CN111413418A - 一种硫化氢处理剂评价装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种硫化氢处理剂评价装置及方法,装置包括硫化氢进气装置,反应装置,检测装置,尾气吸收装置和吹扫装置,硫化氢进气装置和吹扫装置连接反应装置进气管,反应装置出气管分别连接检测装置和尾气处理装置;反应釜可实现变温调节,充分适应硫化氢处理剂的反应条件和过程;尾气吸收装置设有缓冲瓶,有效避免吸收液倒吸进入反应釜;通过本方案还能实现硫化氢反应气体和吹扫气体简单切换,提高检测效率和准确性,增加检测安全性,避免产生不必要的污染。
Description
技术领域
本发明属于硫化氢处理剂检测技术领域,尤其是涉及一种硫化氢处理剂评价装置及方法。
背景技术
硫化氢是具有腐臭味的有毒性气体,对环境和人类健康具有较大危害性,因此国家规定硫化氢最高允许浓度为150mg/m3,硫化氢(H2S)已经成为油气藏伴生气的重要组成部分,我国大部分油田都存在硫化氢的污染和危害。硫化氢气体溶于水会形成弱酸,可以和许多种金属发生化学反应,对金属产生氢脆(包括氢鼓泡(HB)和氢致开裂(HC))破坏、硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)和电化学失重腐蚀,从而造成井下套管的突然断落,井口装置的失灵以及地面仪表的爆破等,严重时甚至有可能引发井喷失控和重大的着火事故。因此为了保证现场人员的生命财产安全,防止硫化氢气体中毒事件的发生,降低硫化氢对钻具、套管等的腐蚀,加强对有毒有害气体硫化氢的防治措施的研究成为当务之急。
对于硫化氢的回收处理,目前中国通常采用比较成熟的克劳斯法及吸收氧化法,其中以回收硫为主要技术,但是克劳斯法制硫磺投资大、产出低、运行成本高,先可以采用氢氡化钠液体吸收硫化氢来制取硫化钠。采用硫化氢处理剂处理硫化氢,为了研究硫化氢处理剂效果,可采用评价装置检测硫化氢处理剂的效果,现有技术中,硫化氢处理剂的检测装置存在以下问题:检测装置过于简陋,玻璃器皿连接密闭性差;导入反应器的硫化氢浓度无法定量;反应过程中无法快速检测剩余硫化氢的浓度;未设置残余硫化氢的处理措施;检测装置产生负压,容易让剩余硫化氢的残余液体回流会反应釜。
硫化氢脱硫药剂评价并没有国家或者行业标准,硫化氢抑制剂的效果不能得到有效的评判,不好比较各类硫化氢抑制剂的功效。现有专利号为CN107831267A和CN108318550A的专利均公开了硫化氢或硫化氢处理剂的检测评价方法,但是均只简单通过硫化氢减少量体现抑制剂功效,并没有考虑抑制剂使用量,温度变化等环境因素所带来的处理差异,并不能客观准确的体现硫化氢抑制剂的处理功能。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种硫化氢处理剂评价装置及方法。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种硫化氢处理剂评价装置,包括硫化氢进气装置,反应装置,检测装置,尾气吸收装置和吹扫装置,硫化氢进气装置和吹扫装置连接反应装置进气管,反应装置出气管分别连接检测装置和尾气处理装置;
尾气处理装置包括按顺序连接的缓冲瓶,一级吸收瓶和二级吸收瓶,缓冲瓶为封闭的空瓶,一级吸收瓶为封闭的盛有硫化氢吸收剂的瓶子,二级吸收瓶为敞口瓶或设有尾气出口的盛有硫化氢吸收剂的瓶子。
