CN109529587A - 一种多功能除硫剂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种多功能除硫剂及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种多功能除硫剂及其制备方法和应用，属于油气田开发技术领域。本发明提供了一种多功能除硫剂，包括以下重量份的组分：三嗪衍生物50～60份；杀菌缓蚀剂25～35份；互溶剂5～15份；所述杀菌缓蚀剂为季铵盐类杀菌缓蚀剂、唑啉类杀菌缓蚀剂和吡啶类杀菌缓蚀剂中的一种或几种。本发明以三嗪衍生物作为除硫剂，配合杀菌缓蚀剂，在互溶剂的作用下，通过限定各组分的用量，复配得到了一种具有较高的杀菌、缓蚀能力和除硫能力的多功能除硫剂。由实施例可知，本发明提供的多功能除硫剂的缓蚀率为86～95％，杀菌率高达99％，除硫率可达到98％。

Description

一种多功能除硫剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及油气田开发技术领域，具体涉及一种多功能除硫剂及其制备方法和应用。
背景技术
在油气田开发过程中会产生硫化氢，硫化氢会随着石油开采进入地面和集输系统，除了给动植物带来毒害之外，还会引起集输系统管道腐蚀，威胁着钻采生产过程的每一个环节，甚至危害油田工人的健康。随着国内油田的不断勘探和开发，硫化氢的污染已经成为目前油田存在的重要安全隐患，如何高效安全的在油田作业区施工已经成为各油田的重点内容。
为了减少硫化氢对人体和环境的危害，油田作业区需要采取必要的措施将产生的硫化氢气体降低到标准限值以下。目前在实际生产作业中，一般采用添加脱硫剂的方法将产生的硫化氢气体去除。中国专利CN106479468A公开了一种油气田用有机复合高效除硫剂，各物料按质量百分比投料量为：醇胺化合物7～15％、三嗪衍生物43～50％、十七烯基胺乙基咪唑啉3～5％、增效剂1～3％、小分子醇3～5％、水22～43％，降低了油井、气井生产、集输过程中的硫化氢含量；中国专利CN104941440A公开了一种固体除硫剂及其制备方法，该固体除硫剂原料按重量份数含有脱硫剂100份、粘接剂1份至10份、杀菌剂0.1份至0.5份，解决了油井、气井生产过程中的硫化氢及缓蚀问题；中国专利CN104629700A公开了一种用于产水油井和产水气井的除硫剂，其组分按质量百分比组成为：伯胺或仲胺类化合物、醇胺类化合物、吡啶类化合物中的一种或两种以上的混合物30～60％，醇5～20％，由水补齐至100％，降低了生产过程中油气和污水中的硫化氢，也能有效抑制油田污水中的硫酸盐还原菌，在油田污水回注时，可有效防止硫酸盐还原菌在油藏中生成次生类型的硫化氢。虽然现有技术中公开了多种除硫剂，但是普遍不能同时具有优异的杀菌、缓蚀功能和除硫能力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多功能除硫剂及其制备方法和应用，本发明提供的多功能除硫剂具有优异的杀菌、缓蚀性和除硫能力，且除硫后的反应产物具有水溶性，反应产物不产生沉淀，适用于含硫天然气井、含硫原油井的生产及集输过程中的除硫处理。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种多功能除硫剂，包括以下重量份的组分：
三嗪衍生物50～60份；
杀菌缓蚀剂25～35份；
互溶剂5～15份；
所述杀菌缓蚀剂为季铵盐类杀菌缓蚀剂、唑啉类杀菌缓蚀剂和吡啶类杀菌缓蚀剂中的一种或几种。
优选地，以所述三嗪衍生物的质量份数为基准，所述多功能除硫剂还包括水1～10份。
优选地，所述三嗪衍生物包括羟乙基六氢均三嗪、乙基六氢均三嗪和羟丙基六氢均三嗪中的一种或几种。
