CN112342094A - 脱汞剂、其制备方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种脱汞剂、其制备方法及应用。该脱汞剂包括0.40wt%~0.60wt%的碘,3.22wt%~4.98wt%碘化钾,1wt%~2wt%的表面活性剂及余量的水。碘溶于碘化钾水溶液形成碘‑碘化钾水溶液,碘‑碘化钾水溶液中的碘与气态单质汞反应,生成碘化汞,使得单质气态汞转变为汞离子,从而脱除了气态单质汞。而表面活性剂具有良好的洗涤作用,从而能够将设备中沉积的油泥清洗下来。本申请所改进的汞脱除剂在以低温分离工艺进行三相分离的储罐等容器内部进行检修时,具有脱除天然气中气态汞及清洗容器底部油泥的双重综合作用,为设备检修中防止汞蒸气污染、设备的安全检修提供保障。
Description
技术领域
本发明涉及天然气开采设备清洗领域,具体而言,涉及一种脱汞剂、其制备方法及应用。
背景技术
天然气的开采均伴随着油、气和水同时生产,为了得到纯净的天然气,基本都是采用低温分离的工艺进行三相分离的。近年来,不同油气田在天然气生产的分离容器中发现了气态单质汞(汞蒸气),特别是在新疆塔里木油田、新疆油田克拉玛依气田和海南福山油田较严重,气态单质汞含量高。含汞天然气中的汞蒸气随着物流进入设备中与油污、凝析油、垢等一起富集在设备内并在设备内壁扩散。
汞具有高挥发性、高毒性及腐蚀性,其直接影响气田开发和利用的安全性。且汞在设备里富集,对环境和工艺设备都有严重危害性,如长期沉积在管道或设备中会引发汞腐蚀,导致材质焊缝破裂,存在巨大的安全隐患。汞对石油天然气集输过程中的危害主要有:(1)对操作及检修人员造成人身安全危害;(2)对环境产生影响,污染土壤及地下水;(3)外输商品天然气汞含量不达标;(4)沉积在管道或设备中,引发汞腐蚀,导致设备焊缝破裂。
尽管一些气田天然气分离后集输的天然气中的汞蒸气含量达到天然气输送要求的容许范围,但在低温分离工艺进行三相分离的设备:三相分离器、低温分离器、闪蒸分离器、液烃分离器等容器内部汞富集,当进行内部检修时,汞挥发产生大量的汞蒸气,使得分离器内部汞蒸气含量高。以新疆油田分公司采气一厂克拉玛依气田低温三相分离设备检修为例,在汞蒸气含量最高的2#低温分离器分离器检修中测得汞蒸气达到2000μg/m3-3000μg/m3;这样检修工作人员就暴露于汞蒸气中,危害工作人员的身体健康,上同时汞蒸气直接进入大气,污染环境。为了清除这些设备中的汞蒸气和沉积的含油污泥,就必须对这些设备进行清洗,一方面是清洗脱除汞蒸气,另一方面是清洗掉含油污泥。
设备清汞方法主要分为物理清洗法和化学清洗法两类。物理清洗法包括高压水射流人工喷射清洗法及蒸汽清洗法;化学清洗法即使用清洗剂进行清洗的方法,如循环化学清洗法。国外已使用的方法有蒸汽清洗法、人工喷射清洗法和循环清洗法。有时也会将几种方法结合使用,以达到高效清汞的目的。
化学清洗法清汞效率高,可在常温下进行,清洁环保,但国内油气田尚无应用。
物理清洗法目前使用的主要有:(1)高压水射流人工喷射清洗法。这种方法是人工喷射清洗通过喷射水去除吸附在设备内壁上的汞,清洗一定时间,直至达到要求。(2)蒸汽清洗法。蒸汽清洗法是蒸汽从下部注入容器中,并通过一定热源对它进行加热,容器上半部通过泵送压力充满蒸汽,形成蒸汽相,蒸汽温度120℃-140℃,汞通过蒸发而被清除,清洗污水从容器下部排出。物理清洗法很好的清洗了设备的油泥、但仍然使得气态单质汞进入大气、污染环境。
化学清洗法清汞是将清汞化学溶液被泵送至设备中做循环运动,将设备内壁附着的汞污染物清洗除去。化学清洗的清汞效果关键在于脱汞化学剂的选择,不能够用强酸性对设备有腐蚀的物质。
化学清洗法脱除气态单质汞的脱汞剂在天然气开采中到目前为止没有使用过,但在火电厂烟道气中脱汞,大部分采用载硫的活性炭固体物质或者高锰酸钾的硫酸溶液,当这些含汞烟道气通过固体吸附剂、液体脱汞剂后就除去气态单质汞,同时在气态汞含量的检测中也常用高锰酸钾的硫酸溶液作为气态汞吸收剂,它们具有非常好的吸收气态汞的性质,但不具有清洗油泥的作用。
因此,仍需要对现有的脱汞剂进行改进,以满足相关含油泥设备清洗的需求。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种脱汞剂、其制备方法及应用,以解决现有技术中脱汞剂不能满足相关设备清洗的问题。
为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种脱汞剂,该脱汞剂包括0.40wt%~0.60wt%的碘,3.22wt%~4.98wt%碘化钾,1wt%~2wt%的表面活性剂及余量的水。
进一步地,表面活性剂包括十二烷基苯磺酸钠、仲烷基磺酸钠SAS-60、十二烷基醇醚硫酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚TX-10及脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9中的任意一种或多种。
进一步地,表面活性剂包括十二烷基苯磺酸钠、仲烷基磺酸钠SAS-60、十二烷基醇醚硫酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚TX-10及脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9,在脱汞剂中,十二烷基苯磺酸钠的含量为0.40wt%~0.80wt%,仲烷基磺酸钠SAS-60的含量为0.20wt%~0.40wt%,十二烷基醇醚硫酸钠的含量为0.20wt%~0.40wt%,壬基酚聚氧乙烯醚TX-10的含量为0.10wt%~0.20wt%,脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9的含量为0.10wt%~0.20wt%。
为了实现上述目的,根据本发明的第二个方面,提供了一种脱汞剂的制备方法,制备方法包括:按照上述任一种脱汞剂中的质量比准备各原料;将碘化钾溶于水中,得到碘化钾溶液;向碘化钾溶液中添加碘,得到碘-碘化钾水溶液;向碘-碘化钾水溶液中添加表面活性剂,得到脱汞剂。
