СПОСОБ ИНГИБИРОВАНИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ГАЗОВЫХ ГИДРАТОВ Российский патент 2011 года по МПК C08G6/00 C08G2/26 C08G16/00 C08F26/00 C10L3/10 

Изобретение относится к способам ингибирования образования газовых гидратов в различных углеводородсодержащих жидкостях и газах, содержащих гидратообразующие агенты, в частности воду, и может быть использовано в процессах добычи, переработки и транспортировки углеводородного сырья для предотвращения образования газовых гидратов.

В природном газе, газовом конденсате и нефти присутствуют соединения (СН₄, С₂Н₆, С₃Н₈, изо-С₄Н₁₀, н-С₄Н₁₀, CO₂, H₂S), которые при определенных термобарических условиях в присутствии воды образуют газовые гидраты. Образование техногенных газовых гидратов представляет собой серьезную технологическую проблему, которая возникает при добыче, транспортировке и переработке жидкого и газообразного углеводородного сырья ввиду того, что газогидраты, являясь твердыми кристаллическими веществами, отлагаются на стенках труб и оборудования, что приводит к резкому уменьшению пропускной способности добывающих скважин, технологических трубопроводов вплоть до их полной закупорки. Образование газогидратных пробок может привести к остановке процессов добычи, транспортировки, переработки углеводородного сырья и спровоцировать, таким образом, значительные финансовые потери.

Для решения проблемы образования техногенных газовых гидратов в настоящее время используют термодинамические и кинетические ингибиторы гидратообразования. Основными представителями термодинамических ингибиторов являются метанол, моноэтиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль. Термодинамические ингибиторы - вещества, растворимые в воде, смещающие трехфазное равновесие «газ - водная фаза - газовые гидраты» в сторону более низких температур при данном давлении или более высоких давлений при данной температуре. Метанол как термодинамический ингибитор имеет существенные недостатки, среди которых высокая токсичность, пожароопасность, высокие рабочие концентрации (10-50% от массы воды). В этой связи использование термодинамических ингибиторов является экологически небезопасным и дорогостоящим, так как предполагает использование значительных объемов реагента.

Основой кинетических ингибиторов гидратообразования являются водорастворимые полимеры, которые вмешиваются в процесс кристаллизации гидратов, замедляя его, а также воздействуют на начальные стадии роста кристаллов. Кинетические ингибиторы гидратообразования подавляют формирование мелких кристаллов посредством воздействия на их точки роста и, таким образом, увеличивают индукционный период образования газогидратов. Кинетические ингибиторы эффективно подавляют процесс образования газовых гидратов в значительно более низких концентрациях (0,25-3 массовых %) по сравнению с термодинамическими ингибиторами гидратообразования. Поэтому использование кинетических ингибиторов для подавления образования техногенных газовых гидратов предполагает значительно меньшие затраты по сравнению с термодинамическими.

Известен способ замедления образования газовых гидратов (RU 2126513, 1999). В качестве кинетического ингибитора предлагается использовать водорастворимое высокомолекулярное соединение (ВМС), образованное из производного акриламида, в котором атомы водорода при азоте замещены на группы R₁ и R₂.

При этом R₁ является углеводородным радикалом с числом атомов углерода от 1 до 10, числом гетероатомов, выбранных из группы, состоящей из азота, кислорода, серы и их комбинаций, - от 0 до 4; R₂ является атомом водорода или углеводородным радикалом с числом атомов углерода от 1 до 10, числом гетероатомов, выбранных из группы, состоящей из азота, кислорода, серы и их комбинаций, - от 0 до 4. R₁ и R₂ могут быть связаны в цикл, содержащий от 3 до 10 атомов углерода и указанное количество гетероатомов от 0 до 4, выбранных из группы, содержащей водород, кислород, серу и их комбинации. Недостатком известного способа является сложность синтеза используемых ВМС, связанная с использованием материалоемкой установки, необходимостью постоянной продувки колбы во время синтеза инертным газом, использованием специально подготовленных абсолютизированных органических растворителей. Максимально достигнутые величины переохлаждения, характеризующие антигидратную активность предложенных полимеров при их концентрации 0,5% масс., в известном способе составляют 14°С, что налагает ограничения на использование описываемых ингибиторов при более высоких значениях переохлаждения.

