抑制烴混合物中發(fā)泡的方法和組合物的制作方法
【專利摘要】一種在含水和烴的混合物中抑制泡沫形成的方法，所述方法包括使所述混合物與包含至少一種離子液體的組合物接觸。所述離子液體優(yōu)選為聚(羥基羧酸)酰胺鹽衍生物和烷基乙氧基化物磷酸鹽。
【專利說明】抑制烴混合物中發(fā)泡的方法和組合物
[0001]相關(guān)申請專利的交叉引用
[0002]本申請要求2011年12月21日申請的美國臨時申請N0.61/578，316的權(quán)益，該申請在這里作為參考引用。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及用于抑制泡沫形成的方法和組合物，和在一個實施方案中涉及在生產(chǎn)油和氣的過程中抑制泡沫形成的方法和組合物。
【背景技術(shù)】
[0004]已知的是，由生產(chǎn)井生產(chǎn)的油和氣在烴由井中產(chǎn)生、輸送和處理時會形成泡沫。例如，由于烴中雜質(zhì)的原因和經(jīng)常由于經(jīng)受泄壓釋放所夾帶氣體的原因，可能產(chǎn)生泡沫。泡沫使得難于輸送和處理烴混合物，和可能會造成油氣分離困難。為了提高分離效率和由此提高生產(chǎn)能力，通常應(yīng)用消泡劑、特別是硅氧烷基試劑來控制發(fā)泡。 [0005]但應(yīng)用硅氧烷基材料對于所產(chǎn)生的烴的價值不利，因為它對用于進一步處理烴的煉廠和其它裝置具有負(fù)面影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種在含水和烴的混合物中抑制泡沫形成的方法，所述方法包括使所述混合物與包含至少一種離子液體的組合物接觸。
[0007]本發(fā)明還提供用于在烴水混合物中抑制泡沫形成的組合物，所述組合物包含至少一種離子液體。
[0008]本發(fā)明還提供包含水、烴和含有至少一種離子液體的組合物的發(fā)泡受抑制的混合物。
【具體實施方式】
[0009]本發(fā)明涉及由油氣生產(chǎn)井生產(chǎn)的烴的處理方法。這些烴在所經(jīng)受的生產(chǎn)、運輸和處理步驟中易于發(fā)泡。本發(fā)明通過用包含一種或多種離子液體的組合物處理所述烴而解決了該問題。所述離子液體可以與本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的可用于處理由烴生產(chǎn)井生產(chǎn)的烴的附加組分混合。
[0010]離子液體通常定義為在室溫下為液體或者定義為具有小于100°C的熔點的熔融鹽。它們幾乎沒有蒸氣壓和可能具有高的熱穩(wěn)定性。作為在本申請中應(yīng)用的術(shù)語離子液體，它可以用于上述熔融鹽或溶解在水溶液或其它溶液中的所述鹽。
[0011]離子液體可以由通式C+A_表示，其中C+是合適的陽離子，和A_是合適的陰離子。
[0012]烷基乙氧基化物磷酸鹽方案
[0013]離子液體的一個優(yōu)選實施方案為具有化學(xué)通式(I)的烷基乙氧基化物磷酸鹽:
[0014]R(C2H4O)xPCVXtr(I)[0015]其中R為任選取代的烴基，X為1-30，和q為1_4。
[0016]也就是說，在通式(I)中，R優(yōu)選為任選取代的芳族、脂族或脂環(huán)族直鏈或支化二價烴基。更優(yōu)選地，A為亞芳基、亞烷基或亞烯基基團，特別是包含高達50個碳原子、優(yōu)選4-25個碳原子、更優(yōu)選6-25個碳原子、更優(yōu)選8-24個碳原子、更優(yōu)選10-22個碳原子、和最優(yōu)選12-20個碳原子的亞芳基、亞烷基或亞烯基基團。例如，任選取代的烴基R可以方便地選自庚基、辛基、十一烷基、月桂基、十七烷基、十七碳烯基、十七碳二烯基、硬脂基、油基和亞油基。
[0017]在通式(I)的化合物中，基團R中的任選取代基優(yōu)選選自羥基、鹵素或烷氧基基團，特別是Ci_4烷氧基基團。在通式(I)中，R優(yōu)選為下文針對通式(I)所述的任選取代的烴基。