优选地，所述季铵盐类杀菌缓蚀剂包括十二烷基二甲基苄基氯化铵、十二烷基二甲基苄基溴化铵和十四烷基二甲基苄基氯化铵中的一种或几种。
优选地，所述唑啉类杀菌缓蚀剂包括异噻唑啉酮和/或苯并异噻唑啉酮；所述吡啶类杀菌缓蚀剂包括溴代十六烷基吡啶和/或氯代十六烷基吡啶。
优选地，所述互溶剂包括乙二醇单丁醚、乙二醇双丁醚和一缩二丙二醇单甲酯中的一种或几种。
优选地，所述多功能除硫剂的pH值为7～9。
本发明提供了一种多功能除硫剂的制备方法，包括以下步骤：将权利要求1中所述组分混合，得到多功能除硫剂。
本发明还提供了上述方案所述多功能除硫剂或上述方案所述制备方法制备得到的多功能除硫剂在油气田开发中的应用。
优选地，所述多功能除硫剂在油气田开采系统中的注入浓度为100～1500mg/L。
本发明提供了一种多功能除硫剂，包括以下重量份的组分：三嗪衍生物50～60份；杀菌缓蚀剂25～35份；互溶剂5～15份；所述杀菌缓蚀剂为季铵盐类杀菌缓蚀剂、唑啉类杀菌缓蚀剂和吡啶类杀菌缓蚀剂中的一种或几种。本发明以三嗪衍生物作为除硫剂，配合杀菌缓蚀剂，在互溶剂的作用下，通过限定各组分的用量，复配得到了一种具有较高的杀菌、缓蚀能力和除硫能力的多功能除硫剂。由实施例测试结果可知，本发明提供的多功能除硫剂的缓蚀率为86～95％，杀菌率高达99％，除硫率可达到98％，说明本发明提供的多功能除硫剂能够同时实现高效的杀菌、缓蚀和除硫效果，相比于传统的金属盐类除硫剂、三嗪类除硫剂或醇胺类除硫剂，具有显著的进步；另外，采用本发明提供的多功能除硫剂除硫后的反应产物，具有水溶性，反应产物不产生沉淀，适用于含硫天然气井、含硫原油井的生产及集输过程中的除硫处理。
本发明提供了所述多功能除硫剂的制备方法，操作简单，适宜规模化生产。
具体实施方式
本发明提供了一种多功能除硫剂，包括以下重量份的组分：三嗪衍生物50～60份；杀菌缓蚀剂25～35份；互溶剂5～15份；所述杀菌缓蚀剂为季铵盐类杀菌缓蚀剂、唑啉类杀菌缓蚀剂和吡啶类杀菌缓蚀剂中的一种或几种。
在本发明中，若无特殊说明，所有的组分均为本领域技术人员熟知的市售商品。
在本发明中，按重量份数计，所述多功能除硫剂的组分包括三嗪衍生物50～60份，优选为50～55份。在本发明中，所述三嗪衍生物优选包括羟乙基六氢均三嗪、乙基六氢均三嗪和羟丙基六氢均三嗪中的一种或几种，更优选为羟乙基六氢均三嗪、乙基六氢均三嗪或羟丙基六氢均三嗪。在本发明中，三嗪衍生物具有较好的脱硫效果，在其他组分的配合作用下，借助三嗪衍生物的鳌合作用除去液相或气相中的硫化氢。
在本发明中，以所述三嗪衍生物的重量份数为基准，所述多功能除硫剂的组分包括杀菌缓蚀剂25～35份，优选为25～30份。在本发明中，所述杀菌缓蚀剂为季铵盐类杀菌缓蚀剂、唑啉类杀菌缓蚀剂和吡啶类杀菌缓蚀剂中的一种或几种；所述季铵盐类杀菌缓蚀剂优选包括十二烷基二甲基苄基氯化铵、十二烷基二甲基苄基溴化铵和十四烷基二甲基苄基氯化铵中的一种或几种，更优选为十二烷基二甲基苄基氯化铵；所述唑啉类杀菌缓蚀剂优选包括异噻唑啉酮和/或苯并异噻唑啉酮，更优选为异噻唑啉酮；所述吡啶类杀菌缓蚀剂优选包括溴代十六烷基吡啶和/或氯代十六烷基吡啶，更优选为溴代十六烷基吡啶。在本发明中，季铵盐类杀菌缓蚀剂、唑啉类杀菌缓蚀剂、吡啶类杀菌缓蚀剂具有杀菌率高、缓蚀效果好的优点，在互溶剂和三嗪衍生物的配合作用下，有利于杀菌缓蚀剂性能的提升。
在本发明中，以所述三嗪衍生物的重量份数为基准，所述多功能除硫剂的组分包括互溶剂5～15份，优选为10～15份。在本发明中，所述互溶剂优选包括乙二醇单丁醚、乙二醇双丁醚和一缩二丙二醇单甲酯中的一种或几种，更优选为乙二醇单丁醚、乙二醇双丁醚或一缩二丙二醇单甲酯。在本发明中，所述互溶剂一方面能够提高三嗪衍生物和杀菌缓蚀剂的互溶性，进而得到组分均一的多功能除硫剂，有利于提高多功能除硫剂的综合性能；另一方面利用互溶剂与三嗪衍生物共同作用，能够提高除去液相中硫化氢的速率。
