抑制烃混合物中发泡的方法和组合物的制作方法
【专利摘要】一种在含水和烃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与包含至少一种离子液体的组合物接触。所述离子液体优选为聚(羟基羧酸)酰胺盐衍生物和烷基乙氧基化物磷酸盐。
【专利说明】抑制烃混合物中发泡的方法和组合物
[0001]相关申请专利的交叉引用
[0002]本申请要求2011年12月21日申请的美国临时申请N0.61/578，316的权益，该申请在这里作为参考引用。
【技术领域】
[0003]本发明涉及用于抑制泡沫形成的方法和组合物，和在一个实施方案中涉及在生产油和气的过程中抑制泡沫形成的方法和组合物。
【背景技术】
[0004]已知的是，由生产井生产的油和气在烃由井中产生、输送和处理时会形成泡沫。例如，由于烃中杂质的原因和经常由于经受泄压释放所夹带气体的原因，可能产生泡沫。泡沫使得难于输送和处理烃混合物，和可能会造成油气分离困难。为了提高分离效率和由此提高生产能力，通常应用消泡剂、特别是硅氧烷基试剂来控制发泡。 [0005]但应用硅氧烷基材料对于所产生的烃的价值不利，因为它对用于进一步处理烃的炼厂和其它装置具有负面影响。
【发明内容】
[0006]本发明提供一种在含水和烃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与包含至少一种离子液体的组合物接触。
[0007]本发明还提供用于在烃水混合物中抑制泡沫形成的组合物，所述组合物包含至少一种离子液体。
[0008]本发明还提供包含水、烃和含有至少一种离子液体的组合物的发泡受抑制的混合物。
【具体实施方式】
[0009]本发明涉及由油气生产井生产的烃的处理方法。这些烃在所经受的生产、运输和处理步骤中易于发泡。本发明通过用包含一种或多种离子液体的组合物处理所述烃而解决了该问题。所述离子液体可以与本领域普通技术人员已知的可用于处理由烃生产井生产的烃的附加组分混合。
[0010]离子液体通常定义为在室温下为液体或者定义为具有小于100°C的熔点的熔融盐。它们几乎没有蒸气压和可能具有高的热稳定性。作为在本申请中应用的术语离子液体，它可以用于上述熔融盐或溶解在水溶液或其它溶液中的所述盐。
[0011]离子液体可以由通式C+A_表示，其中C+是合适的阳离子，和A_是合适的阴离子。
[0012]烷基乙氧基化物磷酸盐方案
[0013]离子液体的一个优选实施方案为具有化学通式(I)的烷基乙氧基化物磷酸盐:
[0014]R(C2H4O)xPCVXtr(I)[0015]其中R为任选取代的烃基，X为1-30，和q为1_4。
[0016]也就是说，在通式(I)中，R优选为任选取代的芳族、脂族或脂环族直链或支化二价烃基。更优选地，A为亚芳基、亚烷基或亚烯基基团，特别是包含高达50个碳原子、优选4-25个碳原子、更优选6-25个碳原子、更优选8-24个碳原子、更优选10-22个碳原子、和最优选12-20个碳原子的亚芳基、亚烷基或亚烯基基团。例如，任选取代的烃基R可以方便地选自庚基、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、油基和亚油基。
[0017]在通式(I)的化合物中，基团R中的任选取代基优选选自羟基、卤素或烷氧基基团，特别是Ci_4烷氧基基团。在通式(I)中，R优选为下文针对通式(I)所述的任选取代的烃基。
[0018]在这里通式⑴中所述任选取代的烃基R的其它例子包括:C4_8环烷基如环己基；多环烷基如由天然酸如松香酸衍生的多环萜烯基基团；芳基如苯基、芳烷基如苯甲基；和多芳基如萘基、联苯基、对乙酰氨苯基和苯基甲基苯基。
[0019]在本发明中，通式⑴中任选取代的烃基R可以包含一个或多个官能团如羰基、羧基、硝基、羟基、卤素、烷氧基、氨基(优选叔氨基(没有N-H键))、氧、氰基、磺酰基和硫氧基。取代烃基中除了氢外大部分原子通常为碳，杂原子(如氧、氮和硫)通常只占少数，为所存在的全部非氢原子的约33%或更少。
[0020]本领域的熟练技术人员将会理解，取代烃基R中的官能团如羟基、卤素、烷氧基、硝基和氰基将取代烃基的一个氢原子，而取代烃基中的官能团如羰基、羧基、叔氨基(-N-)、氧、磺酰基和硫氧基将取代烃基的-CH-或-CH2-部分。
[0021]更优选地，通式⑴中的烃基R为未取代的或被选自如下的基团取代:羟基、卤素或烷氧基、甚至更优选为Cu烷氧基。