优选地,硫化氢进气装置和吹扫装置通过进气三通连接反应装置进气管,检测装置和尾气处理装置通过出气三通连接反应装置出气管。
优选地,反应装置包括反应釜和温控装置,温控装置包括包裹反应釜的液体隔层,循环器和循环管,循环管将液体隔层和循环器连接形成贯通的环形流动路径;
优选地,循环管连接液体隔层的入口端设置在液体隔层的底部,循环管连接液体隔层出口端设置在液体隔层的顶部。
优选地,硫化氢进气装置为硫化氢气瓶,吹扫装置为空气气瓶,检测装置为气象色谱仪。
优选地,反应装置上设有压力表和温度计,反应装置进气管上设有流量计。
优选地,硫化氢进气装置下游设有硫化氢进气阀,吹扫装置下游设有吹扫阀,硫化氢进气阀和吹扫阀设置在进气三通上游;
检测装置上游设有检测阀,尾气处理装置上游设有第一尾气阀,检测阀和第一尾气阀设置在出气三通下游。
优选地,还包括控制柜,控制柜内设有相互连接的控制电路和控制面板,控制电路连接压力表,温度计,流量计,进气三通,出气三通,硫化氢进气阀,吹扫阀,检测阀,第一尾气阀和检测装置。
优选地,第一吸收瓶和第二吸收瓶间设有第二尾气阀,第二尾气阀连接控制电路。
一种硫化氢抑制剂评价方法,将硫化氢抑制剂放入硫化氢抑制剂评价装置中,通入硫化氢后,检测排尾气中硫化氢含量体现所述硫化氢抑制剂的效果;
具体步骤如下:
步骤一:通入氮气检测硫化氢抑制剂评价装置是否有漏气;
步骤二:称量定量M的硫化氢抑制剂放入反应釜中,设置流量Q,设置通气时间T,通入已知浓度为C0的硫化氢后开始按时取样,检测尾气中硫化氢浓度Ct计算药剂评选浓度W;
步骤三:反应完毕后向硫化氢抑制剂评价装置中通入氮气,将硫化氢抑制剂评价装置中全部残余硫化氢通入氢氧化钠溶液中;
其中,硫化氢脱除率P为:
式中:C0—进入硫化氢釜体的初始浓度,mg/L;
Ct—进入硫化氢釜体的反应一段时间后的末端浓,mg/L。
釜体内硫化氢的体积V为:
V=Q×T 式(2)
式中:V—釜体内硫化氢的体积,L;
Q—硫化氢的流量,L/min;
T—硫化氢进入釜体的时间,min。
药剂评选浓度W为:
式中:M—加入药剂的质量,mg;
Q汽—评选天然气中硫化氢药剂时,为流量,L/min;
T—硫化氢进入釜体的时间,min;
W汽—最终硫化氢抑制剂的评选浓度,mg/L。
或
式中:M—加入药剂的质量,mg;
V油—评选天然气原油时,为原油体积,L;
W油—最终硫化氢抑制剂的评选浓度,mg/L。
优选地,步骤二中控制反应温度恒定,反应温度为50-70℃;
优选地,反应温度为50℃,60℃或70℃。
本发明具有的优点和积极效果是:
1、反应釜可实现变温调节,充分适应硫化氢处理剂的反应条件和过程;尾气吸收装置设有缓冲瓶,有效避免吸收液倒吸进入反应釜;通过本方案还能实现硫化氢反应气体和吹扫气体简单切换,提高检测效率和准确性,增加检测安全性,避免产生不必要的污染。
2、将已知浓度的硫化氢气体通入一定量硫化氢抑制剂中,随着时间变化,通过气相色谱仪检测末端剩余硫化氢含量,根据剩余硫化氢含量,判断硫化氢药剂的适用性,其判断条件更为全面,判断结果更为客观;并且本方案检测方法,步骤简单,操作方便快捷,能够适用于大任务量的检测需求;本方案还能够比较获得统一硫化氢处理剂的最适处理条件,通过变温控制检验硫化氢处理剂的适应性。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中:
11、反应釜 12、液体隔层 13、循环管
14、循环器 21、硫化氢气瓶 22、硫化氢进气阀
31、空气气瓶 32、吹扫阀 41、气象色谱仪