进一步地,在500~1000转/分的搅拌条件下,将碘化钾溶于水中,得到碘化钾溶液。
根据本发明的第三个方面,还提供了上述任一种脱汞剂在含汞天然气低温分离相关设备的清洗中的应用。
进一步地,含汞天然气低温分离相关设备包括相分离器、低温分离器、闪蒸分离器、液烃分离器及凝析油储罐中的任意一种或多种。
进一步地,对于含油泥30~50g,汞蒸气含量为2100~3200μg/m3的条件下,利用300g脱汞剂处理10~60min,含汞天然气低温分离相关设备中气态汞含量≤4.31μg/m3,34.0%≤油泥清洗率≤61.0%。
应用本发明的技术方案,本申请中的脱汞剂中,碘溶于碘化钾水溶液形成碘-碘化钾水溶液,碘-碘化钾水溶液中的碘与气态单质汞反应,生成碘化汞,使得单质气态汞转变为汞离子,从而脱除了气态单质汞。而表面活性剂具有良好的洗涤作用,从而能够将设备中沉积的油泥清洗下来。本申请所提供的汞脱除剂在以低温分离工艺进行三相分离的储罐等容器内部进行检修时,具有脱除天然气中气态汞及清洗容器底部油泥的双重综合作用,为天然气生产中的含油泥的含汞设备检修中的清洗提供新的具有清洗油泥作用的汞脱除剂,为设备检修中防止汞蒸气污染、设备的安全检修提供保障,为天然气的生产、设备的完好继续使用提供有力的科技支撑。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1示出了根据本发明的实施例中所使用的用于评价脱汞剂的评价装置;
其中,上述附图包括以下附图标记:
1、天然气罐;2、气体流量计;3、第一数控恒温水浴;4、U型管石英管;5、换热玻璃珠;
6、多孔挡板;7、美国VICI Metronics公司生产HE-SR汞渗透管;8、天然气进口;
9、含汞天然气出口;10、第一测汞仪;17、第二测汞仪;
11、第二数控恒温水浴;12、三口烧瓶脱汞和洗油发生器(有效容积500mL);
13、有清洗油泥作用的脱汞剂;14、油泥;15、含汞天然气进口玻璃管;
16、脱汞后天然气出口;18、第一尾气吸收装置;19、第二尾气吸收装置;20、通风处;
21、第一阀门开关;22、第七阀门开关;23、第二阀门开关;24、第五阀门开关;25、第三阀门开关;26、第六阀门开关;27、第四阀门开关。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
如背景技术所提到的,现有技术中的化学清洗方法具有吸收气态汞的作用,但不具有洗油作用,因此,为改善现有的相关设备中含汞气体油泥的清洗,发明人对现有的清洗方法进行了深入研究,认为高锰酸钾的硫酸溶液对气态汞有非常好的脱汞效果,但其强酸性对设备造成严重腐蚀,不能使用。如果有一种像脱去烟道气中的气态单质汞一样的非酸性的、对设备内部腐蚀小的液体脱汞剂,既能够来脱除天然气中的气态单质汞,同时还具有清洗油泥作用,将可用于天然气生产中的含油泥的含汞设备容器中。这样不但能够脱去气态单质汞,还能够清洗容器设备底部的油泥,可避免使用现行的物理蒸汽清洗法带来的气态单质汞蒸气进入大气、污染环境,同时减少对清洗人员的危害,达到及脱除汞蒸气和清洗掉油泥的双重作用,为天然气生产中的含油泥的含汞设备清洗提供一种新方法和新的具有清洗油泥作用的天然气中气态汞脱汞剂。
进一步地,为了获得一种具有上述双重作用的液体脱汞剂,发明人进一步研究发现,碘-碘化钾的良好吸收气态汞的性质,将该气态汞脱除剂与具有可清洗分离器底部油泥的表面活性剂相结合,可清洗分离器底部油泥。因此,这样改进后的液体脱汞剂是一种适应于含汞天然气以低温分离工艺进行三相分离的储罐等容器内部进行检修时可清洗底部含油污泥的脱除天然气中气态汞的脱除剂,为设备检修中防止汞蒸气污染、设备的安全检修提供保障,为天然气的生产、设备的完好继续使用提供支持。
为验证上述构思,发明人进一步利用模拟实验对改进的脱汞剂的脱汞洗油效果进行了检测。具体地,用三口烧瓶作为脱汞反应器,在底部放入油泥后,加入按上述构思改进的汞脱汞剂,以模拟现场低温分离工艺进行三相分离的容器,用天然气将汞蒸气发生器产生的气态汞蒸气载入该模拟容器中。通过进入三口烧瓶模拟器中脱汞剂前后的天然气中汞蒸气含量测定,确定脱汞率。一定时间后倒出脱汞剂,称取油泥量,并与最初加入的质量比较,得到对油泥的清洗率。
经过上述实验验证后,发明人还对实际应用现场的效果进行了检测。在现场实际操作中用一罐型容器作为脱汞反应器,放置该具有清洗油泥作用的脱汞剂,在要检修的分离器容器底部阀门通入天然气,置换分离器容器中的含汞天然气进入反应器中的脱汞剂中,脱汞后排入大气;等分离器容器出口的汞含量<10.00μg/m3时,停止置换,打开分离器容器,将反应器中具有清洗油泥作用的脱汞剂放入分离器容器,以清洗油泥。
在上述研究结果的基础上,申请人提出了本申请的技术方案。在一种典型的实施方式中,提供了一种脱汞剂,该脱汞剂包括:0.40wt%~0.60wt%的碘(记作原料A)、3.22wt%~4.98wt%碘化钾(记作原料B)、1wt%~2wt%的表面活性剂以及余量的水。
本申请的脱汞剂的原理为:碘溶于碘化钾水溶液形成碘-碘化钾水溶液,碘-碘化钾水溶液中的碘与气态单质汞反应,生成碘化汞,使得单质气态汞转变为汞离子,从而脱除了气态单质汞。而表面活性剂具有良好的洗涤作用,从而能够将设备中沉积的油泥清洗下来。本申请所提供的汞脱除剂在以低温分离工艺进行三相分离的储罐等容器内部进行检修时,具有脱除天然气中气态汞及清洗容器底部油泥的双重综合作用,为天然气生产中的含油泥的含汞设备检修中的清洗提供新的具有清洗油泥作用的汞脱除剂,为设备检修中防止汞蒸气污染、设备的安全检修提供保障,为天然气的生产、设备的完好继续使用提供有力的科技支撑。
本申请的上述脱汞剂中,表面活性剂可以根据具体油泥含量,选择具有不同清洗效果的表面活性剂作。按照上述实验方法及现场检测方法,发明人进一步对一系列的表面活性剂与上述碘-碘化钾溶液进行复配的效果进行了检测,发现虽然添加表面活性剂具有油泥清洗效果,但并非任意具有清洗剂作用的表面活性剂均能与碘-碘化钾溶液复配均能实现兼具脱汞和高效洗油的效果,而是只有特定种类的表面活性剂复配时才能兼具良好的脱汞率及较高的油泥清洗率。