在本发明中，所述多功能除硫剂的组分优选还包括水。在本发明中，以所述三嗪衍生物的重量份数为基准，所述水的重量份数优选为1～10份，更优选为5～10份。本发明对所述水的纯度没有特殊的限定，采用本领域常规的水即可。在本发明中，所述水具体优选为去离子水或自来水。本发明利用水调节体系的粘度，提高多功能除硫剂的流动性，更适宜应用在油气田开发中。
在本发明中，所述多功能除硫剂的pH值优选为7～9。本发明提供的多功能除硫剂为弱碱性，有利于提高除硫效率。
本发明还提供了上述方案所述多功能除硫剂的制备方法，包括将上述方案所述组分混合，得到多功能除硫剂。
在本发明中，所述混合优选在搅拌条件下进行，所述搅拌的速度优选为80～120r/min，更优选为100～120r/min，最优选为120r/min。本发明对所述搅拌时间没有特殊的限定，以各组分混合均匀为宜。
本发明对所述混合的温度没有特殊的限定，在室温条件下进行即可。在本发明中，所述室温具体是指20～26℃。
在本发明中，所述混合时的加料顺序优选为依次加入三嗪衍生物、杀菌缓蚀剂和互溶剂；或依次加入三嗪衍生物、杀菌缓蚀剂、互溶剂和水。在本发明中，采用上述加料顺序，有利于更加快速的使组分混合均匀。
本发明还提供了上述方案所述多功能除硫剂或上述方案所述制备方法制备得到的多功能除硫剂在油气田开发中的应用。在本发明中，所述多功能除硫剂在进行油气田脱硫处理时的添加方式优选为注入，所述注入的除硫剂的浓度优选为100～1500mg/L。采用本发明提供的多功能除硫剂去除油气井采出过程中存在的硫化氢等硫化物，不仅具有优异的杀菌性能、缓蚀性能和除硫能力，而且除硫后的反应产物具有水溶性，不产生沉淀，不会对设备设施造成损坏。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
在室温条件下，将50g羟乙基六氢均三嗪置于烧杯中，然后加入25g十二烷基二甲基苄基氯化铵，再加入15g乙二醇单丁醚，最后加入10g蒸馏水，在120r/min的转速下搅拌5min，得到多功能除硫剂，所述多功能除硫剂的pH值为8.7。
实施例2
在室温条件下，将50g乙基六氢均三嗪置于烧杯中，然后加入25g异噻唑啉酮，再加入15g乙二醇双丁醚，最后加入10g蒸馏水，在120r/min的转速下搅拌5min，得到多功能除硫剂，所述多功能除硫剂的pH值为7.7。
实施例3
在室温条件下，将50g羟丙基六氢均三嗪置于烧杯中，然后加入25g溴代十六烷基吡啶，再加入15g一缩二丙二醇单甲酯，最后加入10g蒸馏水，在120r/min的转速下搅拌5min，得到多功能除硫剂，所述多功能除硫剂的pH值为8.3。
实施例4
在室温条件下，将60g羟丙基六氢均三嗪置于烧杯中，然后加入35g溴代十六烷基吡啶，再加入15g一缩二丙二醇单甲酯互溶剂，在120r/min的转速下搅拌5min，得到多功能除硫剂，所述多功能除硫剂的pH值为8.5。
对比例1
将60g羟乙基六氢均三嗪置于烧杯中，然后加入40g蒸馏水搅拌溶解，制得除硫剂SYT-60。
对比例2
将10g锌质量分数为57％的碱式碳酸锌，置于烧杯中，然后加入90g蒸馏水搅拌溶解，制得除硫剂CLJ-57。
试验例1
将实施例1～4制备的多功能除硫剂和对比例1～2的除硫剂按照中国专利CN106093286A(一种除硫剂除硫效率动态评价方法)中实施例4的评价方法测定除硫效果，检测结果见表1。
表1除硫效果
项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 对比例1 对比例2
