ГИДРОГЕЛЬ, СОДЕРЖАЩИЙ ИНГИБИТОР ГИДРАТОВ

1. Гидрогелевый ингибитор газовых гидратов, включающий по меньшей мере одну частицу полимерного гидрогеля с содержанием гидрогеля от 50 до 100%, причем по меньшей мере одна частица полимерного гидрогеля включает ингибитор, выбранный из группы, состоящей из по меньшей мере одного термодинамического ингибитора гидратов, по меньшей мере одного кинетического ингибитора гидратов или их комбинации.
2. Гидрогелевый ингибитор газовых гидратов по п. 1, где каждая частица полимерного гидрогеля включает содержание гидрогеля от 70 до 100%, предпочтительно содержание гидрогеля от 80 до 100%, более предпочтительно содержание гидрогеля от 90 до 100%, еще предпочтительнее содержание гидрогеля от 95 до 100%
3. Гидрогелевый ингибитор газовых гидратов по п. 1 или 2, где частица гидрогеля типично может набухать и удерживать от 50 мас.% до 99 мас.% воды, предпочтительнее от 85 мас.% до 98 мас.% воды в своей структуре.
4. Гидрогелевый ингибитор газовых гидратов по п. 1, 2 или 3, где частицы полимерного гидрогеля содержат от 5 до 50 мас.%, предпочтительно от 10 до 30 мас.%, предпочтительнее от 15 до 25 мас.% термодинамического ингибитора.
5. Гидрогелевый ингибитор газовых гидратов по п. 1, 2 или 3, где частицы полимерного гидрогеля содержат кинетический ингибитор гидратов в водном растворе кинетического ингибитора от 0,01 до 10 мас.%, предпочтительно от 0,1 до 2 мас.%, предпочтительнее 0,5-1 мас.%.
6. Гидрогелевый ингибитор газовых гидратов по любому из пп. 1-5, где ингибитор представляет собой по меньшей мере одно из указанного: ингибитор абсорбирован частицей гидрогеля или ингибитор образован с частицей гидрогеля.
7. Гидрогелевый ингибитор газовых гидратов по п. 6, где гидрогель включает сшитый полимер, где полимерная сетка является ингибитором.
8. Гидрогелевый ингибитор газовых гидратов по п. 7, где структура сшитого полимера гидрогеля предпочтительно включает от 0,01% до 50% кросс-линкера, причем остальное содержимое включает полимерный гидрогель KHI.
9. Гидрогелевый ингибитор газовых гидратов по любому из пп. 1-8, в котором конечный модуль гидрогеля после сшивания составляет от 0,1 Па до 12000 Па, предпочтительно по меньшей мере 10 Па.
10. Гидрогелевый ингибитор газовых гидратов по любому из пп. 1-8, при этом ингибитор задерживает время появления гидратов по меньшей мере на 10 мин, предпочтительнее по меньшей мере на 30 мин по сравнению с системой без ингибитора.
11. Гидрогелевый ингибитор газовых гидратов по любому из предшествующих пунктов, где термодинамический ингибитор гидратов включает метанол, моноэтиленгликоль (МЭГ), диэтиленгликоль (ДЭГ) или их комбинацию.
12. Гидрогелевый ингибитор газовых гидратов по любому из предшествующих пунктов, где кинетический ингибитор гидратов включает гомо- и сополимеры по меньшей мере одного из N-винилпирролидона, N-винилкапролактама, винилкапролактама, винилпирролидона, винилпиперидона, акрилоилпирролидина, акрилоилморфолина, аспартамида, олигомерного аминоксида, N-метил-N-винилацетамида, N-изопропилакриламида, этилакриламида, диэтилакриламида, изобутилакриламида, изопропилметакриламида, бутилакрилата или их комбинацию.