42、检测阀 51、缓冲瓶 52、一级吸收瓶
53、二级吸收瓶 54、第一尾气阀 55、第二尾气阀
61、进气三通 62、出气三通 7、流量计
8、压力表 9、温度计
对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
实施例1一种硫化氢处理剂评价装置
如图1所示,一种硫化氢处理剂评价装置,包括硫化氢进气装置,反应装置,检测装置,尾气吸收装置和吹扫装置,硫化氢进气装置和吹扫装置连接反应装置进气管,反应装置出气管分别连接检测装置和尾气处理装置。
反应装置用于进行硫化氢和硫化氢处理剂的反应,反应装置包括反应釜11和温控装置,反应釜11底部放置有表面皿,放置硫化氢处理剂,硫化氢进入到反应釜11中,被硫化氢处理剂反应消耗,评测反应釜11出口排出硫化氢量,从而反映硫化氢处理剂的效果。温控装置包括包裹反应釜11的液体隔层12,循环器14和循环管13,反应釜11外设有隔层,装载有水或其他液体形成液体隔层12,循环管13将液体隔层12和循环器14连接形成贯通的环形流动路径,使得水或其他液体在液体隔层12,循环器14和循环管13中顺向流通,循环管13连接液体隔层12的入口端设置在液体隔层12的底部,循环管13连接液体隔层12出口端设置在液体隔层12的顶部,反应釜11中的反应过程会放热,温度的改变也会影响反应釜11中反应进程,通过温控装置能够有效的控制反应釜11中环境温度;反应装置上设有压力表8和温度计9,能够实时反应反应釜11中的压力和温度,反应装置进气管上设有流量计7,计量硫化氢进入的量,进气管出口伸入到反应釜11底部,使其能够快读高效的与硫化氢处理剂进行反应。
硫化氢进气装置为硫化氢气瓶21,吹扫装置为空气气瓶31,硫化氢进气装置和吹扫装置通过进气三通61连接反应装置进气管,硫化氢进气装置下游设有硫化氢进气阀22,吹扫装置下游设有吹扫阀32,硫化氢进气阀22和吹扫阀32设置在进气三通61上游;当需要进行评价反应时,打开硫化氢进气阀22,关闭吹扫阀32,硫化氢进入到反应釜11进行反应,反应结束后,关闭硫化氢进气阀22,打开吹扫阀32,空气气瓶31中的空气吹扫整个管道和反应釜11,避免残留的硫化氢影响下次的评价结果。
检测装置为气象色谱仪41,硫化氢进入反应釜11,被硫化氢处理剂处理后,参与的硫化氢通过反应釜11出气管排出,通过气象色谱仪41对参与气体的检测,计算硫化氢的残余量,通过与流量计7比较进入反应釜11的硫化氢的量,从而计算硫化氢处理剂的处理效果。
尾气处理装置包括按顺序连接的缓冲瓶51,一级吸收瓶52和二级吸收瓶53,缓冲瓶51为封闭的空瓶,一级吸收瓶52为封闭的盛有硫化氢吸收剂的瓶子,二级吸收瓶53为敞口瓶或设有尾气出口的盛有硫化氢吸收剂的瓶子。封闭的空瓶能够避免产生负压时,一级吸收瓶52中的硫化氢吸收剂倒吸,倒吸的吸收剂存放在在缓冲瓶51,避免吸收剂进入反应釜11。一级吸收瓶52和二级吸收瓶53将尾气中的硫化氢反应掉,避免排出形成环境污染,一级吸收瓶52为封闭瓶,未完全吸收的硫化氢进入二级吸收瓶53继续反应,二级吸收瓶53为敞口瓶或设有排气管的封闭瓶。硫化氢吸收剂为氢氧化钠溶液。
检测装置和尾气处理装置通过出气三通62连接反应装置出气管,检测装置上游设有检测阀42,尾气处理装置上游设有第一尾气阀54,检测阀42和第一尾气阀54设置在出气三通62下游,第一吸收瓶和第二吸收瓶间设有第二尾气阀55,反应过程中关闭第一尾气阀54,打开检测阀42,检测硫化氢的残留量;当反应完毕,进行吹扫时,关闭检测阀42,打开第一尾气阀54和第二尾气阀55,将残留的硫化氢排出并进行处理,避免排出到环境中。