[0018]在這里通式⑴中所述任選取代的烴基R的其它例子包括:C4_8環(huán)烷基如環(huán)己基；多環(huán)烷基如由天然酸如松香酸衍生的多環(huán)萜烯基基團；芳基如苯基、芳烷基如苯甲基；和多芳基如萘基、聯(lián)苯基、對乙酰氨苯基和苯基甲基苯基。
[0019]在本發(fā)明中，通式⑴中任選取代的烴基R可以包含一個或多個官能團如羰基、羧基、硝基、羥基、鹵素、烷氧基、氨基(優(yōu)選叔氨基(沒有N-H鍵))、氧、氰基、磺?；土蜓趸?。取代烴基中除了氫外大部分原子通常為碳，雜原子(如氧、氮和硫)通常只占少數(shù)，為所存在的全部非氫原子的約33%或更少。
[0020]本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員將會理解，取代烴基R中的官能團如羥基、鹵素、烷氧基、硝基和氰基將取代烴基的一個氫原子，而取代烴基中的官能團如羰基、羧基、叔氨基(-N-)、氧、磺?；土蜓趸鶎⑷〈鸁N基的-CH-或-CH2-部分。
[0021]更優(yōu)選地，通式⑴中的烴基R為未取代的或被選自如下的基團取代:羥基、鹵素或烷氧基、甚至更優(yōu)選為Cu烷氧基。
[0022]通式⑴中，X為1-30。X的下限優(yōu)選為1，更優(yōu)選為2，甚至更優(yōu)選為3 ；x的上限優(yōu)選為30，更優(yōu)選為25，更優(yōu)選為22，更優(yōu)選為20，和甚至更優(yōu)選為18(即x可以選自如下范圍的任意一個:1-30、2-30、3-30、1-25、2-25、3-25、1-22、2-22、3-22、1-20、2-20、3-20、1-18,2-18 和 3-18)。
[0023]通式(I)化合物的陰離子Xtr不是很關(guān)鍵，和可以是適合于平衡烷基乙氧基化物磷酸鹽陽離子的正電荷的任何陰離子(或陰離子的混合物)。
[0024]通式⑴化合物的陰離子Xtr可以方便地為含硫的陰離子，如選自硫酸根和磺酸根陰離子的陰離子。
[0025]但可能希望的是為了保持產(chǎn)生的油和氣中低的硫含量，從而根據(jù)油和氣的硫濃度和/或含一種或多種烷基乙氧基化物磷酸鹽的油和氣組合物中硫的所需濃度，在通式(I)的化合物中應(yīng)用不含硫的陰離子。
[0026]因此，通式⑴的化合物的陰離子Xtr也可以是適合平衡烷基乙氧基化物磷酸鹽陽離子的正電荷的任何不含硫的陰離子(或陰離子的混合物)，如不含硫的有機陰離子或不含硫的無機陰離子。
[0027]合適的陰離子的非限定性例子為OH' CH' NH3' HCO3' HCOO' CH3COO' H' BO33'CO32' C2H3O2' HCO2' C2O42' HC2O4' NO3' NO2' N3' NH2' O2' O22' BeF3' F' Na' [Al (H2O) 2 (OH) 4]'SiO32' SiF62' H2PO4' P3' PO43' HPO42' Cl' ClO3' ClO4' CIO' KO' SbOH6' SnCl62' [SnTe4]4'CrO42' Cr2O72' MnO4' NiCl62' [Cu (CO3) 2 (OH) 2] 4\ AsO43' Br' BrO3' IO3' 、CN_、OCN-等。
[0028]合適的陰離子也可以包括衍生自含羧酸基團的化合物的陰離子(如羧酸根陰離子)、衍生自含羥基基團的化合物的陰離子(如醇鹽、酚鹽或烯醇化物陰離子)、氮基陰離子如硝酸根和亞硝酸根、磷基陰離子如磷酸根和膦酸根、或它們的混合物。
[0029]衍生自含羧酸基團的化合物的合適陰離子的非限定性例子包括乙酸根、油酸根、水楊酸根陰離子和它們的混合物。
[0030]衍生自含羥基基團的化合物的合適陰離子的非限定性例子包括各種酚鹽陰離子和它們的混合物。
[0031]在本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施方案中，陰離子Xtr為選自如下的不含硫陰離子:0H、酚鹽基團、水楊酸根基團、油酸根基團和乙酸根基團；更優(yōu)選地，陰離子Xq-為0H。