Известен способ ингибирования образования гидратов (RU 2134678, 1999). В качестве кинетического ингибитора предлагается использовать водорастворимый сополимер N-метил-N-винилацетамид/виниллактам общей формулы

где n=1-3; сумма x и у представляет собой среднее число, достаточное для получения средней молекулярной массы около 1000-6000000.

Данному способу присущи указанные выше недостатки, связанные со сложностью получения используемого ВМС. Недостатком также является ограничение максимальной величины переохлаждения 16,7°С предложенных полимеров при их концентрации 0,5% масс.

Известен способ ингибирования образования газовых гидратов (RU 2137740, 1999). В качестве основы кинетического ингибитора предлагается использовать водорастворимое ВМС, в котором основная цепь содержит по крайней мере две дополнительные группы, первая из дополнительных групп включает не менее двух атомов, которые выбирают из ряда, содержащего углерод, азот и кислород, а вторая дополнительная группа обозначает С₁-С₃ алкильную группу. Данному способу присущи указанные выше недостатки, связанные как с ограничением максимальной величины переохлаждения 16,4°С предложенных полимеров при их концентрации 0,5% масс., так и со сложностью получения используемых высокомолекулярных соединений.

Таким образом, задача создания новых, более эффективных способов ингибирования образования гидратов, с использованием кинетических ингибиторов гидратообразования, на сегодняшний день остается актуальной.

Поставленная задача достигается описываемым способом ингибирования образования газовых гидратов в углеводородсодержащем сырье, содержащем гидратообразующие компоненты, путем обработки указанного сырья кинетическим ингибитором, в качестве которого используют водорастворимый полимер или смесь водорастворимых полимеров, содержащих, по меньшей мере, мономерное звено общей формулы:

где R₁ - атом водорода или углеводородный радикал с количеством атомов углерода от 1 до 4.

Предпочтительно используют водорастворимый полимер общей формулы:

где R₁ - атом водорода или углеводородный радикал с количеством атомов углерода от 1 до 4, m равно среднему количеству повторяющихся звеньев для получения средней молекулярной массы в пределах от 5000 до 100000, или водорастворимый полимер общей формулы:

где R₁ - атом водорода или углеводородный радикал с количеством атомов углерода от 1 до 4, R₂ - атом водорода или углеводородный радикал с количеством атомов углерода от 1 до 3, сумма m+n равна среднему количеству повторяющихся мономерных звеньев для получения средней молекулярной массы полимера в пределах от 5000 до 100000, или водорастворимый полимер общей формулы:

где R₁ - атом водорода или углеводородный радикал с количеством атомов углерода от 1 до 4, R₃ - атом водорода или углеводородный радикал с количеством атомов углерода от 1 до 3, х равен от 1 до 3, сумма m+p равна среднему количеству повторяющихся мономерных звеньев для получения средней молекулярной массы в пределах от 5000 до 100000, или водорастворимый полимер общей формулы:

где R₁ - атом водорода или углеводородный радикал с количеством атомов углерода от 1 до 4, R₂, R₃ - атомы водорода или углеводородные радикалы с количеством атомов углерода от 1 до 3, х равен от 1 до 3, сумма m+n+p равна среднему количеству повторяющихся мономерных звеньев для получения средней молекулярной массы в пределах от 5000 до 100000.

Технический результат заключается в более высокой, по сравнению с известными способами, ингибирующей способности описываемого способа, количественно характеризующейся величиной переохлаждения 19-21°С используемых в способе полимеров. Кроме того, синтез указанных полимеров проводят по более простой схеме в отличие от вышеоговоренных.

В качестве углеводородсодержащего сырья возможно использовать такое, как, например, нефтяные водосодержащие эмульсии, указанные эмульсии, содержащие углеводородный газ, газовый конденсат, сырье, содержащее гидратообразующий газ, воду, а также другое углеводородсодержащее сырье, содержащее гидратообразующие компоненты, характерное, в частности, для процессов добычи, переработки и транспортировки углеводородного сырья.

Термин «полимер» обозначает все типы полимеров, включая гомополимеры, сополимеры и смеси полимеров.