具体地,本申请的发明人对脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9、仲烷基磺酸钠SAS-60、壬基酚聚氧乙烯醚TX-10、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十六烷基磺酸钠、十二烷基醇醚硫酸钠和椰子油脂肪酸二乙醇酰胺9种表面活性剂对储罐等容器中的油泥的清洗率进行了筛选,发现不同的表面活性剂对油泥的清洗效果是存在差异的,具体见表1。
表1:不同表面活性剂与碘-碘化钾水溶液复合后在25℃、100rpm转速下搅拌30min的清洗效果
编号 | 清洗表面活性剂 | 清洗率N(%) |
1 | 脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9 | 33.3 |
2 | 仲烷基磺酸钠SAS-60 | 51.7 |
3 | 壬基酚聚氧乙烯醚TX-10 | 21.4 |
4 | 十二烷基苯磺酸钠 | 59.1 |
5 | 十二烷基硫酸钠 | 51.3 |
6 | 十二烷基磺酸钠 | 46.4 |
7 | 十六烷基磺酸钠 | 42.2 |
8 | 十二烷基醇醚硫酸钠 | 52.3 |
9 | 椰子油脂肪酸二乙醇酰胺 | 49.7 |
由表1可以看出:9种表面活性剂中,脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9和壬基酚聚氧乙烯醚TX-10对油泥的清洗效果最差,但实验中发现这2种表面活性剂具有非常好的乳化性能,能够将清洗下来的油泥乳化,使得清洗下来的油不能够再次附着在不锈钢烧杯壁上。因此尽管其清洗率最低,但仍选择其作为乳化剂,并控制其加量大大减少。
十二烷基磺酸钠、十六烷基磺酸钠和椰子油脂肪酸二乙醇酰胺对油泥的洗涤效果比仲烷基磺酸钠SAS-60、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基醇醚硫酸钠和十二烷基硫酸钠差些。同时,十二烷基磺酸钠易溶于热水,不溶于冷水;而十六烷基磺酸钠起泡性好,在现场使用会产生大量起泡,不利于实际应用。虽然十二烷基硫酸钠有较好的洗涤效果,但考虑与碘-碘化钾进行联用,碘-碘化钾具有强氧化性,不易与十二烷基硫酸钠配合使用。因此,在本申请一种优选的实施例中,上述表面活性剂包括十二烷基苯磺酸钠(记作原料C)、仲烷基磺酸钠SAS-60(记作原料D)、十二烷基醇醚硫酸钠(记作原料E)、F:壬基酚聚氧乙烯醚TX-10(记作原料F)及脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9(记作原料G)中的任意一种或多种。
原料C十二烷基苯磺酸钠和E十二烷基醇醚硫酸钠对油具有很好的洗涤作用;原料D仲烷基磺酸钠SAS-60和F壬基酚聚氧乙烯醚TX-10具有良好的去污和乳化力,不但可洗油,同时可将油泥中的油乳化在水中;原料G脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9具有良好的乳化、分散性能,可乳化油,并且可分散油泥,与利于更好的洗油。
因此,根据实际需要,可以在上述碘-碘化钾水溶液的基础上,仅添加原料C(使得脱汞剂具有脱除气态汞及清洗油泥的效果,清洗下来的油泥可能会漂在水溶液表面,从而仍有粘附于容器壁表面的可能性),或者在添加原料C的基础上再添加原料D、E、F及G中的任一种(添加任意一种乳化剂能够使清洗下来的油乳化分散开来,从而不易重新粘壁)。更优选地,上述表面活性剂包括十二烷基苯磺酸钠、十二烷基醇醚硫酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚TX-10及脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9(同时含有上述四种乳化剂对清洗下来的油的分散效果更好)。
为了进一步优化不同表面活性剂与碘-碘化钾水溶液复配后的综合脱汞清洗效果,发明人进一步对上述优选的5种表面活性剂的配方进行了优化筛选,具体配方及效果见表2。
表2:5种表面活性剂与碘-碘化钾水溶液复合后在25℃、100rpm转速下搅拌30min的清洗效果
由表2看出:
1)从编号1至5可以看出,十二烷基苯磺酸钠、十二烷基醇醚硫酸钠和仲烷基磺酸钠SAS-60,在总加量相同的情况下,无论2种混合还是3种混合,其洗剂效果均好于单独的;
2)从编号6至18可以看出,尽管单个的壬基酚聚氧乙烯醚TX-10和脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9的洗剂能力很差,但在总加量相同的情况下和十二烷基苯磺酸钠、十二烷基醇醚硫酸钠和仲烷基磺酸钠SAS-60单一成分混合、十二烷基苯磺酸钠和十二烷基醇醚硫酸钠混合物、十二烷基苯磺酸钠和仲烷基磺酸钠SAS-60混合物、十二烷基苯磺酸钠合十二烷基醇醚硫酸钠混合物分别混合后均提高了原单独或混合物的洗剂效果;
3)在单一成分或混合物中加入壬基酚聚氧乙烯醚TX-10的洗剂效果好于加入相同量的脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9的洗剂效果,加入壬基酚聚氧乙烯醚TX-10和脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9的混合物,洗剂效果均好于在相同单一成分或混合物体系中仅加壬基酚聚氧乙烯醚TX-10或者脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9的洗剂效果;
4)十二烷基苯磺酸钠、十二烷基醇醚硫酸钠和仲烷基磺酸钠SAS-60 3种物质相互混合,含十二烷基苯磺酸钠的混合物复配后(无论是2种物质混合还是3种物质混合)的脱汞剂的油泥清洗效果,均好于十二烷基醇醚硫酸钠和仲烷基磺酸钠SAS-60混合物复配后的脱汞剂的油泥洗剂效果。由此可知,十二烷基苯磺酸钠的洗剂效果比十二烷基醇醚硫酸钠和仲烷基磺酸钠SAS-60的好;