[0032]陽離子的優(yōu)選的實施方案包括帶有10-26個碳原子的烷基鏈、1-24個EO基團和一個磷酸根的烷基乙氧基化物磷酸鹽。一個特別優(yōu)選的實施方案為具有12-14個碳原子、4-20個EO基團和一個磷酸根的烷基乙氧基化物磷酸鹽。另一個優(yōu)選的實施方案為具有24個碳原子、1-16個EO基團和一個磷酸根的烷基乙氧基化物磷酸鹽。
[0033]含離子液體的處理流體可以任選地進一步包含三乙醇胺(TEA)和/或添加C8H8的二乙醇胺。
[0034]聚(羥基羧酸)酰胺鹽衍生物的實施方案
[0035]另一個離子液體的優(yōu)選實施方案為聚(羥基羧酸)酰胺鹽衍生物。聚(羥基羧酸)酰胺鹽衍生物可以與本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的對于處理由生產(chǎn)井產(chǎn)生的烴有用的附加組分混合。
[0036]在本發(fā)明中應(yīng)用的聚(羥基羧酸)酰胺鹽衍生物也可以被稱作超分散劑。本發(fā)明的一種或多種聚(羥基羧酸)酰胺鹽衍生物為具有如下通式(III)的聚(羥基羧酸)酰胺鹽衍生物:
[0037][Y-CO [0-A-C0] n_Zr-R+] mpXr (III)
[0038]其中Y為氫或任選取代的烴基,A為二價任選取代的烴基，η為1-100, m為1_4，q為1-4，和P為整數(shù)使得pq = m，Z為通過氮原子與羰基基團連接的任選取代的二價橋連基團，r為O或1，R+為銨基，和Xtr為陰離子。
[0039]R+可以為伯、仲、叔或季銨基。R+優(yōu)選為季銨基。
[0040]在通式(III)中，正如下文針對通式⑴和(II)所述，A優(yōu)選為二價直鏈或支化
的經(jīng)基。
[0041]也就是說，在通式(III)中，A優(yōu)選為任選取代的芳族、脂族或脂環(huán)族直鏈或支化的二價烴基。A更優(yōu)選為亞芳基、亞烷基或亞烯基，特別是包含4-25個碳原子、更優(yōu)選6-25個碳原子、更優(yōu)選8-24個碳原子、更優(yōu)選10-22個碳原子、和最優(yōu)選12-20個碳原子的亞芳
基、亞烷基或亞烯基。
[0042]在所述通式(III)的化合物中，優(yōu)選有至少4個碳原子、更優(yōu)選至少6個碳原子、和甚至更優(yōu)選8-14個碳原子直接連接在羰基和衍生自羥基的氧原子之間。
[0043]在通式(III)的化合物中，基團A中的任選取代基優(yōu)選選自羥基、鹵素或烷氧基基團，特別是Cy烷氧基基團。
[0044]在通式(II I)(和通式(IV))中，η為1-100。η的下限優(yōu)選為I，更優(yōu)選為2，甚至更優(yōu)選為3 ；n的上限優(yōu)選為100，更優(yōu)選為60，更優(yōu)選為40，更優(yōu)選為20，和甚至更優(yōu)選為10 (即 η 可以選自如下任意范圍:1-100、2-100、3-100、1-60、2-60、3-60、1-40、2-40、3-40、1-20、2-20、3-20、1-10、2-10 和 3-10)。
[0045]在通式(III)中，正如下文針對通式(IV)所述，Y優(yōu)選為任選取代的烴基。
[0046]也就是說，通式(III)中任選取代的烴基Y優(yōu)選為含高達50個碳原子、更優(yōu)選為7-25個碳原子的芳基、烷基或鏈烯基。例如，任選取代的烴基Y可以方便地選自:庚基、辛基、十一烷基、月桂基、十七烷基、十七碳烯基、十七碳二烯基、硬脂基、油基和亞油基。
[0047]在這里，通式(III)中所述的任選取代的烴基Y的其它例子包括:C4_8環(huán)烷基如環(huán)己基；多環(huán)烷基如由天然酸如松香酸衍生的多環(huán)萜烯基基團；芳基如苯基、芳烷基如苯甲基；和多芳基如萘基、聯(lián)苯基、對乙酰氨苯基和苯基甲基苯基。