[0022]通式⑴中，X为1-30。X的下限优选为1，更优选为2，甚至更优选为3 ；x的上限优选为30，更优选为25，更优选为22，更优选为20，和甚至更优选为18(即x可以选自如下范围的任意一个: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)化合物的阴离子Xtr不是很关键，和可以是适合于平衡烷基乙氧基化物磷酸盐阳离子的正电荷的任何阴离子(或阴离子的混合物)。
[0024]通式⑴化合物的阴离子Xtr可以方便地为含硫的阴离子，如选自硫酸根和磺酸根阴离子的阴离子。
[0025]但可能希望的是为了保持产生的油和气中低的硫含量，从而根据油和气的硫浓度和/或含一种或多种烷基乙氧基化物磷酸盐的油和气组合物中硫的所需浓度，在通式(I)的化合物中应用不含硫的阴离子。
[0026]因此，通式⑴的化合物的阴离子Xtr也可以是适合平衡烷基乙氧基化物磷酸盐阳离子的正电荷的任何不含硫的阴离子(或阴离子的混合物)，如不含硫的有机阴离子或不含硫的无机阴离子。
[0027]合适的阴离子的非限定性例子为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]合适的阴离子也可以包括衍生自含羧酸基团的化合物的阴离子(如羧酸根阴离子)、衍生自含羟基基团的化合物的阴离子(如醇盐、酚盐或烯醇化物阴离子)、氮基阴离子如硝酸根和亚硝酸根、磷基阴离子如磷酸根和膦酸根、或它们的混合物。
[0029]衍生自含羧酸基团的化合物的合适阴离子的非限定性例子包括乙酸根、油酸根、水杨酸根阴离子和它们的混合物。
[0030]衍生自含羟基基团的化合物的合适阴离子的非限定性例子包括各种酚盐阴离子和它们的混合物。
[0031]在本发明的一个优选的实施方案中，阴离子Xtr为选自如下的不含硫阴离子:0H、酚盐基团、水杨酸根基团、油酸根基团和乙酸根基团；更优选地，阴离子Xq-为0H。
[0032]阳离子的优选的实施方案包括带有10-26个碳原子的烷基链、1-24个EO基团和一个磷酸根的烷基乙氧基化物磷酸盐。一个特别优选的实施方案为具有12-14个碳原子、4-20个EO基团和一个磷酸根的烷基乙氧基化物磷酸盐。另一个优选的实施方案为具有24个碳原子、1-16个EO基团和一个磷酸根的烷基乙氧基化物磷酸盐。
[0033]含离子液体的处理流体可以任选地进一步包含三乙醇胺(TEA)和/或添加C8H8的二乙醇胺。
[0034]聚(羟基羧酸)酰胺盐衍生物的实施方案
[0035]另一个离子液体的优选实施方案为聚(羟基羧酸)酰胺盐衍生物。聚(羟基羧酸)酰胺盐衍生物可以与本领域普通技术人员已知的对于处理由生产井产生的烃有用的附加组分混合。
[0036]在本发明中应用的聚(羟基羧酸)酰胺盐衍生物也可以被称作超分散剂。本发明的一种或多种聚(羟基羧酸)酰胺盐衍生物为具有如下通式(III)的聚(羟基羧酸)酰胺盐衍生物:
[0037][Y-CO [0-A-C0] n_Zr-R+] mpXr (III)
[0038]其中Y为氢或任选取代的烃基,A为二价任选取代的烃基，η为1-100, m为1_4，q为1-4，和P为整数使得pq = m，Z为通过氮原子与羰基基团连接的任选取代的二价桥连基团，r为O或1，R+为铵基，和Xtr为阴离子。
[0039]R+可以为伯、仲、叔或季铵基。R+优选为季铵基。
[0040]在通式(III)中，正如下文针对通式⑴和(II)所述，A优选为二价直链或支化
的经基。
[0041]也就是说，在通式(III)中，A优选为任选取代的芳族、脂族或脂环族直链或支化的二价烃基。A更优选为亚芳基、亚烷基或亚烯基，特别是包含4-25个碳原子、更优选6-25个碳原子、更优选8-24个碳原子、更优选10-22个碳原子、和最优选12-20个碳原子的亚芳
基、亚烷基或亚烯基。
[0042]在所述通式(III)的化合物中，优选有至少4个碳原子、更优选至少6个碳原子、和甚至更优选8-14个碳原子直接连接在羰基和衍生自羟基的氧原子之间。
[0043]在通式(III)的化合物中，基团A中的任选取代基优选选自羟基、卤素或烷氧基基团，特别是Cy烷氧基基团。
[0044]在通式(II I)(和通式(IV))中，η为1-100。η的下限优选为I，更优选为2，甚至更优选为3 ；n的上限优选为100，更优选为60，更优选为40，更优选为20，和甚至更优选为10 (即 η 可以选自如下任意范围: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，正如下文针对通式(IV)所述，Y优选为任选取代的烃基。