还包括控制柜,控制柜内设有相互连接的控制电路和控制面板,控制电路连接压力表8,温度计9,流量计7,进气三通61,出气三通62,硫化氢进气阀22,吹扫阀32,检测阀42,第一尾气阀54,第二尾气阀55和检测装置,通过控制面板控制评价过程,操作方便快捷。反应釜11可设有带有透明观察窗的密封盖,方便操作者观察反应过程。
使用时,通过控制面板关闭吹扫阀32,第一尾气阀54和第二尾气阀55,打开硫化氢进气阀22和检测阀42,硫化氢气瓶21向反应釜11中通入硫化氢,与反应釜11中硫化氢处理剂反应,打开循环器14,使得液体隔层12在循环管13中不断流动,将反应釜11中多余的热量带走,使得反应釜11保持恒定的温度;反应剩余的尾气通过反应釜11出气管流出,通过气象色谱仪41检测尾气中硫化氢含量,通过与设置在反应釜11入口的流量计7比较,计算硫化氢处理剂的处理效果,评价结束后,关闭硫化氢进气阀22和检测阀42,打开吹扫阀32,第一尾气阀54和第二尾气阀55,向反应釜11中通入空气,排出管路中的硫化氢,带有残留硫化氢的尾气从反应釜11出口排出,依次进入缓冲瓶51,第一吸收瓶和第二吸收瓶,通过第一吸收瓶和第二吸收瓶中的氢氧化钠溶液吸收残余的硫化氢,完成整个评价过程,更换反应釜11中硫化氢处理剂,可进行下一次的评价过程。
实施例2一种硫化氢处理剂评价方法
一种硫化氢抑制剂评价方法,将硫化氢抑制剂放入硫化氢抑制剂评价装置中,通入硫化氢后,检测排尾气中硫化氢含量体现所述硫化氢抑制剂的效果,此方法可用于天然气硫化氢和油气水硫化氢中;
具体步骤如下:
步骤一:通入氮气检测硫化氢抑制剂评价装置是否有漏气;
步骤二:称量定量M的硫化氢抑制剂放入反应釜中,设置流量Q,设置通气时间T,通入已知浓度为C0的硫化氢后开始按时取样,检测尾气中硫化氢浓度Ct计算药剂评选浓度W;
步骤三:反应完毕后向硫化氢抑制剂评价装置中通入氮气,将硫化氢抑制剂评价装置中全部残余硫化氢通入氢氧化钠溶液中;
步骤二中控制反应温度恒定,反应温度为50-70℃;具体可选择反应温度为50℃,60℃或70℃。
其中,硫化氢浓度分析方法为GB/T 14678-1993《硫化氢测定-气相色谱法》,硫化氢脱除率P为:
式中:C0—进入硫化氢釜体的初始浓度,mg/L;
Ct—进入硫化氢釜体的反应一段时间后的末端浓,mg/L。
釜体内硫化氢的体积V为:
V=Q×T 式(2)
式中:V—釜体内硫化氢的体积,L;
Q—硫化氢的流量,L/min;
T—硫化氢进入釜体的时间,min。
药剂评选浓度W为:
式中:M—加入药剂的质量,mg;
Q汽—评选天然气中硫化氢药剂时,为流量,L/min;
T—硫化氢进入釜体的时间,min;
W汽—最终硫化氢抑制剂的评选浓度,mg/L。
或
式中:M—加入药剂的质量,mg;
V油—评选天然气原油时,为原油体积,L;
W油—最终硫化氢抑制剂的评选浓度,mg/L。
检测时具体操作步骤如下:
(1)试漏:通入一定量氮气,憋压,看流程是否有漏气,如果有漏气则反查线路,找出漏点,防止其他外泄;
(2)空白实验:直接通过一定浓度的标准气体,接收气体,检测硫化氢浓度;本实验用于扣除没有药剂情况下,吸附在装置中的硫化氢;
