A composition and a method for inhibiting gas hydrate formation | |
| BR112019008566B1 (en) | GAS HYDRATE INHIBITOR COMPOSITION AND COMPOSITION CROSS REFERENCE TO RELATED ORDER | |
| RU2677494C1 (en) | Kinetic inhibitor of hydrate formation | |
| BR112020018129A2 (en) | DRILLING FLUID UNDERSTANDING A LUBRICANT | |
| EP3512924A1 (en) | Use of compositions having a content of condensation product of 1-aminopropan-2-ol and formaldehyde in the removal of sulphur compounds from process streams | |
| CN105693926B (en) | A kind of high-performance environment protection type dynamic hydrate inhibitor and its synthetic method | |
| RU2601355C1 (en) | Composition for inhibiting formation of hydrates in hydrocarbon-containing raw material | |
| RU2706276C1 (en) | Method of hydration inhibiting | |
| RU2601649C1 (en) | Method of inhibiting formation of hydrates in hydrocarbon-containing raw material | |
| RU2083646C1 (en) | Hydraulic liquid | |
| US2926169A (en) | Certain substituted imidazolidones and imidazolidine thiones | |
| RU2178015C1 (en) | Metal corrosion inhibitor | |
| US3350316A (en) | Antifreeze composition | |
| US3703477A (en) | Corrosion inhibitor containing sulfurized tall oil |