低含水原油伴生气中的硫化氢去除剂及去除方法

摘要

本发明涉及一种低含水原油伴生气中的硫化氢去除剂及去除方法。本发明属于油田化学品技术领域。一种低含水原油伴生气中的硫化氢去除剂，其特点是：硫化氢去除剂为含羟乙基聚合物，其各组分的重量百分比组成为羟乙基六氢均三嗪为80%-90%，乙二醇5%-10%，二甲基甲酰胺5%-10%。一种低含水原油伴生气中的硫化氢去除方法，其特点是：硫化氢去除方法是在平台原油外输泵入口处加入硫化氢去除剂。本发明具有组分简单、配制方便、快速高效、成本低廉、针对性强、去除硫化氢效率高、使用量小、不影响原油品质、安全环保等优点。

说明书

技术领域

本发明属于油田化学品技术领域，特别是涉及一种低含水原油伴生气中的硫化氢去除剂及去除方法。 

背景技术

目前，海上油田在开采原油过程中所产生的高浓度的硫化氢，不但对人体会产生健康影响，还会对平台的设施及管道产生腐蚀危害。 

国内外针对天然气、油田伴生气、炼厂气等工艺混合气中硫化氢，去除技术一般采用干法脱硫和湿法脱硫，包括采用脱硫工艺技术及超重力技术。现有的上述专业技术广泛应用于陆地油田或炼化企业，但对于海上油田有限的空间、工艺限制、严格的海洋环保要求、高成本的物流运输等条件应用现场推广，存在着很大的局限性和相关技术问题。 

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种低含水原油伴生气中的硫化氢去除剂及去除方法。 

国内外海上油田行业治理原生次生硫化氢技术包括：化学吸收法（醇胺法）、物理化学法（超重力-脱硫剂法）等。考虑到海上平台的设施空间有限、生产分离水中的溶解性硫化氢含量较高以及现场注药剂过程中的安全环保，研究开发了一种高效的硫化氢去除剂，其脱硫机理为有机包被脱除法，，去除剂与原油内的硫化氢和硫醇等无机有机硫化物反应，通过化学键作用将硫元素包被束缚起来，因此该系列脱硫剂除了脱除原油内的硫化氢，还具有降低原油总硫的特性。主要成分为羟乙基聚合物，PH值在8～10，对系统管线无腐蚀性，有较好的水溶性和油溶性，与硫化氢反应速度快，过程平和无放热现象，反应产物具有较强的稳定性，溶于水，不会影响出厂原油总硫含量并且对生产污水COD无影响。 

本发明的目的之一是提供一种组分简单、配制方便、快速高效、成本低廉、针对性强、去除硫化氢效率高、使用量小、不影响原油品质、安全环保等特点的低含水原油伴生气中的硫化氢去除剂。 

本发明低含水原油伴生气中的硫化氢去除剂所采取的技术方案是： 

一种低含水原油伴生气中的硫化氢去除剂，其特点是：硫化氢去除剂为含羟乙基聚合 物，其各组分的重量百分比组成为羟乙基六氢均三嗪为80%-90%，乙二醇5%-10%，二甲基甲酰胺5%-10%。 

羟乙基聚合物的结构式为 

有机胺类的结构式为： 

本发明低含水原油伴生气中的硫化氢去除剂还可以采用如下技术方案： 

所述的低含水原油伴生气中的硫化氢去除剂，其特点是：硫化氢去除剂是采用机械混合羟乙基六氢均三嗪、乙二醇和二甲基甲酰胺方式制成。 

本发明的目的之二是提供一种产品稳定、组分简单、配制方便、加药容易、快速高效、针对性强、使用量小，不影响原油品质，安全环保产品稳定等特点的低含水原油伴生气中的硫化氢去除方法。 

原油伴生气中硫化氢去除工艺选择： 

通过分析油田生产工艺工况特点，并结合硫化氢去除剂的研发试验数据，以及考虑到原油含硫化氢高，油气比低等因素，主要针对油田至终端间的海管内硫化氢进行治理，因此现场加药点选在平台原油外输泵入口处。 

本发明低含水原油伴生气中的硫化氢去除方法所采取的技术方案是： 

一种低含水原油伴生气中的硫化氢去除方法，其特征是：硫化氢去除方法是在平台原油外输泵入口处加入硫化氢去除剂，硫化氢去除剂为含羟乙基聚合物，硫化氢去除剂为含羟乙基聚合物，其各组分的重量百分比组成为羟乙基六氢均三嗪为80%-90%，乙二醇5%-10%，二甲基甲酰胺5%-10%。 

本发明低含水原油伴生气中的硫化氢去除剂及去除方法还可以采用如下技术方案： 

所述的低含水原油伴生气中的硫化氢去除方法，其特点是：在平台原油外输泵入口处加入硫化氢去除剂的浓度为50-300ppm。 

试验研究表明，H₂S分子同硫化氢去除剂药剂分子的结合需要以下几个条件，第一， 要求管道内介质具备一定的流动性；第二，药剂同介质间要求混合充分；第三，需要一定的剪切作用，以求分散相中的颗粒粒径达到最小，加强药剂与原油的传质作用，将脱硫效果达到最大化。 

