低含水原油伴生氣中的硫化氫去除劑及去除方法

《低含水原油伴生氣中的硫化氫去除劑及去除方法》是天津億利科能源科技發展股份有限公司於2013年9月25日申請的專利，該專利的公布號為CN103463945A，申請公布日為2013年12月25日，發明人是萬鋼、向安、趙秀蘭、陳德輝、馮宇。該發明屬於油田化學品技術領域。

《低含水原油伴生氣中的硫化氫去除劑及去除方法》所述硫化氫去除劑，其特點是：硫化氫去除劑為含羥乙基聚合物，其各組分的重量百分比組成為羥乙基六氫均三嗪為80%-90%，乙二醇5%-10%，二甲基甲醯胺5%-10%。一種低含水原油伴生氣中的硫化氫去除方法，其特點是：硫化氫去除方法是在平台原油外輸泵入口處加入硫化氫去除劑。該發明具有組分簡單、配製方便、快速高效、成本低廉、針對性強、去除硫化氫效率高、使用量小、不影響原油品質、安全環保等優點。

2017年12月11日，《低含水原油伴生氣中的硫化氫去除劑及去除方法》獲得第十九屆中國專利優秀獎。

基本介紹

• 中文名：低含水原油伴生氣中的硫化氫去除劑及去除方法
• 申請人：天津億利科能源科技發展股份有限公司
• 申請日：2013年9月25日
• 申請號：2013104432052
• 公布號：CN103463945A
• 公布日：2013年12月25日
• 發明人：萬鋼、向安、趙秀蘭、陳德輝、馮宇
• 地址：天津市濱海新區華苑產業園區（環外）海泰發展六道6號海泰綠色產業基地M2座
• 分類號：B01D53/52(2006.01)I、B01D53/48(2006.01)I、C10L3/10(2006.01)I
• 代理機構：天津市鼎和專利商標代理有限公司
• 代理人：崔繼民
• 類別：發明專利

專利背景

2013年前，海上油田在開採原油過程中所產生的高濃度的硫化氫，不但對人體會產生健康影響，還會對平台的設施及管道產生腐蝕危害。

中國國內外針對天然氣、油田伴生氣、煉廠氣等工藝混合氣中硫化氫，去除技術一般採用乾法脫硫和濕法脫硫，包括採用脫硫工藝技術及超重力技術。2013年9月之前的上述專業技術廣泛套用於陸地油田或煉化企業，但對於海上油田有限的空間、工藝限制、嚴格的海洋環保要求、高成本的物流運輸等條件套用現場推廣，存在著很大的局限性和相關技術問題。

發明內容

專利目的

該發明為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種低含水原油伴生氣中的硫化氫去除劑及去除方法。中國國內外海上油田行業治理原生次生硫化氫技術包括：化學吸收法（醇胺法）、物理化學法（超重力-脫硫劑法）等。考慮到海上平台的設施空間有限、生產分離水中的溶解性硫化氫含量較高以及現場注藥劑過程中的安全環保，研究開發了一種高效的硫化氫去除劑，其脫硫機理為有機包被脫除法，去除劑與原油內的硫化氫和硫醇等無機有機硫化物反應，通過化學鍵作用將硫元素包被束縛起來，因此該系列脫硫劑除了脫除原油內的硫化氫，還具有降低原油總硫的特性。主要成分為羥乙基聚合物，PH值在8～10，對系統管線無腐蝕性，有較好的水溶性和油溶性，與硫化氫反應速度快，過程平和無放熱現象，反應產物具有較強的穩定性，溶於水，不會影響出廠原油總硫含量並且對生產污水COD無影響。

該發明的目的之一是提供一種組分簡單、配製方便、快速高效、成本低廉、針對性強、去除硫化氫效率高、使用量小、不影響原油品質、安全環保等特點的低含水原油伴生氣中的硫化氫去除劑。

技術方案

《低含水原油伴生氣中的硫化氫去除劑及去除方法》所述硫化氫去除劑，其特點是：硫化氫去除劑為含羥乙基聚合物，其各組分的重量百分比組成為羥乙基六氫均三嗪為80%-90%，乙二醇5%-10%，二甲基甲醯胺5%-10%。

羥乙基聚合物的結構式為：

有機胺類的結構式為：

該發明低含水原油伴生氣中的硫化氫去除劑還可以採用如下技術方案：所述的低含水原油伴生氣中的硫化氫去除劑，其特點是：硫化氫去除劑是採用機械混合羥乙基六氫均三嗪、乙二醇和二甲基甲醯胺方式製成。

