[发明专利]基于丙烯酰胺的共聚物、三元共聚物以及作为水合物抑制剂的用途

说明书

具有通式(I)的共聚物：其中R¹、R²和R³选自C₁至C₃₀脂肪族基团，R⁴选自二价的C₄至C₇直链脂肪族基团和二价的C₄至C₇直链杂脂肪族基团，任选地被一个或多个C₁‑C₆直链脂肪族基团、C₁‑C₆支链脂肪族基团或其组合取代，R⁵、R⁶和R⁷各自独立地选自甲基或氢，x选自0至0.8，y选自0至0.8，当y是0时，x大于0，并且当x是0时，y大于0，并且z选自0.1至0.9。x、y和z的总和等于1。用于在能够形成笼形水合物的流体中抑制所述笼形水合物的形成的方法，所述方法包括使所述流体与至少一种通式(I)的共聚物接触。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年5月6日提交的美国临时申请第62/332,771号的优先权，所述临时申请以全文引用的方式并入。

技术领域

本发明大体上涉及基于丙烯酰胺的共聚物和三元共聚物，涉及用于合成共聚物和三元共聚物的方法，以及涉及用于抑制笼形水合物形成的方法。

背景技术

在管道中经常发现有利于形成笼形水合物的条件。随着海上天然气勘探和生产的扩大，笼形水合物形成的形成已成为天然气运输和天然气加工中的一个严重的操作问题。笼形水合物与管道壁的附聚和粘附可以减少气体生产，填塞部分管道，且甚至阻塞管道，导致管道停工。为了保持天然气生产并避免管道停工，笼形水合物抑制剂已被添加到管道流体中。

可商购的笼形水合物抑制剂包括热力学水合物抑制剂(即THI)，其用于改变管道流体中会形成笼形水合物的条件。例如，THI可以以高浓度(例如，高达0.6重量/重量，即w/w含水量)添加到管道流体中以改变会形成笼形水合物的压力、温度或压力和温度的组合。乙二醇(即单乙二醇或MEG)和甲醇是THI的实例。另一类型的可商购的笼形水合物抑制剂是低剂量水合物抑制剂(即LDHI)，其用于：(1)动力学延迟笼形水合物成核，以及(2)抑制笼形水合物附聚。关于动力学延迟笼形水合物成核，LDHI可在笼形水合物的早期形成期间与笼形水合物核相互作用。关于抑制笼形水合物附聚，LDHI可通过吸附笼形水合物来抑制笼形水合物附聚，以防止笼形水合物的大量积聚。在一个或多个实施例中，LDHI可以抑制笼形水合物附聚，使得笼形水合物以悬浮液的形式被保持。

最近，THI已经被可商购的LDHI取代，因为THI被视为难以与管道流体分离并且对环境有害。然而，可商购的LDHI也是不完美的，因为一些效率低或与其它添加剂不相容，例如腐蚀抑制剂。此外，在严苛条件(例如极端过冷温度和压力)下能够抑制具有结构(类型)I(即SI)晶体结构的笼形水合物的市售LDHI是有限的。此外，能够抑制具有SI晶体结构的笼形水合物的市售LDHI限于窄的过冷温度范围。

发明内容

鉴于背景技术，一直需要笼形水合物抑制剂和用于抑制笼形水合物形成的方法。本公开的实施例涉及具有通式(I)的共聚物和三元共聚物：