一种复配型水合物阻聚剂的性能评价

介绍了在油气生产和运输部门等领域,水合物阻聚剂作为一种新型防控方法,在解决天然气水合物堵塞造成的流动安全问题上的应用。采用高压蓝宝石反应釜和在线激光粒度测定装置,系统评价了CS-1复配型水合物阻聚剂在油水体系内的阻聚性能,以及与2种降凝剂的配伍性;研究了在水合物阻聚剂存在的条件下,水合物形成过程中颗粒弦长分布变化规律;从乳化和阻聚2个方面分析了复配型水合物阻聚剂在油水体系内的阻聚机理。结果表明:CS-1水合物阻聚剂的添加量为体系水质量的1.0%~3.0%时,具有较好的阻聚效果,与2种降凝剂有良好的协同配伍性。     

苯乙烯精馏阻聚剂性能分析及阻聚措施

苯乙烯是一种重要的有机化工原料,也是最基本的芳烃化学品。苯乙烯在生产过程中极易发生聚合,增加了装置的物耗损失,影响装置的安全稳定生产。本文对乙苯脱氢制苯乙烯、碳八抽提苯乙烯两种苯乙烯生产工艺进行了简单介绍,对苯乙烯自由基聚合以及自引发聚合两种聚合反应机理进行研究,对2,4-二硝基苯酚、2,6-二硝基-对甲苯酚、4,6-二硝基-2-仲丁基苯酚、真阻聚剂4种苯乙烯阻聚剂的物化性质、毒性、使用效果进行比较,提出了真阻聚剂与2,4-二硝基苯酚以及真阻聚剂与4,6-二硝基2-仲丁基苯酚的协同阻聚方案,并提出了降低苯乙烯在工艺系统中的停留时间、维持工艺操作温度稳定、减少系统漏氧量、随系统苯乙烯浓度变化及时调节阻聚剂用量等有效的阻聚措施,从而降低聚合物生成,减少阻聚剂消耗,降低装置物耗,增加装置的经济效益。     

丙烯酸及其酯类用复合阻聚剂阻聚效果探讨

本文从实验的角度出发,介绍一类复合高效阻聚剂,并从要理上对其协同作用进行了说明。     

气体水合物阻聚剂研究进展

由水合物生成与聚集引起的堵塞一直是深水油气流动安全保障领域面临的棘手问题。水合物阻聚剂（AAs）因可防止水合物颗粒聚集而成为降低水合物风险的有效方法之一。本文基于作者课题组在水合物抑制技术方面的研究工作,分别梳理表面活性剂型和固体颗粒型水合物阻聚剂的构效关系。同时,调研国内外宏观-微观-分子不同尺度的阻聚性能测试手段,包括高压搅拌反应釜、摇摆槽、流动轮和流动环路,以及微观力测试仪和分子动力学模拟。基于上述实验装置和分子模拟研究结果,总结了不同类型阻聚剂对水合物的作用机理,特别是乳化和吸附机理。最后分析现有水合物阻聚剂存在的问题,并展望了水合物阻聚剂的未来发展方向。这为将来适用于南海深水油气田的高效、绿色和经济水合物AAs的开发提供重要的技术支持。     

水合物阻聚剂性能评价方法研究进展

介绍了含水合物阻聚剂油水体系中水合物的宏观形态规律;对比分析了主流的水合物阻聚剂评价方法的优缺点,包括传统的温压变化评价法、可视观测法、蓝宝石摇摆滚球法和循环管路法,以及新型评价方法如粘度和扭矩评价法、微观力评价法、激光测量技术法以及分子模拟法等;提出了水合物阻聚剂性能评价方法未来的研究建议和前景。     

水合物阻聚剂性能评价方法研究进展

介绍了含水合物阻聚剂油水体系中水合物的宏观形态规律;对比分析了主流的水合物阻聚剂评价方法的优缺点,包括传统的温压变化评价法、可视观测法、蓝宝石摇摆滚球法和循环管路法,以及新型评价方法如粘度和扭矩评价法、微观力评价法、激光测量技术法以及分子模拟法等;提出了水合物阻聚剂性能评价方法未来的研究建议和前景.     