[0048]在本發(fā)明中，通式(III)中任選取代的烴基Y可以包含一個或多個官能團如羰基、羧基、硝基、羥基、鹵素、烷氧基、氨基(優(yōu)選叔氨基(沒有N-H鍵))、氧、氰基、磺?；土蜓趸?。取代烴基中除了氫外大部分的原子通常為碳，雜原子(如氧、氮和硫)通常只占少數(shù)，為所存在的全部非氫原子的約33%或更少。
[0049]本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員將會理解取代的烴基Y中的官能團如羥基、鹵素、烷氧基、硝基和氰基將取代烴基的一個氫原子，而取代烴基中的官能團如羰基、羧基、叔氨基(-N-)、氧、磺?；土蜓趸鶎⑷〈鸁N基的-CH-或-CH2-部分。
[0050]更優(yōu)選地，通式(III)中的烴基Y為未取代的或被選自如下的基團取代:羥基、鹵素或烷氧基，甚至更優(yōu)選為Cu烷氧基。
[0051]最優(yōu)選地，通式(III)中任選取代的烴基Y為硬脂基、12-羥基硬脂基、油基或12-羥基油基、和由天然油如妥爾油脂肪酸衍生的那些。
[0052]在通式(III)中，Z優(yōu)選為由通式(V)表示的任選取代的二價橋連基團:
[0053]
【權(quán)利要求】
1.一種在含水和烴的混合物中抑制泡沫形成的方法，所述方法包括使所述混合物與包含至少一種離子液體的組合物接觸。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述離子液體選自聚(羥基羧酸)酰胺鹽衍生物和烷基乙氧基化物磷酸鹽。
3.權(quán)利要求1的方法，其中所述離子液體包括具有化學(xué)通式[Y-C0[0-A-C0]n-Z「R+]J5Xtr的聚(羥基羧酸)酰胺鹽衍生物，其中Y為氫或任選取代的烴基，A為二價任選取代的烴基，η為1-100, m為1-4, q為1-4,和p為整數(shù)使得pq = m, Z為通過氮原子與羰基連接的任選取代的二價橋連基團，r為O或1，R+為銨基，和Xr為陰離子。
4.權(quán)利要求1的方法，其中所述離子液體包括具有化學(xué)通式R(C2H4O)xPCVXtr的烷基乙氧基化物磷酸鹽，其中R為任選取代的烴基，X為1-30，和q為1-4。
5.用于在烴水混合物中抑制泡沫形成的組合物，所述組合物包含至少一種離子液體。
6.權(quán)利要求5的組合物，其中所述離子液體選自聚(羥基羧酸)酰胺鹽衍生物和烷基乙氧基化物磷酸鹽。
7.權(quán)利要求5的組合物，其中所述離子液體包括具有化學(xué)通式[Y-C0[0-A-C0]n-Z「R+]J5Xtr的聚(羥基羧酸)酰胺鹽衍生物，其中Y為氫或任選取代的烴基，A為二價任選取代的烴基，η為1-100, m為1-4, q為1-4,和p為整數(shù)使得pq = m, Z為通過氮原子與羰基連接的任選取代的二價橋連基團，r為O或1，R+為銨基，和Xr為陰離子。
8.權(quán)利要求5的組合物，其中所述離子液體包括具有化學(xué)通式R(C2H4O)xPCVXt1-的烷基乙氧基化物磷酸鹽，其中R為任選取代的烴基，X為1-30，和q為1-4。
9.包含水、烴和含有至少一種離子液體的組合物的發(fā)泡受抑制的混合物。
10.權(quán)利要求9的混合物，其中所述離子液體包括具有化學(xué)通式[Y-C0[0-A-C0]^Zr-R+IfflPXt1-的聚(羥基羧酸)酰胺鹽衍生物，其中Y為氫或任選取代的烴基，A為二價任選取代的烴基，η為1-100, m為1-4, q為1-4,和p為整數(shù)使得pq = m, Z為通過氮原子與羰基連接的任選取代的二價橋連基團，r為O或1，R+為銨基，和Xr為陰離子。
11.權(quán)利要求9的混合物，其中所述離子液體包括具有化學(xué)通式R(C2H4O)xPCVXt1-的烷基乙氧基化物磷酸鹽，其中R為任選取代的烴基，X為1-30，和q為1-4。
【文檔編號】E21B43/22GK104011166SQ201280063178
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月21日
【發(fā)明者】霍中心, T·M·謝伊, C·A·T·魁耶溫霍文, 張瑩 申請人:國際殼牌研究有限公司