13. Гидрогелевый ингибитор газовых гидратов по любому из предшествующих пунктов, где кинетический ингибитор гидратов выбирают из группы, состоящей из поливинилпирролидона, поливинилкапролактама, полиэтилоксазолина, поли-L-пролина, полиакрилоилпирролидина, полиэтилмалеимида, полиэтоксиоксазолина с открытым циклом, полиэтоксиоксазолина с замкнутым циклом, простого полиэфирдиамина, полиаллилизопентанамида, полипирролидиниласпартата (полиAS), полиглиоксилпирролидина (полиGP), додецил-2-(2-капролактамил)этанамида, модифицированных AMPS полимеров, где R1 представляет собой алкильный хвост с 1-6 атомами углерода, и R2 представляет собой Н или Ме:
;
терполимера Gaffix VC-713, состоящего из мономерных звеньев
;
сополимеров амидированного малеинового ангидрида, включающих
i – изо,
где R+ представляет собой H+, ион металла или ион четвертичного аммония,
или их комбинацию.
14. Гидрогелевый ингибитор газовых гидратов по любому из предшествующих пунктов, где частицы полимерного гидрогеля включают содержание воды от 70 до 99 мас.%, предпочтительно от 75 до 90 мас.%.
15. Гидрогелевый ингибитор газовых гидратов по любому из предшествующих пунктов, где частицы полимерного гидрогеля включают содержание полимера меньшее или равное 15 мас.%, предпочтительно меньше 5 мас.%.
16. Ингибитор газовых гидратов по любому из предшествующих пунктов, где частицы полимерного гидрогеля включают сшитый полимер, используемый в качестве гидрогеля, включающего несколько гомополимеров, выбранных из группы, состоящей из полиакриловой кислоты, гидролизованного полиакриламида или сополимера полиакриламид-акриловая кислота, сополимера полиакриламид-неполная натриевая соль акриловой кислоты, сополимера акриловой кислоты и малеиновой кислоты, поли(N-изопропилакриламид), поливинилкапролактама и поливинил-N-винилкапролактама.
17. Ингибитор газовых гидратов по любому из предшествующих пунктов, где частицы полимерного гидрогеля имеют средний длинный диаметр 10-2000 мкм.
18. Ингибитор газовых гидратов по любому из предшествующих пунктов, где частицы полимерного гидрогеля имеют плотность сшивания ≥1 мол.% при максимальной плотности сшивания 40 мол.%.
19. Способ получения ингибитора газовых гидратов, включающий
предоставление множества частиц гидрогеля, имеющих содержание гидрогеля от 50 до 100%; и
набухание частиц гидрогеля в водном растворе ингибитора, включающем ингибитор, выбранный из группы, состоящей из по меньшей мере одного термодинамического ингибитора гидратов, по меньшей мере одного кинетического ингибитора гидратов или их комбинации.
20. Способ по п. 19, в котором ингибитор включает термодинамический ингибитор гидратов, и концентрация термодинамического ингибитора в водном растворе ингибитора составляет от 5 до 50 мас.%, предпочтительно от 10 до 40%, и предпочтительнее от 10 до 30%.
21. Способ по любому из пп. 19 или 20, в котором частицы гидрогеля включают несколько гранул геля сшитого полимера.
22. Способ получения ингибитора газовых гидратов, включающего по меньшей мере одну частицу полимерного гидрогеля с содержанием гидрогеля от 50 до 100%, который включает
формирование гидрогеля с, вокруг или с и вокруг по меньшей мере одного ингибитора,
при этом ингибитор выбирают из группы, состоящей из: по меньшей мере один термодинамический ингибитор гидратов, по меньшей мере один кинетический ингибитор гидратов или их комбинацию.
23. Способ по п. 22, в котором ингибитор включает кинетический ингибитор гидратов, и концентрация кинетического ингибитора гидратов составляет от 0,01 до 10 мас.%, предпочтительно от 0,1 до 2 мас.%, предпочтительнее 0,5-1%.