丙烯酸阻聚剂及阻聚剂去除方法的探讨

丙烯酸的结构决定了丙烯酸非常容易聚合,因此在生产过程中,常通过加入阻聚剂以防止丙烯酸的聚合,而在使用前又需要去除阻聚剂。本文介绍了常用的几种类型阻聚剂,并对其机理和性质进行了分析,进而对如何去除阻聚剂进行了探讨。最后,本课题组提出了一种去除阻聚剂的方法,即非金属组合物吸附去除法,该方法可取代传统的阻聚剂去除方法,有一定的借鉴意义。     

碳五分离阻聚剂阻聚效果的影响因素分析

依据碳五二烯烃易发生自聚合和共聚的特性,结合碳五分离装置生产实际情况,分析了阻聚剂单耗、DMF溶剂水解产物、系统游离氧含量、塔生产温度、二烯烃浓度等因素对阻聚剂阻聚效果的影响,并对这些因素进行了较为合理的优化,优化后装置萃取分离系统生产稳定性明显提高,塔釜泵入口滤网清理频次下降,再沸器运行周期延长,表明塔内二烯烃聚合结焦速率下降明显,提高了碳五分离装置目标产品的收率,降低了运行成本,延长了萃取分离系统的运行周期。     

油水体系中氢气+甲烷的相平衡研究

利用水合物生成原理分离气体混合物是一种新的气体分离方法,使用阻聚剂可使气体水合物能够在流体中具有很好的流动性,本文研究了油水体系中H_2+CH_4混合物的相平衡,分别考察了压力、温度、气水比、油水比等条件对氢气提浓的影响,实验结果表明:在274.15 K,5.0 MPaG,R=100 V/V,Q=2.5︰1条件下,水合物法可以有效实现H_2+CH_4混合物的分离,本文研究成果为水合物分离技术的工业化应用,提供了基础实验数据和技术支持。     

SPJ-701与HQ复配对BA阻聚效果的研究

研究了对苯二酚（HQ）、2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶-1-氧自由基（SPJ-701）与对苯二酚（HQ）复配阻聚剂分别对AIBN（偶氮二异丁腈）引发的丙烯酸丁酯（BA）自由基聚合的阻聚效率。实验结果表明,复合阻聚剂SPJ701-HQ阻聚效果较好,聚合反应的诱导期长,说明氮氧自由基与HQ有协同效应。     

加入防聚剂后水合物浆液流动压降规律研究

围绕新型水合物化学抑制剂在海上油气田现场应用过程中将遇到的管道输送工艺设计技术方面的问题开展实验研究。在内径为25.4mm,长20m的水平透明实验环道上,首次以海上凝析油气田现场采集的油、水和按天然气组分配置的气体为实验介质,加入国内自主研制的水合物防聚剂,进行了水合物浆液流动压降实验。实验初始含水质量分数分别为5%,10%,15%,20%,25%,30%,得到了不同实验条件下水合物浆液流动压降参数的变化规律。通过分析实验结果并借助液固二相流有关理论,初步建立了水合物浆液管输压降计算方法。基于实验数据,该方法可用于计算实际管线中水合物浆液流动的压降。     

Quantification of the risk for hydrate formation during cool down in a dispersed oil-water system

Gas hydrates are considered a nuisance in the flow assurance of oil and gas production since they can block the flowlines, consequently leading to significant losses in production. Hydrate avoidance has been the traditional approach, but recently, hydrate management is gaining acceptance because the practice of hydrate avoidance has become more and more challenging. For better management of hydrate formation, we investigated the risk of hydrate formation based on the subcooling range in which hydrates form by associating low, medium, and high probability of formation for a gas+oil+water system. The results are based on batch experiments which were performed in an autoclave cell using a mixture gas (CH₄: C₃H₈=91.9 : 8.1 mol%), total liquid volume (200 ml), mineral oil, watercut (30%), and mixing speed (300 rpm). From the measurements of survival curves showing the minimum subcooling required before hydrate can form and hydrate conversion rates for the initial 20 minutes, we developed a risk map for hydrate formation.     

Hydrate formation in oil–water systems: Investigations of the influences of water cut and anti-agglomerant

To investigate the characteristics of hydrate formation in oil–water systems, a high-pressure cell equipped with visual windows was used where a series of hydrate formation experiments were performed from natural gas + diesel oil + water systems at different water cuts and anti-agglomerant concentrations. According to the temperature and pressure profiles in test experiments, the processes of hydrate formation under two kinds of experimental procedures were analyzed first. Then, based on the experimental phenomena observed through the visual windows, the influences of water cut and anti-agglomerant on the places of hydrate formation and distribution, hydrate morphologies and hydrate morphological evolvements were investigated. Hydrate agglomeration, hydrate deposition and hydrate film growth on the wall were observed in experiments. Furthermore, three different mechanisms for hydrate film growth on the wall were identified. In addition, the influences of water cut and anti-agglomerant on the induction time of hydrate formation were also studied.     