(3)初步筛选浓度:选用150mg/m3浓度的硫化氢气体作为初步筛选对象,先称量入一定质量的药剂(例如0.1g,0.5g);调整硫化氢浓度筛选仪,设置流量Q,例如为2L/min,设置通气时间,例如为2min,如前设置通入4L硫化氢气体,控制反应温度恒定,反应温度为50-70℃,即开始取样。分别在通气完成后1min、2min、4min和6min取样,用气相色谱检测硫化氢浓度,记录硫化氢浓度。
(4)赶气体,向容器中冲入氮气,将参与硫化氢气体通入氢氧化钠溶液中,无气泡,反应完毕后,开始下一组实验。
采用硫化氢抑制剂通过上述步骤评价硫化氢抑制剂的处理效果,比对YFTCLG-202和YFTCLG-206这两种药剂处理效果,详见实施例3和实施例4。
实施例3天然气硫化氢的处理评价实验
一、对天然气硫化氢的处理
选取天然气硫化氢浓度为50mg/m3、150mg/m3、1500mg/m3,温度为50℃、60℃和70℃。
具体操作步骤为:
(1)试漏:通入一定量氮气,憋压,看流程是否有漏气,如果有漏气则反查线路,找出漏点,防止其他外泄;
(2)空白实验:直接通过一定浓度的标准气体,接收气体,检测硫化氢浓度;
(3)初步筛选浓度:选用相应浓度的硫化氢气体作为初步筛选对象,先称量入一定质量的药剂;调整硫化氢浓度筛选仪,设置流量Q,设置通气时间T,通入天然气硫化氢,控制反应温度恒定,即开始取样。分别在通气完成后各时间点取样,用气相色谱检测硫化氢浓度,记录硫化氢浓度。
(4)赶气体,向容器中冲入氮气,将参与硫化氢气体通入氢氧化钠溶液中,无气泡,反应完毕后,开始下一组实验。
采集数据按照式1-4进行处理,50mg/m3硫化氢脱硫药剂评价过程见表1、表2;
150mg/m3硫化氢脱硫药剂评价过程见表3、表4;1500mg/m3硫化氢脱硫评价结果见表5、表6。
表1 50mg/m3硫化氢脱除率评价结果
表2 50mg/m3硫化氢脱硫药剂评价结果
天然气中硫化氢含量50mg/m3,脱硫药剂评价结果显示,当脱硫药剂浓度加到52.1mg/L时,气体温度为50℃,脱硫药剂与硫化氢气体反应4min后,天然气中硫化氢浓度降至10mg/m3;气体温度为60℃,脱硫浓度为50.8mg/L,脱硫药剂与硫化氢气体反应接触2min后,天然气中硫化氢浓度降至10mg/m3;气体温度为60℃,脱硫浓度为52.3mg/L,脱硫药剂与硫化氢气体反应接触1min后,天然气中硫化氢降至10mg/m3。现场加药过程中,气体与药剂的接触时间非常短,由于室内实验评价条件的限制,无法实现在线监测硫化氢浓度,因此建议,当现场条件允许,最佳条件为:温度为70℃,脱硫药剂浓度为52.3mg/L。
表3 150mg/m3硫化氢脱除率评价结果
表4 150mg/m3硫化氢脱除率评价结果
天然气中硫化氢含量150mg/m3,硫化氢脱硫药剂评价结果显示,当药剂浓度加到53.2mg/L时,气体温度为50℃,脱硫药剂与硫化氢气体反应1min后,天然气中硫化氢浓度降至10mg/m3;气体温度为60℃,脱硫药剂浓度为28.1mg/L,脱硫药剂与硫化氢气体反应1min后,天然气中硫化氢浓度降至10mg/m3;气体温度为70℃,脱硫药剂浓度为13.1mg/L,脱硫药剂与硫化氢气体反应1min后,天然气中硫化氢降至10mg/m3。现场加药过程中,气体与药剂的接触时间非常短,由于室内实验评价条件的限制,无法实现在线监测硫化氢浓度,同时,实验过程中发现,给气体加热的效率低,因此建议,当现场条件允许,最佳条件为,温度为50℃,脱硫药剂浓度为52.3mg/L。
表5 1500mg/m3硫化氢脱硫药剂评价结果
表6 1500mg/m3硫化氢脱硫评价结果