В вышеуказанных общих формулах полимеров радикал R₁ выбирают из группы, состоящей из водорода, алкильной (например, метил, этил, пропил, изопропил, бутил, изобутил, втор-бутил, трет-бутил), циклоалкильной (например, циклопропил, метилциклопропил), циклоалкилалкильной (например, циклопропилметил), алкенильной (например, винил, аллил, пропенил, изопропенил, бутенил, изобутенил) группы.

R₂ выбирают из группы, состоящей из водорода, алкильной (например, метил, этил, пропил, изопропил), циклоалкильной (например, циклопропил), алкенильной (например, винил, аллил, пропенил, изопропенил) группы.

R₃ выбирают из группы, состоящей из водорода, алкильной (например, метил, этил, пропил, изопропил), циклоалкильной (например, циклопропил), алкенильной (например, винил, аллил, пропенил, изопропенил) группы.

Ингибиторы, используемые в описываемом способе, включают (но не ограничиваются перечисленным) такие высокомолекулярные соединения, как, например, следующие: гомополимер N-глиоксилоилпирролидина или его производных, имеющих углеводородный радикал в основной цепи; сополимеры N-глиоксилоилпирролидина или его производных, имеющих углеводородный радикал в основной цепи с N-акрилоилпирролидином или его производными, имеющими углеводородный радикал в основной цепи; сополимеры N-глиоксилоилпирролидина или его производных, имеющих углеводородный радикал в основной цепи с N-виниллактамом или его производными, имеющими углеводородный радикал в основной цепи; тройные сополимеры N-глиоксилоилпирролидина или его производных, имеющих углеводородный радикал в основной цепи с N-акрилоилпирролидином или его производными, имеющими углеводородный радикал в основной цепи с N-виниллактамом или его производными, имеющими углеводородный радикал в основной цепи.

Используемые сополимеры могут быть стохастическими, то есть имеющими случайный порядок чередования мономерных звеньев в макромолекуле.

Полимер возможно предварительно растворить в соответствующем растворителе-носителе, в качестве которого используют, в частности, воду, низкомолекулярные спирты и другие кислородсодержащие соединения.

Для синтеза используемых в описываемом способе кинетических ингибиторов гидратообразования используют полимеризацию в массе. Данный метод позволяет значительно упростить аппаратурное оформление процесса полимеризации, при этом отсутствует необходимость использования специально подготовленных абсолютизированных органических растворителей и постоянной продувки реактора инертным газом. Полимеризацию проводят в стеклянных запаянных ампулах диаметром не более 2 см с целью обеспечения нормального теплоотвода и предотвращения локальных перегревов при протекании экзотермического процесса полимеризации. В мономер (или смесь мономеров) добавляют инициатор - динитрил азо-бис-изомасляной кислоты в количестве 0,1 масс. % по отношению к массе мономера/ов. Реакционную смесь перемешивают в колбе на магнитной мешалке до полного растворения инициатора и заливают приготовленный раствор в стеклянную ампулу. Раствор дегазируют с целью удаления растворенного в мономере/ах кислорода, ингибирующего процесс полимеризации, путем трехкратного замораживания ампулы в жидком азоте, откачивания воздуха и последующего размораживания. После чего ампулу запаивают в вакууме. Полимеризацию проводят в водяной бане при 60°С в течение 6 ч. Ампулу охлаждают и вскрывают. Полученный полимерный блок растворяют в подходящем органическом растворителе до ≈ 8-12% концентрации. Переосаждают высокомолекулярное соединение путем прикапывания полученного раствора в 5-7-кратный объем осадителя при перемешивании. Полимер фильтруют и еще раз промывают порцией использовавшегося осадителя. После чего фильтруют и сушат сначала при комнатной температуре под тягой, затем в вакуум-сушильном шкафу при 70°С в течение 2 суток и на завершающей стадии в блоке при 80-110°С (10-15 часов). Структуры высокомолекулярных соединений подтверждают с помощью спектроскопии ядерного магнитного резонанса.

Для получения высокомолекулярных соединений используют как коммерчески доступные мономеры, например N-винилпирролидон, N-винилкапролактам, так и синтезированные, например, такие как N-глиоксилоилпирролидин, N-акрилоилпирролидин, N-метакрилоилпирролидин.