24. Способ по любому из пп. 19-23, в котором ингибитор выбирают из группы, состоящей из:
по меньшей мере один термодинамический ингибитор гидратов метанол, моноэтиленгликоль (МЭГ) или их комбинация; или
по меньшей мере один кинетический ингибитор гидратов, включающий гомо- и сополимеры по меньшей мере одного из N-винилпирролидона, N-винилкапролактама, винилкапролактама, винилпирролидона, винилпиперидона, акрилоилпирролидина, акрилоилморфолина, аспартамида, олигомерного аминоксида, N-метил-N-винилацетамида, N-изопропилакриламида, этилакриламида, диэтилакриламида, изобутилакриламида, изопропилметакриламида, бутилакрилата или их комбинацию; или полимеры, выбранные из группы, состоящей из: поливинилпирролидон, поливинилкапролактам, полиэтилоксазолин, поли-L-пролин, полиакрилоилпирролидин, полиэтилмалеимид, полиэтилоксазолин с открытым циклом, полиэтилоксазолин с замкнутым циклом, простой полиэфирдиамин, полиаллилизопентанамид, полипирролидиниласпартат (полиAS), полиглиоксилпирролидин (полиGP), додецил-2-(2-капролактамил)этанамид, модифицированные AMPS полимеры, где R1 представляет собой алкильный хвост с 1-6 атомами углерода, и R2 представляет собой Н или Ме:
;
терполимер Gaffix VC-713, состоящий из мономерных звеньев
;
сополимеры амидированного малеинового ангидрида, включающие
i – изо,
где R+ представляет собой H+, ион металла или ион четвертичного аммония,
или их комбинацию,
или комбинацию указанных термодинамических ингибиторов гидратов или кинетических ингибиторов гидратов.
25. Способ по любому из пп. 19-24, в котором частицы гидрогеля получают путем
(i) предоставления первого раствора, включающего
(а) полимер с повторяющимся мономерным звеном, включающим по меньшей мере две различные боковые функциональные группы, при этом по меньшей мере одна из по меньшей мере двух боковых функциональных групп представляет собой карбоксильную или активированную карбоксилатную группу; и
(b) сшивающий агент, имеющий по меньшей мере две боковые функциональные группы, способные образовывать ковалентную связь с карбоксильной или активированной карбоксилатной группой;
и
(ii) взаимодействия сшивающего агента с полимером таким образом, что образуется сшитый полимер;
при этом частицы гидрогеля желательного размера получают или
суспендированием первого раствора во втором растворе, где первый раствор не смешивается со вторым раствором, с последующим затем взаимодействием сшивающего агента с полимером; или
сушкой вымораживанием сшитого полимера и затем измельчением высушенного вымораживанием сшитого полимера с образованием частиц сухого гидрогеля желательного размера.
26. Ингибитор газовых гидратов по любому из пп. 1-18, полученный способом по любому из пп. 19-25.
27. Способ ингибирования образования газовых гидратов, включающий
добавление частиц гидрогеля, содержащих термодинамический или кинетический ингибитор гидратов по любому из пп. 1-18, в поток углеводородного флюида.
28. Способ по п. 27, в котором стадия добавления включает нагнетание частиц гидрогеля в поток углеводородного флюида.
29. Способ по п. 27 или 28, дополнительно включающий отделение частиц гидрогеля от флюидного потока путем фильтрации.
30. Способ по п. 27, дополнительно включающий
извлечение полимерного содержимого из гидрогеля через экстрагирование растворителем.
31. Способ ослабления образования и осаждения гидратного слоя в газопроводах, включающий
добавление частиц гидрогеля, содержащих термодинамический или кинетический ингибитор гидратов по любому из пп. 1-18, в трубопровод, включающий поток углеводородного флюида.
32. Применение частиц гидрогеля, содержащих термодинамический или кинетический ингибитор гидратов, для ослабления образования и осаждения гидратного слоя в трубопроводах, транспортирующих углеводороды, включающее
добавление частиц гидрогеля с содержанием гидрогеля от 50 до 100%, причем частицы гидрогеля содержат термодинамический или кинетический ингибитор гидратов по любому из пп. 1-18, в трубопровод, включающий поток углеводородного флюида.
33. Способ ингибирования образования гидратов в трубопроводе для природного газа, включающий добавление ингибитора гидратов по любому из пп. 1-18 в морские трубопроводы, транспортирующие углеводороды из нефтяных и газовых скважин.