5)壬基酚聚氧乙烯醚TX-10和脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9与十二烷基苯磺酸钠、十二烷基醇醚硫酸钠和仲烷基磺酸钠SAS-60混合后均提高其洗剂效果,并且壬基酚聚氧乙烯醚TX-10比脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9好;壬基酚聚氧乙烯醚TX-10与脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9混合后效果好于单个的;
6)十二烷基苯磺酸钠的用量要比十二烷基醇醚硫酸钠和仲烷基磺酸钠SAS-60的量大;壬基酚聚氧乙烯醚TX-10量要比脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9的量大,壬基酚聚氧乙烯醚TX-10和脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9的量很小就可提高十二烷基苯磺酸钠、十二烷基醇醚硫酸钠和仲烷基磺酸钠SAS-60 3种物质或者混合物的洗剂效果。由此发明人改变十二烷基苯磺酸钠、十二烷基醇醚硫酸钠、仲烷基磺酸钠SAS-60、壬基酚聚氧乙烯醚TX-10和脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9的量,设计和筛选如表2中编号19至22的加量评价效果。通过表2中的数据相互比较可知,编号19和20的配方清洗效果最好,但考虑到编号20中壬基酚聚氧乙烯醚TX-10和脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9的量相对较少,因而从成本考虑,编号为20的配方为最佳配方。即在本申请所改进的脱汞剂中,各表面活性剂的用量为:十二烷基苯磺酸钠0.8wt%,仲烷基磺酸钠SAS-60 0.4wt%,十二烷基醇醚硫酸钠0.4wt%,壬基酚聚氧乙烯醚TX-10(也称为NP-10)0.2wt%;脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9 0.2wt%。表面活性剂总加量为2.0%。
进一步地,保持编号20的配方中各成分及其比例不变化,改变表面活性剂总加量为1.0%(具体配方见表3,清洗条件同表2)的情况下考察改进的脱汞剂的油泥清洗效果,结果见表3。
表3:
从表3可见,当上述种类的表面活性剂总加量为1.0%-2.0%时,对油泥的清洗率在71.5%~75%之间。
因此,在本申请进一步优选的实施例中,在同时含有原料C、D、E、F及G的情况下,在脱汞剂中,十二烷基苯磺酸钠的含量为0.40wt%~0.80wt%,仲烷基磺酸钠SAS-60的含量为0.20wt%~0.40wt%,十二烷基醇醚硫酸钠的含量为0.20wt%~0.40wt%,壬基酚聚氧乙烯醚TX-10的含量为0.10wt%~0.20wt%,脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9的含量为0.10wt%~0.20wt%。通过合理控制上述四种乳化剂的配比在上述范围内,使得本申请的脱汞剂具有优异的气态汞脱除率和油泥清洗率。
在本申请第二种典型的实施方式中,提供了一种脱汞剂的制备方法,该制备方法包括:按照上述任一项的脱汞剂中的质量比准备各原料,将碘化钾溶于水中,得到碘化钾溶液;向碘化钾溶液中添加碘,得到碘-碘化钾水溶液;向碘-碘化钾水溶液中添加表面活性剂,得到脱汞剂。按照上述制备方法得到的脱汞剂具有脱除气态汞、清洗容器底部油泥的双重效果,起到一剂双效的作用。
上述制备方法中,原料A为碘,不溶解于水中,但溶解于原料B碘化钾的水溶液中,因此在制备方法中需要先溶碘化钾,然后再将碘溶于碘化钾中。然后再一次或依次将表面活性剂添加到碘-碘化钾溶液中。依次添加各表面活性剂利用混合均匀。
具体地,为了使碘的溶解效果更好,可以通过搅拌的方式促进溶解。比如,将原料B溶解于自来水,用搅拌器在1000转/分下搅拌,溶解后加入A,等A溶解后再依次加入C、D、E、F、G,搅拌溶解后,配制得脱汞剂具清洗油泥作用的天然气中气态汞脱除剂。
在本申请第三种典型的实施方式中,还提供了上述任一种脱汞剂在含汞天然气低温分离相关设备的清洗中的应用。优选地,含汞天然气低温分离相关设备包括相分离器、低温分离器、闪蒸分离器、液烃分离器及凝析油储罐中的任意一种或多种。更优选地,对于含油泥30~50g,汞蒸气含量为2100~3200μg/m3的条件下,利用300g脱汞剂处理10~60min,含汞天然气低温分离相关设备中气态汞含量≤4.31μg/m3,34.0%≤油泥清洗率≤61%。
下面将结合具体的实施例来进一步说明本申请的有益效果。
需要说明的是,下列实施例所用原料A到G的来源如下:
碘、碘化钾、十二烷基苯磺酸钠和壬基酚聚氧乙烯醚TX-10均为分析纯,由成都科龙化工试剂厂生产;
仲烷基磺酸钠SAS-60(含量60%)由科莱恩公司生产、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9(含量99%)和十二烷基醇醚硫酸钠含量(60%)由巴斯夫公司生产,均由山东优索化工科技有限公司提供;
尾气处理的原料:高锰酸钾和硫酸,也均为分析纯,由成都科龙化工试剂厂生产。
以下实施例以图1所示的评价装置进行脱汞剂的性能评价。图1中按照脱汞流程依次为为:天然气罐1、第一阀门开关21、气体流量计2、天然气进口8、U型管石英管4(置于第一数控恒温水浴3中)、换热玻璃珠5、多孔挡板6、美国VICI Metronics公司生产HE-SR汞渗透管7、含汞天然气出口9、第二阀门开关23、第三阀门开关25、含汞天然气进口玻璃管15、三口烧瓶脱汞和洗油发生器12(有效容积500mL)(置于第二数控恒温水浴11中)、有清洗油泥作用的脱汞剂13、油泥14、脱汞后天然气出口16、第四阀门开关27、第一尾气吸收装置18和第二尾气吸收装置19(盛有200mL的4%KMnO4+10%H2SO4溶液)、通风处20。