Для определения ингибирующих свойств полученных полимеров проводят экспериментальные исследования с использованием установки, включающей PVT-реактор высокого давления, снабженный датчиком давления и температуры, регулятором давления для поддержания определенных значений давления в PVT-реакторе на постоянном уровне и газовым расходомером для измерения расхода газовой смеси, подачу которой производят в PVT-реактор. Эксперименты проводят в изобарно-изотермических условиях. Каждый эксперимент состоит из следующих стадий:

- приготовление водного раствора высокомолекулярного соединения концентрации 0,5% масс.;

- заливка приготовленного раствора ВМС в вакуумированный PVT-реактор;

- приготовление в отдельной ячейке высокого давления газовой смеси состава 90% метан / 9% пропан / 1% изобутан (% мольные);

- охлаждение содержимого PVT-реактора от комнатной температуры до температуры эксперимента, далее - термостатирование;

- подача газовой смеси 90% метан / 9% пропан / 1% изобутан в охлажденный PVT-реактор до заданных значений давления;

- поддержание в PVT-реакторе постоянного давления с помощью регулятора давления;

- включение перемешивания содержимого PVT-реактора. Для реализации перемешивания содержимого реактора используют механическое перемешивающее устройство маятникового типа;

- контроль визуальных процессов, происходящих внутри PVT-реактора, с помощью системы визуализации, а также анализ зависимости расхода газовой смеси в изобарно-изотермических условиях в PVT-реакторе от времени.

На основании данных визуального наблюдения и зависимости расхода газовой смеси в изобарно-изотермических условиях в PVT-реакторе от времени судят об образовании газовых гидратов в PVT-реакторе. Близкие к нулевым значения расхода газовой смеси, измеренные расходомером в изобарно-изотермических условиях, свидетельствует об отсутствии образования гидрата и эффективности кинетического ингибитора при данной концентрации в растворе и данной движущей силе процесса гидратообразования, которая количественно характеризуется переохлаждением системы. Переохлаждение системы - разница между равновесной температурой гидратообразования и реальной температурой, при которой проводится эксперимент. Переохлаждение определяется составом газовой фазы и давлением в системе. Отличные от нулевых значения расхода газовой смеси, измеренные расходомером в изобарно-изотермических условиях в PVT-реакторе, свидетельствуют о протекании процесса образования газового гидрата и, как следствие, неэффективности ингибитора при данной концентрации в водном растворе и данных условиях.

Изобретение иллюстрируется примерами, не ограничивающими его использование.

Пример 1. Получение гомополимера N-глиоксилоилпирролидина. Навеску N-глиоксилоилпирролидина массой 8 г помещают в колбу, добавляют инициатор радикальной полимеризации - динитрил азо-бис-изомасляной кислоты в количестве 0,008 г. Реакционную смесь перемешивают в колбе на магнитной мешалке до полного растворения инициатора и заливают приготовленный раствор в стеклянную ампулу. Раствор подвергают дегазированию с целью удаления растворенного в мономере кислорода, ингибирующего процесс полимеризации, путем трехкратного замораживания ампулы в жидком азоте, откачивания воздуха и последующего размораживания. После чего ампулу запаивают в вакууме. Полимеризацию проводят в водяной бане при 60°С в течение 6 ч. Ампулу охлаждают и вскрывают. Полученный полимерный блок растворяют в ацетоне до ≈ 8-12% концентрации. Далее проводят переосаждение высокомолекулярного соединения путем прикапывания полученного раствора в 5-7-кратный объем осадителя - гексана - при перемешивании. Полимер фильтруют и еще раз промывают порцией гексана объемом 50-100 мл. После чего полимер фильтруют и сушат сначала при комнатной температуре под тягой, затем в вакуум-сушильном шкафу при 70°С в течение 2 суток и на завершающей стадии в блоке при 80-110°С (10-15 часов). Выход поли(N-глиоксилоилпирролидина) составляет 82%. Структуру основного мономера подтверждают с помощью спектроскопии ЯМР

N-глиоксилоилпирролидин, ¹Н-ЯМР спектр, м.д., 1,8-2,2 (4Н у 3 и 4 атома С в цикле, мультиплет), 3,4-3,9 (4Н у 2 и 5 атома С в цикле, мультиплет), 9,37 (1Н, синглет). Средняя молекулярная масса гомополимера составляет 5000.