該發明的目的之二是提供一種產品穩定、組分簡單、配製方便、加藥容易、快速高效、針對性強、使用量小，不影響原油品質，安全環保產品穩定等特點的低含水原油伴生氣中的硫化氫去除方法。

原油伴生氣中硫化氫去除工藝選擇：通過分析油田生產工藝工況特點，並結合硫化氫去除劑的研發試驗數據，以及考慮到原油含硫化氫高，油氣比低等因素，主要針對油田至終端間的海管內硫化氫進行治理，因此現場加藥點選在平台原油外輸泵入口處。

該發明低含水原油伴生氣中的硫化氫去除方法所採取的技術方案是：一種低含水原油伴生氣中的硫化氫去除方法，其特徵是：硫化氫去除方法是在平台原油外輸泵入口處加入硫化氫去除劑，硫化氫去除劑為含羥乙基聚合物，硫化氫去除劑為含羥乙基聚合物，其各組分的重量百分比組成為羥乙基六氫均三嗪為80%-90%，乙二醇5%-10%，二甲基甲醯胺5%-10%。

該發明低含水原油伴生氣中的硫化氫去除劑及去除方法還可以採用如下技術方案：所述的低含水原油伴生氣中的硫化氫去除方法，其特點是：在平台原油外輸泵入口處加入硫化氫去除劑的濃度為50-300ppm。

試驗研究表明，H₂S分子同硫化氫去除劑藥劑分子的結合需要以下幾個條件，第一，要求管道內介質具備一定的流動性；第二，藥劑同介質間要求混合充分；第三，需要一定的剪下作用，以求分散相中的顆粒粒徑達到最小，加強藥劑與原油的傳質作用，將脫硫效果達到最大化。

在上述三個條件要求基礎上，選擇了現場原油外輸泵入口作為藥劑注入點，該發明的優點是：藥劑經泵葉輪攪拌剪下作用，均勻分散在油水相中，在短時間內大大提高了對原油硫化氫的脫除率，同時藥劑隨平台原油經海管外輸，也延長了藥劑與原油內硫化氫的作用時間，進一步脫除原油內殘留的硫化氫。

改善效果

《低含水原油伴生氣中的硫化氫去除劑及去除方法》具有的優點和積極效果是：低含水原油伴生氣中的硫化氫去除劑及去除方法由於採用了該發明全新的技術方案，與2013年9月之前的技術相比，該發明針對天然氣、油田伴生氣、煉廠氣等工藝混合氣中硫化氫，基本實現了對高濃度硫化氫的去除，並且符合海上油田特點，實現套用技術的高效環保。該系列脫硫劑與其他化學吸收法（化學氧化吸收法，醇胺吸收法）相比，對海上油田低含水原油中的硫化氫，具備去除效率高，反應不可逆，用量少，不影響原油的產品性質，安全環保，不影響生產污水的外排等優點。

權利要求

1.一種低含水原油伴生氣中的硫化氫去除劑，其特徵是：硫化氫去除劑為含羥乙基聚合物，其各組分的重量百分比組成為羥乙基六氫均三嗪為80%-90%，乙二醇5%-10%，二甲基甲醯胺5%-10%。

2.根據權利要求1所述的低含水原油伴生氣中的硫化氫去除劑，其特徵是：硫化氫去除劑是採用機械混合羥乙基六氫均三嗪、乙二醇和二甲基甲醯胺方式製成。

3.一種低含水原油伴生氣中的硫化氫去除方法，其特徵是：硫化氫去除方法是在平台原油外輸泵入口處加入硫化氫去除劑，硫化氫去除劑為含羥乙基聚合物，硫化氫去除劑為含羥乙基聚合物，其各組分的重量百分比組成為羥乙基六氫均三嗪為80%-90%，乙二醇5%-10%，二甲基甲醯胺5%-10%。

4.根據權利要求4所述的低含水原油伴生氣中的硫化氫去除方法，其特徵是：在平台原油外輸泵入口處加入硫化氫去除劑的濃度為50-300ppm。

實施方式

實施例1

一種低含水原油伴生氣中的硫化氫去除劑，為含羥乙基聚合物，其各組分的重量百分比組成為羥乙基六氫均三嗪為85%，乙二醇6%，二甲基甲醯胺9%。所用的硫化氫去除劑是採用機械混合羥乙基六氫均三嗪、乙二醇和二甲基甲醯胺方式製成。