从含汞天然气出口9出来的气体经第五阀门开关24被第一测汞仪10(加拿大LumexInstruments公司生产的RA-915M测汞仪)进行检测;从脱汞后天然气出口16出来的气体经第六阀门开关26被第二测汞仪17(加拿大Lumex Instruments公司生产的RA-915M测汞仪)进行检测。
根据需要从天然气罐1出来的天然气载体经第七阀门开关22、第三阀门开关25及含汞天然气进口玻璃管15进入三口烧瓶脱汞和洗油发生器12中。
实施例1:
在283.14g自来水中加入9.66g B,用搅拌器在1000转/分下搅拌,完全溶解后,在该溶液中加入1.20g A,溶解后依次加入2.40g C、1.20g D、1.20g E、0.60g F和0.60g G,溶解混合均匀配得300g具有清洗油泥作用的天然气中气态汞脱除剂H;此时H成分按质量百分比组成为:A:0.40%、B:3.22%、C:0.80%、D:0.40%、E:0.40%、F:0.20%、G:0.20%和余量:自来水;按照如下方法和步骤进行脱汞率和清洗率评价:
1)按照图1的结构准备好所有设备和容器,在三口烧瓶脱汞和洗油发生器12中放入新疆油田分公司采气一厂克拉玛依气田2#低温分离器取得的油泥30g于三口烧瓶底部,油泥质量记为W1,再放入300g有清洗油泥作用的脱汞剂13,密闭三口烧瓶;
2)关闭附图中的第一阀门开关21、第二阀门开关23、第五阀门开关24和第六阀门开关26,打开第七阀门开关22、第三阀门开关25和第四阀门开关27,然后将天然气罐1打开10min,排出所有管线中的空气,关闭天然气罐1;关闭第七阀门开关22、第五阀门开关24和第六阀门开关26,打开所有剩余阀门开关,再打开天然气罐1维持10min,排出所有管线中的空气;
3)以新疆油田分公司采气一厂克拉玛依气田低温三相分离设备检修中汞蒸气含量最高的2#低温分离器中汞含量2000μg/m3-3000μg/m3为依据,分别设定汞蒸气含量为2000μg/m3和3000μg/m3左右进行评价;将第一数控恒温水浴3的温度设计为72.8℃,第二数控恒温水浴11的温度设计为25.0℃,关闭第七阀门开关22和第三阀门开关25,打开第一阀门开关21、第二阀门开关23和第五阀门开关24,打开天然气罐1,调整出气量,通过气体流量计2控制气流量为100mL/min,由第一测汞仪10测定含汞天然气中的汞含量,稳定后测得为2156μg/m3,这与新疆油田分公司采气一厂克拉玛依气田低温三相分离设备检修中汞蒸气含量最高的2#低温分离器中汞含量最低值2000μg/m3相当,且略高,记为Cinlet,为脱汞前天然气中的汞蒸气含量;
4)打开附图中第三阀门开关25、第四阀门开关27,关闭第七阀门开关22、第五阀门开关24和第六阀门开关26,天然气载气汞蒸气以Cinlet的含量直接通过含汞天然气进口玻璃管15进入三口烧瓶脱汞和洗油发生器12中的有清洗油泥作用的脱汞剂13中,玻璃管口在脱汞剂液面下、刚好位于油泥14的上方,分别在10min和60min时关闭第四阀门开关27,打开第六阀门开关26,用第二测汞仪17测定脱汞后天然气中的汞含量,记为Coutlet,为脱汞后天然气中的汞蒸气含量;其余时间脱汞后天然气出口16排出的尾气均被排入盛有200mL(4%KMnO4+10%H2SO4)溶液的第一尾气吸收装置18中,再经过盛有200mL(4%KMnO4+10%H2SO4)溶液的第二尾气吸收装置19吸收后排入通风处20。用式(1)计算脱汞率(%);
5)测定汞含量完成后,关闭天然气罐1,将三口烧瓶脱汞和洗油发生器12中的脱汞剂倒出,将含有油泥的三口烧瓶放置在25℃,使水分蒸发,8小时后再称重;减去三口烧瓶的重量,得到清洗后剩余的油泥重量W2,用式(2)计算清洗率(%);
6)按照上述步骤1-5相同的方法、参数和步骤,将第二数控恒温水浴11的温度设计为50.0℃,重新加入油泥14和有清洗油泥作用的脱汞剂13,测定在50℃脱汞条件下的脱汞率和清洗率;
7)按照上述步骤1-6相同的方法、参数和步骤,在三口烧瓶脱汞和洗油发生器12中放入新疆油田分公司采气一厂克拉玛依气田2#低温分离器取得的油泥50g,分别将数控恒温水浴温度设置为25.0℃和50.0℃,测定脱汞率和清洗率;
8)按照上述步骤1-7的相同的方法、参数和步骤,将第一数控恒温水浴3的温度设计为77.3℃,气体流量计2仍然控制气流量为100mL/min,用第一测汞仪10测得稳定后含汞天然气中的汞含为3105μg/m3,这与新疆油田分公司采气一厂克拉玛依气田低温三相分离设备检修中汞蒸气含量最高的2#低温分离器中汞含量最高值3000μg/m3相当,且略高;在该脱汞前的天然气中的汞蒸气含量下,分别测定第二数控恒温水浴11脱汞温度在25.0℃和50.0℃下、油泥质量为30g和50g下的脱汞率和清洗率;
按照该步骤,测得脱汞率和油泥清洗率为:
1)入口气态汞含量2156μg/m3含汞天然气、30g油泥条件下,在25℃,脱汞时间10min,脱汞率:99.84%、清洗率:46.5%;脱汞时间60min,脱汞率:99.83%、清洗率:56.3%;在50℃,脱汞时间10min,脱汞率:99.82%、清洗率:53.3%;脱汞时间60min,脱汞率:99.80%、清洗率:68.2%;该条件下脱除后汞含量都≤4.31μg/m3;
2)入口气态汞含量2156μg/m3含汞天然气、50g油泥条件下,在25℃,脱汞时间10min,脱汞率:99.86%、清洗率:42.5%;脱汞时间60min,脱汞率:99.85%、清洗率:47.8%;在50℃,脱汞时间10min,脱汞率:99.84%、清洗率:51.4%;脱汞时间60min,脱汞率:99.83%、清洗率:60.2%;该条件下脱除后汞含量都≤3.67μg/m3;
3)入口气态汞含量3105μg/m3含汞天然气、30g油泥条件下,在25℃,脱汞时间10min,脱汞率:99.87%、清洗率:48.8%;脱汞时间60min,脱汞率:99.84%、清洗率:59.3%;在50℃,脱汞时间10min,脱汞率:99.85%、清洗率:57.4%;脱汞时间60min,脱汞率:99.83%、清洗率:72.3%;该条件下脱除后汞含量都≤5.28μg/m3;