在上述三个条件要求基础上，选择了现场原油外输泵入口作为药剂注入点，该发明的优点是：药剂经泵叶轮搅拌剪切作用，均匀分散在油水相中，在短时间内大大提高了对原油硫化氢的脱除率，同时药剂随平台原油经海管外输，也延长了药剂与原油内硫化氢的作用时间，进一步脱除原油内残留的硫化氢。 

本发明具有的优点和积极效果是： 

低含水原油伴生气中的硫化氢去除剂及去除方法由于采用了本发明全新的技术方案，与现有技术相比，本发明针对天然气、油田伴生气、炼厂气等工艺混合气中硫化氢，基本实现了对高浓度硫化氢的去除，并且符合海上油田特点，实现应用技术的高效环保。 

该系列脱硫剂与其他化学吸收法（化学氧化吸收法，醇胺吸收法）相比，对海上油田低含水原油中的硫化氢，具备去除效率高，反应不可逆，用量少，不影响原油的产品性质，安全环保，不影响生产污水的外排等优点。 

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并详细说明如下： 

实施例1 

一种低含水原油伴生气中的硫化氢去除剂，为含羟乙基聚合物，其各组分的重量百分比组成为羟乙基六氢均三嗪为85%，乙二醇6%，二甲基甲酰胺9%。所用的硫化氢去除剂是采用机械混合羟乙基六氢均三嗪、乙二醇和二甲基甲酰胺方式制成。 

实施例2 

一种低含水原油伴生气中的硫化氢的去除剂方法，其特点是在平台原油外输泵入口处加入硫化氢去除剂，硫化氢去除剂为含羟乙基聚合物，硫化氢去除剂为含羟乙基聚合物，其各组分的重量百分比组成为羟乙基六氢均三嗪为80%，乙二醇10%，二甲基甲酰胺6%。硫化氢去除剂加入量为的达到浓度50-300ppm。 

实施例3 

低含水原油中硫化氢去除剂的制备与应用 

组分配比（以重量计）：乙二醇5%，羟乙基六氢均三嗪90%，二甲基甲酰胺5%。 

制备方法：按配方量机械混合均匀制成 

操作对象：在海上平台低含水原油 

操作方法：在取样器中加入浓度不同的硫化氢去除剂,在原油外输取样端分别采集油水混合物（原油含水3%）500ml，震荡摇匀，静置1分钟后，用气体取样器分析伴生气中的硫化氢的浓度。 

结果见表1。 

表1 不同浓度硫化氢去除剂的脱硫效果 

实施例4 

低含水原油中硫化氢去除剂的制备与应用 

组分配比（以重量计）：乙二醇10%，羟乙基六氢均三嗪85%，二甲基甲酰胺5%。 

制备方法：按配方量机械混合均匀制成 

操作对象：在海上平台低含水原油 

操作方法：在取样器中加入浓度不同的硫化氢去除剂,在原油外输取样端分别采集油水混合物（原油含水3%）500ml，震荡摇匀，静置1分钟后，用气体取样器分析伴生气中的硫化氢的浓度。 

结果见表2。 

表2 不同浓度硫化氢去除剂的脱硫效果 

实施例5 

低含水原油中硫化氢去除剂的制备与应用 

组分配比（以重量计）：乙二醇15%，羟乙基六氢均三嗪80%，二甲基甲酰胺5%。 

制备方法：按配方量机械混合均匀制成 

操作对象：在海上平台低含水原油 

操作方法：在取样器中加入浓度不同的硫化氢去除剂,在原油外输取样端分别采集油水混合物（原油含水3%）500ml，震荡摇匀，静置1分钟后，用气体取样器分析伴生气中的硫化氢的浓度。 

结果见表3。 

表3 不同浓度硫化氢去除剂的脱硫效果 

实施例6 

一种低含水原油伴生气中的硫化氢的去除剂方法，针对目的油田现场情况，采用渐进法治理油田硫化氢污染。具体方案为：在平台的原油外输端处加注硫化氢去除剂，通过降低海管内硫化氢的含量，减缓硫化氢对海管的硫化物应力腐蚀开裂趋势，减轻下游终端原油处理系统脱硫塔的脱硫压力。 

分析油田生产工艺工况特点，提高原油硫化氢脱除的效果的同时，减小现场加药方案对油田生产造成的影响，最终选取涠洲油田至终端的海管及相关生产设备为受益位置，在平台原油外输泵入口处加药，既通过泵叶轮搅拌剪切作用提高药剂对原油硫化氢的脱除效率又延长药剂与原油硫化氢在海管内作用时间。 

在油田现场中试和应用，针对脱除硫化氢取得了较好的治理效果。各监测点原油伴生 气硫化氢含量均大幅降低，硫化氢去除率达到85%，进而计算出系统或海管的理论硫化氢分压，说明各处硫化物应力腐蚀开裂趋势均在可控制范围之内，油田腐蚀挂片腐蚀速率也处于轻度腐蚀，同时降低终端原油处理系统脱硫塔入口处的硫化氢含量，脱硫塔内脱硫填料的更换周期由5.5次/年降低为3次/年，节约了成本，达到了节能减排的目的。 

本实施例具有所述的组分简单、配制方便、快速高效、成本低廉、针对性强、去除硫化氢效率高、使用量小、不影响原油品质、安全环保等积极效果。