天然气中硫化氢含量1500mg/m3,硫化氢脱硫药剂评价结果显示,当脱硫药剂浓度加到500mg/L时,气体温度为50℃,脱硫药剂与硫化氢气体反应4min后,浓度降至10mg/m3以下;气体温度为60℃,脱硫药剂浓度为375mg/L,硫脱硫药剂与硫化氢气体反应4min后,天然气中硫化氢浓度降至10mg/m3以下;气体温度为70℃,脱硫药剂浓度为250mg/L,脱硫药剂与硫化氢气体反应4min后,天然气中硫化氢每平米各地降至10mg/m3以下。现场加药过程中,气体与药剂的接触时间非常短,由于室内实验评价条件的限制,无法实现在线监测天然气中硫化氢浓度,同时,实验过程中发现,给气体加热的效率低,因此建议,当现场条件允许,最佳条件为温度为60℃,脱硫药剂浓度为375mg/L。
实施例4油气水硫化氢的处理评价实验
选取油气水硫化氢浓度为50mg/m3、150mg/m3、1500mg/m3,温度为50℃、60℃和70℃,原油样品为B1样品和A7样品。
具体操作步骤为:
(1)试漏:通入一定量氮气,憋压,看流程是否有漏气,如果有漏气则反查线路,找出漏点,防止其他外泄;
(2)空白实验:直接通过一定浓度的标准气体,接收气体,检测硫化氢浓度;
(3)初步筛选浓度:选用相应浓度的硫化氢气体作为初步筛选对象,先称量入一定质量的药剂;调整硫化氢浓度筛选仪,设置流量Q,设置通气时间T,通入天然气硫化氢,控制反应温度恒定,即开始取样。分别在通气完成后各时间点取样,用气相色谱检测硫化氢浓度,记录硫化氢浓度。
(4)赶气体,向容器中冲入氮气,将参与硫化氢气体通入氢氧化钠溶液中,无气泡,反应完毕后,开始下一组实验。
采集数据按照式1-4进行处理,B1油气水硫化氢脱硫药剂评价结果见表7、表8和表9。
表7 B1油气水硫化氢浓度50mg/m3硫化氢脱硫评价结果
表8 B1油气水硫化氢浓度150mg/m3硫化氢脱硫评价结果
表9 B1油气水硫化氢浓度1500mg/m3硫化氢脱硫评价结果
采集数据按照式1-4进行处理,A7油气水硫化氢脱硫药剂评价结果见表10、表11和表12。
表10 A7油气水中硫化氢浓度50mg/m3硫化氢脱硫评价结果
表11 A7油气水中硫化氢浓度150mg/m3硫化氢脱硫评价结果
表12 A7油气水中硫化氢浓度1500mg/m3硫化氢脱硫评价结果
由表7、表8和表9可知:
B1油气水中硫化氢浓度50mg/m3,脱硫药剂评价结果显示,当脱硫药剂浓度100mg/L时,温度为50℃,脱硫与B1油水中硫化氢反应20min后,油气水中硫化氢浓度10mg/m3以下;B1油气水温度为60℃,脱硫药剂浓度为100mg/L,脱硫药剂与硫化氢气体接触时间20min后,油气水中硫化氢降至10mg/m3以下;B1油气水温度为70℃,脱硫剂浓度为200mg/L,脱硫药剂与硫化氢气体接触时间10min后,油气水中硫化氢浓度降至10mg/m3以下。现场加药过程中,油气水与药剂的接触时间长,根据化学反应的特征和成本的考虑,最佳条件为温度为50℃,脱硫药剂浓度为100mg/L。
B1油气水中硫化氢浓度150mg/m3,脱硫药剂评价结果显示,当脱硫药剂浓度100mg/L时,B1油气水温度为50℃,脱硫药剂与硫化氢气体反应20min后,油气水中硫化氢浓度降至10mg/m3以下;B1油气水温度为60℃,脱硫药剂浓度为200mg/L,脱硫药剂与硫化氢气体反应15min后,油气水中硫化氢浓度降至10mg/m3以下;B1油气水温度为70℃,浓度为100mg/L,脱硫药剂与硫化氢气体反应20min后,油气水中硫化氢降至10mg/m3以下。现场加药过程中,油气水与药剂的接触时间长,根据化学反应的特征和成本的考虑,最佳条件为温度为50℃,脱硫药剂浓度为100mg/L。