4)入口气态汞含量3105μg/m3含汞天然气、50g油泥条件下,在25℃,脱汞时间10min,脱汞率:99.88%、清洗率:43.7%;脱汞时间60min,脱汞率:99.86%、清洗率:50.5%;在50℃,脱汞时间10min,脱汞率:99.87%、清洗率:52.6%;脱汞时间60min,脱汞率:99.84%、清洗率:61.9%;该条件下脱除后汞含量都≤4.97μg/m3;
清洗后汞脱除剂液体表面均无液态油悬浮于表面。
该质量配比的H清洗油泥效果最优。
实施例2:
在280.05g自来水中加入12.45g B,用搅拌器在1000转/分下搅拌,完全溶解后,在该溶液中加入1.50g A,溶解后依次加入2.40g C、1.20g D、1.20g E、0.60g F和0.60g G,溶解混合均匀配得300g具有清洗油泥作用的天然气中气态汞脱除剂H;此时H成分按质量百分比组成为:A:0.50%、B:4.15%、C:0.80%、D:0.40%、E:0.40%、F:0.20%、G:0.20%和余量:自来水;按照实施例1相同方法,测得脱汞率和油泥清洗率为:
1)入口气态汞含量2156μg/m3含汞天然气、30g油泥条件下,在25℃,脱汞时间10min,脱汞率:99.89%、清洗率:45.7%;脱汞时间60min,脱汞率:99.87%、清洗率:55.7%;在50℃,脱汞时间10min,脱汞率:99.88%、清洗率:51.0%;脱汞时间60min,脱汞率:99.86%、清洗率:67.8%;该条件下脱除后汞含量都≤3.02μg/m3;
2)入口气态汞含量2156μg/m3含汞天然气、50g油泥条件下,在25℃,脱汞时间10min,脱汞率:99.90%、清洗率:42.3%;脱汞时间60min,脱汞率:99.89%、清洗率:47.2%;在50℃,脱汞时间10min,脱汞率:99.88%、清洗率:51.0%;脱汞时间60min,脱汞率:99.87%、清洗率:59.6%;该条件下脱除后汞含量都≤2.80μg/m3;
3)入口气态汞含量3105μg/m3含汞天然气、30g油泥条件下,在25℃,脱汞时间10min,脱汞率:99.90%、清洗率:48.1%;脱汞时间60min,脱汞率:99.89%、清洗率:59.0%;在50℃,脱汞时间10min,脱汞率:99.89%、清洗率:57.0%;脱汞时间60min,脱汞率:99.88%、清洗率:71.9%;该条件下脱除后汞含量都≤3.73μg/m3;
4)入口气态汞含量3105μg/m3含汞天然气、50g油泥条件下,在25℃,脱汞时间10min,脱汞率:99.91%、清洗率:43.5%;脱汞时间60min,脱汞率:99.90%、清洗率:50.7%;在50℃,脱汞时间10min,脱汞率:99.90%、清洗率:52.4%;脱汞时间60min,脱汞率:99.89%、清洗率:61.5%;该条件下脱除后汞含量都≤3.42μg/m3;
清洗后汞脱除剂液体表面均无液态油悬浮于表面。
实施例3:
在277.26g自来水中加入14.94g B,用搅拌器在1000转/分下搅拌,完全溶解后,在该溶液中加入1.80g A,溶解后依次加入2.40g C、1.20g D、1.20g E、0.60g F和0.60g G,溶解混合均匀配得300g具有清洗油泥作用的天然气中气态汞脱除剂H;此时H成分按质量百分比组成为:A:0.60%、B:4.98%、C:0.80%、D:0.40%、E:0.40%、F:0.20%、G:0.20%和余量:自来水;按照实施例1相同方法,测得脱汞率和油泥清洗率为:
1)入口气态汞含量2156μg/m3含汞天然气、30g油泥条件下,在25℃,脱汞时间10min,脱汞率:99.91%、清洗率:45.2%;脱汞时间60min,脱汞率:99.91%、清洗率:55.4%;在50℃,脱汞时间10min,脱汞率:99.90%、清洗率:52.0%;脱汞时间60min,脱汞率:99.89%、清洗率:67.2%;该条件下脱除后汞含量都≤2.37μg/m3;
2)入口气态汞含量2156μg/m3含汞天然气、50g油泥条件下,在25℃,脱汞时间10min,脱汞率:99.92%、清洗率:42.0%;脱汞时间60min,脱汞率:99.91%、清洗率:47.3%;在50℃,脱汞时间10min,脱汞率:99.90%、清洗率:51.1%;脱汞时间60min,脱汞率:99.90%、清洗率:58.7%;该条件下脱除后汞含量都≤2.16μg/m3;
3)入口气态汞含量3105μg/m3含汞天然气、30g油泥条件下,在25℃,脱汞时间10min,脱汞率:99.93%、清洗率:47.9%;脱汞时间60min,脱汞率:99.92%、清洗率:58.7%;在50℃,脱汞时间10min,脱汞率:99.92%、清洗率:56.7%;脱汞时间60min,脱汞率:99.91%、清洗率:71.2%;该条件下脱除后汞含量都≤2.78μg/m3;
4)入口气态汞含量3105μg/m3含汞天然气、50g油泥条件下,在25℃,脱汞时间10min,脱汞率:99.94%、清洗率:43.1%;脱汞时间60min,脱汞率:99.93%、清洗率:50.3%;在50℃,脱汞时间10min,脱汞率:99.93%、清洗率:52.1%;脱汞时间60min,脱汞率:99.92%、清洗率:61.0%;该条件下脱除后汞含量都≤2.48μg/m3;
清洗后汞脱除剂液体表面均无液态油悬浮于表面。
实施例4:
在286.11g自来水中加入9.96g B,用搅拌器在1000转/分下搅拌,完全溶解后,在该溶液中加入1.20g A,溶解后依次加入1.20g C、0.60g D、0.60g E、0.30g F和0.30g G,溶解混合均匀配得300g具有清洗油泥作用的天然气中气态汞脱除剂H;此时H成分按质量百分比组成为:A:0.40%、B:3.32%、C:0.40%、D:0.20%、E:0.20%、F:0.10%、G:0.10%和余量:自来水;按照实施例1相同方法,测得脱汞率和油泥清洗率为:
1)入口气态汞含量2156μg/m3含汞天然气、30g油泥条件下,在25℃,脱汞时间10min,脱汞率:99.87%、清洗率:41.6%;脱汞时间60min,脱汞率:99.85%、清洗率:49.2%;在50℃,脱汞时间10min,脱汞率:99.85%、清洗率:46.7%;脱汞时间60min,脱汞率:99.83%、清洗率:58.3%;该条件下脱除后汞含量都≤3.67μg/m3;