除硫率(％) 98 98 98 98 98 99
脱硫容量(mL/mL) 110 124 128 132 130 1505
由表1可以看出，本发明提供的多功能除硫剂具有较好的除硫能力，除硫率可达98％，脱硫容量可达132mL/mL，与传统的SYT-60除硫剂除硫效果相当；虽然CLJ-57的脱硫容量高达1505mL/mL，但碱式碳酸锌除硫后，生成硫化锌，不溶于水。
试验例2
按照SY/T5273-2014《油田采出水处理用缓蚀剂性能指标及评价方法》中的检测方法，测定实施例1～3制备的多功能除硫剂和对比例1～2的除硫剂的缓蚀性能，结果见表2；其中，实验模拟水样的配置方法为：将80g氯化钠和20g氯化钙溶于纯水中，然后定容至1L，得到水样。
表2缓蚀效果
由表2可以看出，本发明提供的多功能除硫剂具有较好的缓蚀能力，缓蚀率可达95％，而传统的SYT-60的缓蚀率仅为63％，CLJ-57的缓蚀率为45％。
试验例3
按照SY/T5757-2010《油田注入水杀菌剂通用技术条件》中的检测方法，测定实施例1～3制备的多功能除硫剂和对比例1～2的除硫剂的杀菌效果，结果见表3；其中，空白水样中的腐生菌含量为1200个/mL，硫酸盐还原菌含量为25000个/mL，铁细菌含量为2300个/mL。
表3杀菌效果
由表3可以看出，本发明提供的多功能除硫剂具有较强的杀菌性能，在80mg/L的浓度下，对腐生菌、硫酸盐还原菌和铁细菌的杀菌率达到99％。而传统的SYT-60的杀菌率较低，CLJ-57没有杀菌能力。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种多功能除硫剂，其特征在于，包括以下重量份的组分：
三嗪衍生物50～60份；
杀菌缓蚀剂25～35份；
互溶剂5～15份；
所述杀菌缓蚀剂为季铵盐类杀菌缓蚀剂、唑啉类杀菌缓蚀剂和吡啶类杀菌缓蚀剂中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的多功能除硫剂，其特征在于，以所述三嗪衍生物的质量份数为基准，所述多功能除硫剂还包括水1～10份。
3.根据权利要求1～2任一项所述的多功能除硫剂，其特征在于，所述三嗪衍生物包括羟乙基六氢均三嗪、乙基六氢均三嗪和羟丙基六氢均三嗪中的一种或几种。
4.根据权利要求1～2任一项所述的多功能除硫剂，其特征在于，所述季铵盐类杀菌缓蚀剂包括十二烷基二甲基苄基氯化铵、十二烷基二甲基苄基溴化铵和十四烷基二甲基苄基氯化铵中的一种或几种。
5.根据权利要求1～2任一项所述的多功能除硫剂，其特征在于，所述唑啉类杀菌缓蚀剂包括异噻唑啉酮和/或苯并异噻唑啉酮；所述吡啶类杀菌缓蚀剂包括溴代十六烷基吡啶和/或氯代十六烷基吡啶。
6.根据权利要求1～2任一项所述的多功能除硫剂，其特征在于，所述互溶剂包括乙二醇单丁醚、乙二醇双丁醚和一缩二丙二醇单甲酯中的一种或几种。
7.根据权利要求1～2任一项所述的多功能除硫剂，其特征在于，所述多功能除硫剂的pH值为7～9。
8.权利要求1～7任一项所述多功能除硫剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将权利要求1中所述组分混合，得到多功能除硫剂。
9.权利要求1～7任一项所述多功能除硫剂或权利要求8所述制备方法制备的多功能除硫剂在油气田开发中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述多功能除硫剂在油气田开采系统中的注入浓度为100～1500mg/L。
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