Пример 2. Получение сополимера N-глиоксилоилпирролидина и N-метакрилоилпирролидина. В колбу помещают навески N-глиоксилоилпирролидина массой 7,14 г и N-метакрилоилпирролидина массой 0,86 г, добавляют инициатор радикальной полимеризации - динитрил азо-бис-изомасляной кислоты в количестве 0,006 г. Далее процесс проводят аналогично примеру 1. Выход сополимера N-глиоксилоилпирролидина и N-метакрилоилпирролидина составляет 79%. Структуру основного мономера подтверждают с помощью спектроскопии ЯМР (аналогично примеру 1). Средняя молекулярная масса сополимера составляет 18000.

Пример 3. Получение сополимера N-глиоксилоилпирролидина, N-метакрилоилпирролидина и N-винилкапролактама. В колбу помещают навески N-глиоксилоилпирролидина массой 6,3 г, N-метакрилоилпирролидина массой 0,85 г и N-винилкапролактама массой 0,85 г, добавляют инициатор радикальной полимеризации - динитрил азо-бис-изомасляной кислоты в количестве 0,004 г. Далее процесс проводят аналогично примеру 1. Выход сополимера N-глиоксилоилпирролидина, N-метакрилоилпирролидина и N-винилкапролактама составляет 81%. Структуру основного мономера подтверждают с помощью спектроскопии ЯМР (аналогично примеру 1). Средняя молекулярная масса сополимера составляет 60000.

Пример 4. Экспериментальное исследование ингибирующей способности гомополимера N-глиоксилоилпирролидина (полученного в примере 1). В коническую колбу помещают 110 см³ дистиллированной воды, добавляют 0,553 г гомополимера N-глиоксилоилпирролидина. Полученную взвесь перемешивают на магнитной мешалке до полного растворения полимера. 100 см³ полученного раствора полимера заливают в вакуумированный PVT-реактор. Далее охлаждают PVT-реактор и его содержимое от комнатной температуры до температуры эксперимента 3°С, после чего термостатируют. По достижении температуры 3°С внутри PVT-реактора в него подают предварительно приготовленную газовую смесь 90% метан / 9% пропан / 1% изобутан (% мольные) до давления 78,4 атм, после чего запускают перемешивание содержимого PVT-реактора. Давление в PVT-реакторе поддерживается на постоянном уровне в течение всего эксперимента. По истечении 20 часов с момента включения перемешивающего устройства гидрат в PVT-реакторе отсутствует, о чем свидетельствуют данные визуальных наблюдений и близкие к нулевым значения расхода газовой смеси, измеренные расходомером в изобарно-изотермических условиях. Давлению 78,4 атм, температуре 3°С и составу газовой смеси 90% метан / 9% пропан / 1% изобутан соответствует величина переохлаждения 19,2°С. Таким образом, 0,5% содержание гомополимера N-глиоксилоилпирролидина в водном растворе эффективно ингибирует процесс гидратообразования в течение минимум 20 часов при переохлаждении 19,2°С.

Пример 5. Экспериментальное исследование ингибирующей способности сополимера N-глиоксилоилпирролидина и N-метакрилоилпирролидина (полученного в примере 2). В коническую колбу помещают 110 см³ дистиллированной воды, добавляют 0,553 г сополимера N-глиоксилоилпирролидина и N-метакрилоилпирролидина. Полученную взвесь перемешивают на магнитной мешалке до полного растворения сополимера. 100 см³ полученного раствора сополимера заливают в вакуумированный PVT-реактор. Далее охлаждают PVT-реактор и его содержимое от комнатной температуры до температуры эксперимента 2°С, после чего термостатируют. По достижении температуры 2°С внутри PVT-реактора в него подают предварительно приготовленную газовую смесь 90% метан / 9% пропан / 1% изобутан (% мольные) до давления 79,8 атм, после чего запускают перемешивание содержимого PVT-реактора. Давление в PVT-реакторе поддерживается на постоянном уровне в течение всего эксперимента. По истечении 20 часов с момента включения перемешивающего устройства гидрат в PVT-реакторе отсутствует, о чем свидетельствуют данные визуальных наблюдений и близкие к нулевым значения расхода газовой смеси, измеренные расходомером в изобарно-изотермических условиях. Давлению 79,8 атм, температуре 2°С и составу газовой смеси 90% метан / 9% пропан / 1% изобутан соответствует величина переохлаждения 20,3°С. Таким образом, 0,5% содержание сополимера N-глиоксилоилпирролидина и N-метакрилоилпирролидина в водном растворе эффективно ингибирует процесс гидратообразования в течение минимум 20 часов при переохлаждении 20,3°С.