B1油气水中硫化氢浓度1500mg/m3,脱药剂评价结果显示,当油气水脱硫药剂浓度100mg/L和200mg/L时,B1油气水温度为50℃,脱硫药剂与硫化氢气体反应30min后,油气水中硫化氢浓度无法降至10mg/m3以下;B1油气水温度为60℃,浓度为100mg/L,脱硫药剂与硫化氢气体反应30min后,硫化氢降至10mg/m3以下;B1油气水温度为70℃,浓度为100mg/L,脱硫药剂与硫化氢气体反应30min后,油气水中硫化氢降至10mg/m3以下。实际现场加药过程中,油气水与药剂的接触时间长,根据化学反应的特征和成本的考虑,最佳条件为温度为60℃,药剂浓度为100mg/L。
由表10、表11和表12可知:
A7油气水中硫化氢浓度50mg/m3,脱硫药剂评价结果显示,当油气水中脱硫药剂浓度100mg/L时,A7油气水温度为50℃,脱硫药剂与硫化氢气体反应20min后,油气水中硫化氢浓度无法降至10mg/m3以下;A7油气水温度为60℃,浓度为200mg/L,脱硫药剂与硫化氢气体反应20min后,油气水硫化氢浓度降至10mg/m3以下;A7油气水温度为70℃,浓度为100mg/L,脱硫药剂与硫化氢气体反应20min后,硫化氢降至10mg/m3以下。实际现场加药过程中,油气水与药剂的接触时间长,根据化学反应的特征和成本的考虑,最佳条件为温度为70℃,药剂浓度为100mg/L。
A7油气水中硫化氢浓度150mg/m3,脱硫药剂评价结果显示,当油气水脱硫药剂浓度200mg/L时,A7油气水温度为50℃,脱硫药剂与硫化氢气体反应20min内,油气水中硫化氢浓度降至10mg/m3以下;A7油气水温度为60℃,脱硫药剂浓度为100mg/L,脱硫药剂与硫化氢气体反应20min后,油气水中硫化氢浓度降至10mg/m3以下;A7油气水温度为70℃,浓度为100mg/L,脱硫药剂与硫化氢气体反应20min后,油气水中硫化氢浓度降至10mg/m3以下。实际现场加药过程中,油气水与药剂的接触时间长,根据化学反应的特征和成本的考虑,最佳条件为温度为60℃,药剂浓度为100mg/L。
A7油气水中硫化氢浓度1500mg/m3,脱硫药剂评价结果显示,当油气水中脱硫药剂浓度200mg/L时,A7油气水温度为50℃,脱硫药剂与硫化氢气体反应20min内,硫化氢浓度无法降至10mg/m3以下;A7油气水温度为60℃,脱硫剂浓度为100mg/L和200mg/L,硫化氢与药剂接触20min后,硫化氢浓度无法降至10mg/m3以下;A7油气水温度为70℃,脱硫药剂浓度为200mg/L,脱硫药剂与硫化氢气体反应20min后,油气水中硫化氢浓度降至10mg/m3以下。实际现场加药过程中,油气水与药剂的接触时间长,根据化学反应的特征和成本的考虑,最佳条件为温度为70℃,脱硫药剂浓度为100mg/L。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明,但所述内容仅为本发明的较佳实施例,不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等,均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (10)