2)入口气态汞含量2156μg/m3含汞天然气、50g油泥条件下,在25℃,脱汞时间10min,脱汞率:99.88%、清洗率:35.3%;脱汞时间60min,脱汞率:99.86%、清洗率:40.4%;在50℃,脱汞时间10min,脱汞率:99.86%、清洗率:42.9%;脱汞时间60min,脱汞率:99.85%、清洗率:48.4%;该条件下脱除后汞含量都≤3.23μg/m3;
3)入口气态汞含量3105μg/m3含汞天然气、30g油泥条件下,在25℃,脱汞时间10min,脱汞率:99.88%、清洗率:43.4%;脱汞时间60min,脱汞率:99.86%、清洗率:51.7%;在50℃,脱汞时间10min,脱汞率:99.87%、清洗率48.2%;脱汞时间60min,脱汞率:99.84%、清洗率:61.9%;该条件下脱除后汞含量都≤4.97μg/m3;
4)入口气态汞含量3105μg/m3含汞天然气、50g油泥条件下,在25℃,脱汞时间10min,脱汞率:99.89%、清洗率:37.6%;脱汞时间60min,脱汞率:99.87%、清洗率:42.9%;在50℃,脱汞时间10min,脱汞率:99.88%、清洗率:46.9%;脱汞时间60min,脱汞率:99.86%、清洗率:51.3%;该条件下脱除后汞含量都≤4.35μg/m3;
清洗后汞脱除剂液体表面均无液态油悬浮于表面。
实施例5:
在283.05g自来水中加入12.45g B,用搅拌器在1000转/分下搅拌,完全溶解后,在该溶液中加入1.50g A,溶解后依次加入1.20g C、0.60g D、0.60g E、0.30g F和0.30g G,溶解混合均匀配得300g具有清洗油泥作用的天然气中气态汞脱除剂H;此时H成分按质量百分比组成为:A:0.50%、B:4.15%、C:0.40%、D:0.20%、E:0.20%、F:0.10%、G:0.10%和余量:自来水;按照实施例1相同方法,测得脱汞率和油泥清洗率为:
1)入口气态汞含量2156μg/m3含汞天然气、30g油泥条件下,在25℃,脱汞时间10min,脱汞率:99.95%、清洗率:40.7%;脱汞时间60min,脱汞率:99.94%、清洗率:48.8%;在50℃,脱汞时间10min,脱汞率:99.93%、清洗率:45.5%;脱汞时间60min,脱汞率:99.92%、清洗率:58.1%;该条件下脱除后汞含量都≤1.73μg/m3;
2)入口气态汞含量2156μg/m3含汞天然气、50g油泥条件下,在25℃,脱汞时间10min,脱汞率:99.96%、清洗率:34.8%;脱汞时间60min,脱汞率:99.95%、清洗率:40.1%;在50℃,脱汞时间10min,脱汞率:99.94%、清洗率:43.2%;脱汞时间60min,脱汞率:99.93%、清洗率:47.5%;该条件下脱除后汞含量都≤1.51μg/m3;
3)入口气态汞含量3105μg/m3含汞天然气、30g油泥条件下,在25℃,脱汞时间10min,脱汞率:99.96%、清洗率:43.0%;脱汞时间60min,脱汞率:99.96%、清洗率:51.6%;在50℃,脱汞时间10min,脱汞率:99.94%、清洗率47.8%;脱汞时间60min,脱汞率:99.93%、清洗率:61.5%;该条件下脱除后汞含量都≤2.17μg/m3;
4)入口气态汞含量3105μg/m3含汞天然气、50g油泥条件下,在25℃,脱汞时间10min,脱汞率:99.97%、清洗率:37.1%;脱汞时间60min,脱汞率:99.96%、清洗率:42.2%;在50℃,脱汞时间10min,脱汞率:99.95%、清洗率:46.2%;脱汞时间60min,脱汞率:99.94%、清洗率:50.7%;该条件下脱除后汞含量都≤1.86μg/m3;
清洗后汞脱除剂液体表面均无液态油悬浮于表面。
实施例6:
在280.26g自来水中加入14.94g B,用搅拌器在1000转/分下搅拌,完全溶解后,在该溶液中加入1.80g A,溶解后依次加入1.20g C、0.60g D、0.60g E、0.30g F和0.30g G,溶解混合均匀配得300g具有清洗油泥作用的天然气中气态汞脱除剂H;此时H成分按质量百分比组成为:A:0.60%、B:4.98%、C:0.40%、D:0.20%、E:0.20%、F:0.10%、G:0.10%和余量:自来水;按照实施例1相同方法,测得脱汞率和油泥清洗率为:
1)入口气态汞含量2156μg/m3含汞天然气、30g油泥条件下,在25℃,脱汞时间10min,脱汞率:99.98%、清洗率:40.0%;脱汞时间60min,脱汞率:99.97%、清洗率:48.2%;在50℃,脱汞时间10min,脱汞率:99.97%、清洗率:44.8%;脱汞时间60min,脱汞率:99.96%、清洗率:57.3%;该条件下脱除后汞含量都≤0.86μg/m3;
2)入口气态汞含量2156μg/m3含汞天然气、50g油泥条件下,在25℃,脱汞时间10min,脱汞率:99.98%、清洗率:33.9%;脱汞时间60min,脱汞率:99.98%、清洗率:39.5%;在50℃,脱汞时间10min,脱汞率:99.97%、清洗率:41.3%;脱汞时间60min,脱汞率:99.97%、清洗率:46.1%;该条件下脱除后汞含量都≤0.65μg/m3;
3)入口气态汞含量3105μg/m3含汞天然气、30g油泥条件下,在25℃,脱汞时间10min,脱汞率:99.98%、清洗率:42.7%;脱汞时间60min,脱汞率:99.98%、清洗率:50.7%;在50℃,脱汞时间10min,脱汞率:99.97%、清洗率47.0%;脱汞时间60min,脱汞率:99.96%、清洗率:60.9%;该条件下脱除后汞含量都≤1.24μg/m3;
4)入口气态汞含量3105μg/m3含汞天然气、50g油泥条件下,在25℃,脱汞时间10min,脱汞率:99.99%、清洗率:36.8%;脱汞时间60min,脱汞率:99.98%、清洗率:41.8%;在50℃,脱汞时间10min,脱汞率:99.98%、清洗率:45.3%;脱汞时间60min,脱汞率:99.97%、清洗率:50.2%;该条件下脱除后汞含量都≤0.93μg/m3;