Пример 6. Экспериментальное исследование ингибирующей способности сополимера N-глиоксилоилпирролидина, N-метакрилоилпирролидина и N-винилкапролактама (полученного в примере 3). В коническую колбу помещают 110 см³ дистиллированной воды, добавляют 0,553 г сополимера N-глиоксилоилпирролидина, N-метакрилоилпирролидина и N-винилкапролактама. Полученную взвесь перемешивают на магнитной мешалке до полного растворения сополимера. 100 см³ полученного раствора сополимера заливают в вакуумированный PVT-реактор. Далее охлаждают PVT-реактор и его содержимое от комнатной температуры до температуры эксперимента 2°С, после чего термостатируют. По достижении температуры 2°С внутри PVT-реактора в него подают газовую смесь 90% метан / 9% пропан / 1% изобутан (% мольные) до давления 90,0 атм. Давление в PVT-реакторе поддерживается на постоянном уровне в течение всего эксперимента. По истечении 20 часов гидрат в PVT-реакторе отсутствует, о чем свидетельствуют данные визуальных наблюдений и близкие к нулевым значения расхода газовой смеси, измеренные расходомером в изобарно-изотермических условиях. Давлению 90,0 атм, температуре 2°С и составу газовой смеси 90% метан / 9% пропан / 1% изобутан соответствует величина переохлаждения 21,0°С. Таким образом, 0,5% содержание сополимера N-глиоксилоилпирролидина, N-метакрилоилпирролидина и N-винилкапролактама в водном растворе эффективно ингибирует процесс гидратообразования в течение минимум 20 часов при переохлаждении 21,0°С.

Пример 7. Экспериментальное исследование ингибирующей способности сополимера N-глиоксилоилпирролидина и N-метакрилоилпирролидина (полученного в примере 2) при ингибировании образования гидратов в водонефтяной эмульсии. В коническую колбу помещают 110 см³ водонефтяной эмульсии, добавляют сополимер N-глиоксилоилпирролидина и N-метакрилоилпирролидина в количестве 0,5% от массы воды, содержащейся в указанной эмульсии. Полученную взвесь перемешивают на магнитной мешалке до полного растворения сополимера. 100 см³ полученной смеси заливают в вакуумированный PVT-реактор. Далее охлаждают PVT-реактор и его содержимое от комнатной температуры до температуры эксперимента 2°С, после чего термостатируют. По достижении температуры 2°С внутри PVT-реактора в него подают подают газовую смесь 90% метан / 9% пропан / 1% изобутан (% мольные) до давления 79,8 атм. Давление в PVT-реакторе поддерживается на постоянном уровне в течение всего эксперимента. По истечении 20 часов гидрат в PVT-реакторе отсутствует, о чем свидетельствуют данные визуальных наблюдений и низкие значения расхода газовой смеси, измеренные расходомером в изобарно-изотермических условиях, соответствующие растворению углеводородной газовой смеси в водонефтяной эмульсии. Давлению 79,8 атм, температуре 2°С и составу газовой смеси 90% метан / 9% пропан / 1% изобутан соответствует величина переохлаждения 20,3°С. Таким образом, 0,5% содержание сополимера N-глиоксилоилпирролидина и N-метакрилоилпирролидина в водонефтяной эмульсии эффективно ингибирует процесс гидратообразования в течение минимум 20 часов при переохлаждении 20,3°С.