[0046]也就是说，通式(III)中任选取代的烃基Y优选为含高达50个碳原子、更优选为7-25个碳原子的芳基、烷基或链烯基。例如，任选取代的烃基Y可以方便地选自: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、油基和亚油基。
[0047]在这里，通式(III)中所述的任选取代的烃基Y的其它例子包括:C4_8环烷基如环己基；多环烷基如由天然酸如松香酸衍生的多环萜烯基基团；芳基如苯基、芳烷基如苯甲基；和多芳基如萘基、联苯基、对乙酰氨苯基和苯基甲基苯基。
[0048]在本发明中，通式(III)中任选取代的烃基Y可以包含一个或多个官能团如羰基、羧基、硝基、羟基、卤素、烷氧基、氨基(优选叔氨基(没有N-H键))、氧、氰基、磺酰基和硫氧基。取代烃基中除了氢外大部分的原子通常为碳，杂原子(如氧、氮和硫)通常只占少数，为所存在的全部非氢原子的约33%或更少。
[0049]本领域的熟练技术人员将会理解取代的烃基Y中的官能团如羟基、卤素、烷氧基、硝基和氰基将取代烃基的一个氢原子，而取代烃基中的官能团如羰基、羧基、叔氨基(-N-)、氧、磺酰基和硫氧基将取代烃基的-CH-或-CH2-部分。
[0050]更优选地，通式(III)中的烃基Y为未取代的或被选自如下的基团取代:羟基、卤素或烷氧基，甚至更优选为Cu烷氧基。
[0051]最优选地，通式(III)中任选取代的烃基Y为硬脂基、12-羟基硬脂基、油基或12-羟基油基、和由天然油如妥尔油脂肪酸衍生的那些。
[0052]在通式(III)中，Z优选为由通式(V)表示的任选取代的二价桥连基团:
[0053]
【权利要求】
1.一种在含水和烃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与包含至少一种离子液体的组合物接触。
2.权利要求1的方法，其中所述离子液体选自聚(羟基羧酸)酰胺盐衍生物和烷基乙氧基化物磷酸盐。
3.权利要求1的方法，其中所述离子液体包括具有化学通式[Y-C0[0-A-C0]n-Z「R+]J5Xtr的聚(羟基羧酸)酰胺盐衍生物，其中Y为氢或任选取代的烃基，A为二价任选取代的烃基，η为1-100, m为1-4, q为1-4,和p为整数使得pq = m, Z为通过氮原子与羰基连接的任选取代的二价桥连基团，r为O或1，R+为铵基，和Xr为阴离子。
4.权利要求1的方法，其中所述离子液体包括具有化学通式R(C2H4O)xPCVXtr的烷基乙氧基化物磷酸盐，其中R为任选取代的烃基，X为1-30，和q为1-4。
5.用于在烃水混合物中抑制泡沫形成的组合物，所述组合物包含至少一种离子液体。
6.权利要求5的组合物，其中所述离子液体选自聚(羟基羧酸)酰胺盐衍生物和烷基乙氧基化物磷酸盐。
7.权利要求5的组合物，其中所述离子液体包括具有化学通式[Y-C0[0-A-C0]n-Z「R+]J5Xtr的聚(羟基羧酸)酰胺盐衍生物，其中Y为氢或任选取代的烃基，A为二价任选取代的烃基，η为1-100, m为1-4, q为1-4,和p为整数使得pq = m, Z为通过氮原子与羰基连接的任选取代的二价桥连基团，r为O或1，R+为铵基，和Xr为阴离子。
8.权利要求5的组合物，其中所述离子液体包括具有化学通式R(C2H4O)xPCVXt1-的烷基乙氧基化物磷酸盐，其中R为任选取代的烃基，X为1-30，和q为1-4。
9.包含水、烃和含有至少一种离子液体的组合物的发泡受抑制的混合物。
10.权利要求9的混合物，其中所述离子液体包括具有化学通式[Y-C0[0-A-C0]^Zr-R+IfflPXt1-的聚(羟基羧酸)酰胺盐衍生物，其中Y为氢或任选取代的烃基，A为二价任选取代的烃基，η为1-100, m为1-4, q为1-4,和p为整数使得pq = m, Z为通过氮原子与羰基连接的任选取代的二价桥连基团，r为O或1，R+为铵基，和Xr为阴离子。
11.权利要求9的混合物，其中所述离子液体包括具有化学通式R(C2H4O)xPCVXt1-的烷基乙氧基化物磷酸盐，其中R为任选取代的烃基，X为1-30，和q为1-4。
【文档编号】E21B43/22GK104011166SQ201280063178
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2012年12月17日 优先权日:2011年12月21日
【发明者】霍中心, T·M·谢伊, C·A·T·魁耶温霍文, 张莹 申请人:国际壳牌研究有限公司