三嗪液体脱硫剂的合成及性能评价

摘要

三嗪脱硫剂是一种新兴的液体脱硫剂,其合成简便、成本低廉、空间占用率低、可直接注入于海上石油管道、脱硫效果佳,在众多脱硫剂中占有不可替代的地位。目前,由于现有脱除H2S的工艺受限于空间和成本的因素,无法在海上平台大规模应用,因而开发三嗪可直接注入脱硫剂已得到越来越广泛的关注。但国内研究较少。
　　本文采用甲醛、乙醇胺缩合合成三嗪脱硫剂中的一种——1,3,5-三(2-羟乙基)-六氢均三嗪,通过FT-IR、GC-MS、MS、1HNMR、13CNMR等表征手段,确定合成的适宜条件为:甲醛乙醇胺等摩尔比,0℃冰水浴下,甲醛滴加速率1.5mL/min,添加乙醇作为防聚合剂。
　　利用1HNMR,考察三嗪脱硫剂在不同条件下的稳定性。结果表明,脱硫剂浓度越高,pH值越大,反应温度越低,反应时间越短,三嗪脱硫剂越稳定,越不易水解。另外,当溶剂为醇溶液时,脱硫剂几乎不水解,因此三嗪脱硫剂稳定性较水溶液更佳。其中溶剂类型、温度对稳定性影响程度最大,其次为脱硫剂浓度和pH值,最次为反应时间。
　　设计两种评价流程,分别测定三嗪脱硫剂的静态和动态脱硫效率。研究发现,反应温度越高、脱硫剂浓度越大、反应时间越长、脱硫剂注射速率越快,则静态脱硫效率越高。水相较油相的脱硫效率更高。在水溶液中,当H2S含量在600至1000ppm范围内,使用体积1.0mL、浓度在2.0V％至10V%之间的脱硫剂可脱除0.22至0.30mg的H2S。在10至70℃反应温度,pH=6.86至9.18,反应2至4h的范围内,适宜调整操作条件,脱硫效率可达90.0%以上。
　　脱硫剂浓度越大、反应时间越长,动态脱硫效率和脱硫容量均越大。N2流速需通过现场实验找到一个适宜条件。脱硫剂体积只影响脱硫容量,其用量也取决于现场条件。在水溶液中,当H2S产生量在740至760cm3范围内,使用体积30至70mL、浓度在0.10V%至10V%之间的脱硫剂可脱除0.960至1.06g的H2S。室温,N2流速在20至50mL/min时,反应11至31h的范围内,适宜调整操作条件,脱硫效率可达90.0%以上。

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前言

第一章 文献综述

1.1海上石油开采中的H2S

1.2脱硫（H2S）方法

1.3脱硫剂研究与应用现状

1.4三嗪脱硫剂脱硫原理

1.5脱硫效率影响因素

1.6本文研究的主要内容

第二章 实验方法

2.1化学试剂

2.2实验仪器与设备

2.3分析与计算方法

第三章 三嗪H2S脱硫剂的合成研究

3.1三嗪脱硫剂的合成

3.2脱硫剂的表征

3.3合成条件的单因素考察与研究

3.4品质评价

3.5本章小结

第四章 三嗪H2S脱硫剂的稳定性研究

4.1稳定性考察方法

4.2影响稳定性的因素考察

4.3本章小结

第五章 三嗪H2S脱硫剂的静态脱硫效率研究

5.1静态脱硫效率测定方法

5.2影响静态脱硫效率因素分析

5.3本章小结

第六章 三嗪H2S脱硫剂的动态脱硫效率研究

6.1动态脱硫效率测定方法

6.2影响动态脱硫效率因素分析

6.3本章小结

第七章 结论与建议

7.1结论

7.2建议

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