Пример 8. Экспериментальное исследование ингибирующей способности смеси гомополимера N-глиоксилоилпирролидина и сополимера N-глиоксилоилпирролидина и N-метакрилоилпирролидина. В коническую колбу помещают 110 см³ дистиллированной воды, добавляют 0,276 г гомополимера N-глиоксилоилпирролидина и 0,277 г сополимера N-глиоксилоилпирролидина и N-метакрилоилпирролидина. Полученную взвесь перемешивают на магнитной мешалке до полного растворения полимеров. 100 см³ полученного раствора полимера заливают в вакуумированный PVT-реактор. Далее охлаждают PVT-реактор и его содержимое от комнатной температуры до температуры эксперимента 2°С, после чего термостатируют. По достижении температуры 2°С внутри PVT-реактора в него подают предварительно приготовленную газовую смесь 90% метан / 9% пропан / 1% изобутан (% мольные) до давления 73,6 атм, после чего запускают перемешивание содержимого PVT-реактора. Давление в PVT-реакторе поддерживается на постоянном уровне в течение всего эксперимента. По истечении 20 часов с момента включения перемешивающего устройства гидрат в PVT-реакторе отсутствует, о чем свидетельствуют данные визуальных наблюдений и близкие к нулевым значения расхода газовой смеси, измеренные расходомером в изобарно-изотермических условиях. Давлению 73,6 атм, температуре 2°С и составу газовой смеси 90% метан / 9% пропан / 1% изобутан соответствует величина переохлаждения 19,6°С. Таким образом, 0,25% содержание гомополимера N-глиоксилоилпирролидина и 0,25% сополимера N-глиоксилоилпирролидина и N-метакрилоилпирролидина в водном растворе эффективно ингибирует процесс гидратообразования в течение минимум 20 часов при переохлаждении 19,6°С.

Использование высокомолекулярных соединений с другими значениями средней молекулярной массы, оговоренными в формуле, приводит к аналогичным результатам.

Изобретение относится к ингибированию образования газовых гидратов в различных углеводородсодержащих жидкостях и газах, содержащих воду, и может быть использовано в процессах добычи, переработки и транспортировки углеводородного сырья для предотвращения образования газовых гидратов. Изобретение касается способа ингибирования образования газовых гидратов в углеводородсодержащем сырье, содержащем гидратообразующие компоненты, путем обработки указанного сырья кинетическим ингибитором, в качестве которого используют водорастворимый полимер или смесь водорастворимых полимеров, содержащих, по меньшей мере, мономерное звено общей формулы:

где R₁ - атом водорода или углеводородный радикал с количеством атомов углерода от 1 до 4. Технический результат - более высокая ингибирующая способность способа. 4 з.п. ф-лы.

1. Способ ингибирования образования газовых гидратов в углеводородсодержащем сырье, содержащем гидратообразующие компоненты путем обработки указанного сырья кинетическим ингибитором, в качестве которого используют водорастворимый полимер или смесь водорастворимых полимеров, содержащих, по меньшей мере, мономерное звено общей формулы:

где R₁ атом водорода или углеводородный радикал с количеством атомов углерода от 1 до 4.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют водорастворимый полимер общей формулы:

где R₁ атом водорода или углеводородный радикал с количеством атомов углерода от 1 до 4, m равно среднему количеству повторяющихся звеньев для получения средней молекулярной массы в пределах от 5000 до 100000.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют водорастворимый полимер общей формулы:

где R₁ - атом водорода или углеводородный радикал с количеством атомов углерода от 1 до 4, R₂ - атом водорода или углеводородный радикал с количеством атомов углерода от 1 до 3, сумма m+n равна среднему количеству повторяющихся мономерных звеньев для получения средней молекулярной массы полимера в пределах от 5000 до 100000.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют водорастворимый полимер общей формулы:

где R₁ - атом водорода или углеводородный радикал с количеством атомов углерода от 1 до 4, R₃ - атом водорода или углеводородный радикал с количеством атомов углерода от 1 до 3, х равен от 1 до 3, сумма m+p равна среднему количеству повторяющихся мономерных звеньев для получения средней молекулярной массы в пределах от 5000 до 100000.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют водорастворимый полимер общей формулы:

где R₁ - атом водорода или углеводородный радикал с количеством атомов углерода от 1 до 4, R₂, R₃ - атомы водорода или углеводородные радикалы с количеством атомов углерода от 1 до 3, х равен от 1 до 3, сумма m+n+p равна среднему количеству повторяющихся мономерных звеньев для получения средней молекулярной массы в пределах от 5000 до 100000.