基于植物提取液活性成分分析的水合物阻聚剂研制

针对深海三相混输中极易发生水合物堵塞及现有阻聚剂配方研制存在一定盲目性的问题,通过对有水合物防聚作用的一种植物提取液进行初步分析评价,确定其活性部位,借助傅里叶红外（FTIR）和气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）对该活性部位进行官能团分析及物质鉴定,以分析出的物质复配高效、环保的水合物阻聚剂。在高压全透明蓝宝石反应釜中进行水合物防聚评价实验,发现此植物提取液的活性部位主要分布在它的乙酸乙酯相段中。而从该部位鉴定出的物质大多为增塑剂、乳化剂、稳定剂及表面活性剂制备原料之类的物质。通过购买相应市售标准品进行实验发现,各物质均具有部分水合物防聚效果,而它们的混合物水合物防聚效果更佳,可以直接作为一种有效、低廉、环保的水合物复配阻聚剂使用。     

超重力旋转填料床中天然气水合物含气量研究

研究了在旋转填料床中制备天然气水合物,主要考察了超重力因子β、液气比等因素对含气量的影响。实验结果表明,当在压力5 MPa、温度277.15 K状态下:含气量随着超重力因子β增大而增大,β大于120后对含气量的影响不明显;天然气水合物含气量随液气比的增大呈现出先增大后减小的趋势,其最佳液气比为10 L/m3。结合晶体化学方法探讨了超重力方式合成天然气水合物的机理。与传统方式相比,加快了溶解、成核及生长过程,最终含气量显著提高。     

天然气水合物优化合成实验研究

水合物储运技术实用化的进程中,如何提高水合物制备效率,实现高密度的储存是最为关键的问题。文中对此应用新型雾化系统对气水合物的强化合成技术进行了实验研究。结果表明:压力提高对水合物生长加速作用明显;活性剂组分和雾化方式提供了最优的气液传质条件,极大地加快了溶解、成核及生长过程,其整体反应速度提高了1倍以上,最终含气体积比也显著提高;分解水重复生成、水合物晶种的投入也能极大加快成核过程,缩短诱导期,从而提高反应速率。     

第一类水合物藏降压开采实验模拟

我国南海含下伏游离气的水合物储层具有实现下伏游离气和水合物分解气“两气合采”的地质条件,开采该类型水合物藏能够增加产气量,提高经济性。但目前该类型储层的开采模拟室内实验研究较少,开采规律认识不足。本文采用实验室自行搭建的三维水合物模拟装置,建立了一套含有游离气层的第一类水合物储层制备新方法,研究了水合物藏降压开采过程的产气产水特性。结果表明,采用甲烷水合物四相点以下的生产压力能有力地加快水合物分解进程,提高开采效率,当开采压力从2.95MPa降低到2.14MPa,快速产气阶段气体采收率增加10%,总开采时间缩短约38%,总采收率从73%提高到81%。当开采井井孔位于水合物层时,可能会在井孔附近出现水合物二次生成现象,从而导致开采产气速率显著降低,相比于开采井井孔位于气层,相同累积产气量的情况下生产时间延长30%左右。对比第一、三类水合物藏发现,第一类水合物藏的快速产气阶段持续20min以上,比第三类水合物藏延长一倍多,但总的气体采收率稍低。本文塑造的是气饱和的第一类水合物藏,对实际海洋水合物藏的模拟具有一定局限性,今后研究还需从实验装置尺度、分区控温方法、实验介质筛选、储层重塑稳定性等方面着手,解决储层重塑关键技术问题,为我国含下伏游离气的泥质粉砂型天然气水合物藏开采提供基础数据参考。     

饱和溶液对天然气水合物影响的实验研究

水合物生成速度及储气量严重制约着天然气以水合物形式储运的发展。为提高其生成速度及储气量,采用饱和溶液提供晶种代替水合物晶核自发形成的方式,研究了不同饱和度CuSO_4溶液、MgSO_4溶液及去离子水在8.45MPa,温度分别为3,5,8℃条件下对天然气水合物生成速度及储气量的影响。由结果可知:饱和溶液可以促进天然气水合物生成。相同实验条件下,CuSO_4饱和溶液生成水合物的储气量是去离子水的7倍,MgSO_4饱和溶液生成水合物的储气量是去离子水的7.2倍,水合物在饱和溶液中的生成速度也明显提高。饱和溶液中天然气水合物生成的初始阶段主要受饱和溶液结晶作用影响,降低温度可以改变水合物的平衡压力,影响水合物的平均生成速度,但对水合物初期的生成速度影响不大。