1.一种硫化氢处理剂评价装置,其特征在于:包括硫化氢进气装置,反应装置,检测装置,尾气吸收装置和吹扫装置,硫化氢进气装置和吹扫装置连接反应装置进气管,反应装置出气管分别连接检测装置和尾气处理装置;
尾气处理装置包括按顺序连接的缓冲瓶,一级吸收瓶和二级吸收瓶,缓冲瓶为封闭的空瓶,一级吸收瓶为封闭的盛有硫化氢吸收剂的瓶子,二级吸收瓶为敞口瓶或设有尾气出口的盛有硫化氢吸收剂的瓶子。
2.根据权利要求1所述的一种硫化氢处理剂评价装置,其特征在于:所述硫化氢进气装置和吹扫装置通过进气三通连接反应装置进气管,检测装置和尾气处理装置通过出气三通连接反应装置出气管。
3.根据权利要求1所述的一种硫化氢处理剂评价装置,其特征在于:所述反应装置包括反应釜和温控装置,温控装置包括包裹反应釜的液体隔层,循环器和循环管,循环管将液体隔层和循环器连接形成贯通的环形流动路径。
4.根据权利要求1所述的一种硫化氢处理剂评价装置,其特征在于:所述循环管连接液体隔层的入口端设置在液体隔层的底部,循环管连接液体隔层出口端设置在液体隔层的顶部。
5.根据权利要求1所述的一种硫化氢处理剂评价装置,其特征在于:所述硫化氢进气装置为硫化氢气瓶,吹扫装置为空气气瓶,检测装置为气象色谱仪。
6.根据权利要求1所述的一种硫化氢处理剂评价装置,其特征在于:所述反应装置上设有压力表和温度计,反应装置进气管上设有流量计。
7.根据权利要求1所述的一种硫化氢处理剂评价装置,其特征在于:所述硫化氢进气装置下游设有硫化氢进气阀,吹扫装置下游设有吹扫阀,硫化氢进气阀和吹扫阀设置在进气三通上游;检测装置上游设有检测阀,尾气处理装置上游设有第一尾气阀,检测阀和第一尾气阀设置在出气三通下游。
8.根据权利要求1所述的一种硫化氢处理剂评价装置,其特征在于:所述评价装置还包括控制柜,控制柜内设有相互连接的控制电路和控制面板,控制电路连接压力表,温度计,流量计,进气三通,出气三通,硫化氢进气阀,吹扫阀,检测阀,第一尾气阀和检测装置。
9.根据权利要求1所述的一种硫化氢处理剂评价装置,其特征在于:所述第一吸收瓶和第二吸收瓶间设有第二尾气阀,第二尾气阀连接控制电路。
10.一种硫化氢抑制剂评价方法,其特征在于:将硫化氢抑制剂放入硫化氢抑制剂评价装置中,通入硫化氢后,检测排尾气中硫化氢含量体现所述硫化氢抑制剂的效果;
具体步骤如下:
步骤一:通入氮气检测硫化氢抑制剂评价装置是否有漏气;
步骤二:称量定量M的硫化氢抑制剂放入反应釜中,设置流量Q,设置通气时间T,通入已知浓度为C0的硫化氢后开始按时取样,检测尾气中硫化氢浓度Ct计算药剂评选浓度W;
步骤三:反应完毕后向硫化氢抑制剂评价装置中通入氮气,将硫化氢抑制剂评价装置中全部残余硫化氢通入氢氧化钠溶液中;
其中,硫化氢脱除率P为:
式中:C0—进入硫化氢釜体的初始浓度,mg/L;
Ct—进入硫化氢釜体的反应一段时间后的末端浓,mg/L。
釜体内硫化氢的体积V为:
V=Q×T 式(2)
式中:V—釜体内硫化氢的体积,L;
Q—硫化氢的流量,L/min;
T—硫化氢进入釜体的时间,min。
药剂评选浓度W为:
式中:M—加入药剂的质量,mg;
Q汽—评选天然气中硫化氢药剂时,为流量,L/min;
T—硫化氢进入釜体的时间,min;
W汽—最终硫化氢抑制剂的评选浓度,mg/L。
或
式中:M—加入药剂的质量,mg;
V油—评选天然气原油时,为原油体积,L;
W油—最终硫化氢抑制剂的评选浓度,mg/L。
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