實施例2

一種低含水原油伴生氣中的硫化氫的去除劑方法，其特點是在平台原油外輸泵入口處加入硫化氫去除劑，硫化氫去除劑為含羥乙基聚合物，硫化氫去除劑為含羥乙基聚合物，其各組分的重量百分比組成為羥乙基六氫均三嗪為80%，乙二醇10%，二甲基甲醯胺6%。硫化氫去除劑加入量為的達到濃度50-300ppm。

實施例3

低含水原油中硫化氫去除劑的製備與套用

組分配比（以重量計）：乙二醇5%，羥乙基六氫均三嗪90%，二甲基甲醯胺5%。

製備方法：按配方量機械混合均勻製成

操作對象：在海上平台低含水原油

操作方法：在取樣器中加入濃度不同的硫化氫去除劑,在原油外輸取樣端分別採集油水混合物（原油含水3%）500毫升，震盪搖勻，靜置1分鐘後，用氣體取樣器分析伴生氣中的硫化氫的濃度。結果見表1。

表1不同濃度硫化氫去除劑的脫硫效果

濃度（ppm）	實驗結果（伴生氣中的硫化氫量ppm）
空白	24000
50	10000
100	2000
200	800
300	500

實施例4

低含水原油中硫化氫去除劑的製備與套用

組分配比（以重量計）：乙二醇10%，羥乙基六氫均三嗪85%，二甲基甲醯胺5%。

製備方法：按配方量機械混合均勻製成

操作對象：在海上平台低含水原油

操作方法：在取樣器中加入濃度不同的硫化氫去除劑,在原油外輸取樣端分別採集油水混合物（原油含水3%）500毫升，震盪搖勻，靜置1分鐘後，用氣體取樣器分析伴生氣中的硫化氫的濃度。結果見表2。

表2不同濃度硫化氫去除劑的脫硫效果

濃度（ppm）	實驗結果（伴生氣中的硫化氫量ppm）
空白	24000
50	12000
100	5000
200	1200
300	650

實施例5

低含水原油中硫化氫去除劑的製備與套用

組分配比（以重量計）：乙二醇15%，羥乙基六氫均三嗪80%，二甲基甲醯胺5%。

製備方法：按配方量機械混合均勻製成

操作對象：在海上平台低含水原油

操作方法：在取樣器中加入濃度不同的硫化氫去除劑,在原油外輸取樣端分別採集油水混合物（原油含水3%）500毫升，震盪搖勻，靜置1分鐘後，用氣體取樣器分析伴生氣中的硫化氫的濃度。結果見表3。

表3不同濃度硫化氫去除劑的脫硫效果

濃度（ppm）	實驗結果（伴生氣中的硫化氫量ppm）
空白	24000
50	16000
100	8000
200	2000
300	1000

實施例6

一種低含水原油伴生氣中的硫化氫的去除劑方法，針對目的油田現場情況，採用漸進法治理油田硫化氫污染。具體方案為：在平台的原油外輸端處加注硫化氫去除劑，通過降低海管內硫化氫的含量，減緩硫化氫對海管的硫化物應力腐蝕開裂趨勢，減輕下游終端原油處理系統脫硫塔的脫硫壓力。

分析油田生產工藝工況特點，提高原油硫化氫脫除的效果的同時，減小現場加藥方案對油田生產造成的影響，最終選取潿洲油田至終端的海管及相關生產設備為受益位置，在平台原油外輸泵入口處加藥，既通過泵葉輪攪拌剪下作用提高藥劑對原油硫化氫的脫除效率又延長藥劑與原油硫化氫在海管內作用時間。

在油田現場中試和套用，針對脫除硫化氫取得了較好的治理效果。各監測點原油伴生氣硫化氫含量均大幅降低，硫化氫去除率達到85%，進而計算出系統或海管的理論硫化氫分壓，說明各處硫化物應力腐蝕開裂趨勢均在可控制範圍之內，油田腐蝕掛片腐蝕速率也處於輕度腐蝕，同時降低終端原油處理系統脫硫塔入口處的硫化氫含量，脫硫塔內脫硫填料的更換周期由5.5次/年降低為3次/年，節約了成本，達到了節能減排的目的。

榮譽表彰

2017年12月11日，《低含水原油伴生氣中的硫化氫去除劑及去除方法》獲得第十九屆中國專利優秀獎。