清洗后汞脱除剂液体表面均无液态油悬浮于表面。
该质量比的H脱汞性能最好。
对比例1:
在283.26g自来水中加入14.94g B,用搅拌器在1000转/分下搅拌,完全溶解后,在该溶液中加入1.80g A,溶解后依次加入0g C、0g D、0g E、0g F和0g G,溶解混合均匀配得300g天然气中气态汞脱除剂H;此时H成分按质量百分比组成为:A:0.60%、B:4.98%、C:0%、D:0%、E:0%、F:0%、G:0%和余量:自来水;按照实施例1相同方法,测得脱汞率和油泥清洗率为:
1)入口气态汞含量2156μg/m3含汞天然气、30g油泥条件下,在25℃,脱汞时间10min,脱汞率:99.98%、清洗率:9.0%;脱汞时间60min,脱汞率:99.96%、清洗率:11.9%;在50℃,脱汞时间10min,脱汞率:99.96%、清洗率:10.1%;脱汞时间60min,脱汞率:99.96%、清洗率:13.1%;该条件下脱除后汞含量都≤0.86μg/m3;
2)入口气态汞含量2156μg/m3含汞天然气、50g油泥条件下,在25℃,脱汞时间10min,脱汞率:99.98%、清洗率:8.6%;脱汞时间60min,脱汞率:99.98%、清洗率:9.8%;在50℃,脱汞时间10min,脱汞率:99.97%、清洗率:9.0%;脱汞时间60min,脱汞率:99.97%、清洗率:10.8%;该条件下脱除后汞含量都≤0.65μg/m3;
3)入口气态汞含量3105μg/m3含汞天然气、30g油泥条件下,在25℃,脱汞时间10min,脱汞率:99.98%、清洗率:9.8%;脱汞时间60min,脱汞率:99.98%、清洗率:12.1%;在50℃,脱汞时间10min,脱汞率:99.98%、清洗率:11.4%;脱汞时间60min,脱汞率:99.96%、清洗率:13.3%;该条件下脱除后汞含量都≤1.24μg/m3;
4)入口气态汞含量3105μg/m3含汞天然气、50g油泥条件下,在25℃,脱汞时间10min,脱汞率:99.99%、清洗率:8.8%;脱汞时间60min,脱汞率:99.98%、清洗率:9.3%;在50℃,脱汞时间10min,脱汞率:99.98%、清洗率:10.7%;脱汞时间60min,脱汞率:99.97%、清洗率:12.7%;该条件下脱除后汞含量都≤0.93μg/m3;
清洗后汞脱除剂液体表面有液态油悬浮于表面。
不使用C:十二烷基苯磺酸钠、D:仲烷基磺酸钠SAS-60、E:十二烷基醇醚硫酸钠、F:壬基酚聚氧乙烯醚TX-10和G:脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9。其他物质均与实施例6相同的情况下,该质量配比的H脱汞率≥99.96%、汞含量≤1.24μg/m3,以实施例6的脱汞率≥99.96%、汞含量≤1.24μg/m3相同;清洗率8.6%-13.3%,有一定的清洗油泥作用。
对比例2:
在297.0g自来水中加入0g B,0g A,加入1.20g C,用搅拌器在1000转/分下搅拌溶解后依次加入0.60g D、0.60g E、0.30g F和0.30g G,溶解混合均匀配得300g清洗油泥作用的剂H;此时H成分按质量百分比组成为:A:0%、B:0%、C:0.40%、D:0.20%、E:0.20%、F:0.10%、G:0.10%和余量:自来水;按照实施例1相同方法,测得脱汞率和油泥清洗率为:
1)入口气态汞含量2156μg/m3含汞天然气、30g油泥条件下,在25℃,脱汞时间10min,脱汞率:3.67%、清洗率:29.2%;脱汞时间60min,脱汞率:3.42%、清洗率:36.8%;在50℃,脱汞时间10min,脱汞率:3.35%、清洗率:33.3%;脱汞时间60min,脱汞率:3.01%、清洗率:45.1%;该条件下脱除后汞含量都≥2076.88μg/m3;
2)入口气态汞含量2156μg/m3含汞天然气、50g油泥条件下,在25℃,脱汞时间10min,脱汞率:4.37%、清洗率:23.7%;脱汞时间60min,脱汞率:4.16%、清洗率:29.1%;在50℃,脱汞时间10min,脱汞率:3.92%、清洗率:30.1%;脱汞时间60min,脱汞率:3.74%、清洗率:34.5%;该条件下脱除后汞含量都≥2061.78μg/m3;
3)入口气态汞含量3105μg/m3含汞天然气、30g油泥条件下,在25℃,脱汞时间10min,脱汞率:4.11%、清洗率:31.9%;脱汞时间60min,脱汞率:3.89%、清洗率:40.2%;在50℃,脱汞时间10min,脱汞率:3.78%、清洗率:35.6%;脱汞时间60min,脱汞率:3.55%、清洗率:45.8%;该条件下脱除后汞含量都≥2977.39μg/m3;
4)入口气态汞含量3105μg/m3含汞天然气、50g油泥条件下,在25℃,脱汞时间10min,脱汞率:4.54%、清洗率:25.4%;脱汞时间60min,脱汞率:4.31%、清洗率:30.6%;在50℃,脱汞时间10min,脱汞率:4.23%、清洗率:34.9%;脱汞时间60min,脱汞率:4.01%、清洗率:38.4%;该条件下脱除后汞含量都≥2964.03μg/m3;
清洗后清洗油泥作用的剂H液体表面均无液态油悬浮于表面。
不使用A:碘和B:碘化钾,其他物质均与实施例6相同的情况下,该质量配比的H脱汞率≤4.54%、对入口气态汞含量2156μg/m3的天然气脱除汞后汞含量≥2061.78μg/m3,对入口气态汞含量3105μg/m3的天然气脱除汞后汞含量≥2964.03μg/m3;清洗率23.7%-45.8%,比实施例6中的清洗率33.9%-60.9%减小,有非常小的脱汞作用。
需要说明的是,本申请表1-3中的清洗数据都是在搅拌条件下所获得的,而实施例1-6和对比例1好2的数据均是在不加搅拌的条件下所获得的。
从以上的描述中,可以看出,本发明上述的实施例实现了如下技术效果:
1、该天然气中气态汞脱除剂具有脱除气态汞、清洗容器底部油泥的双重效果,起到一剂双效的作用;
2、使用碘-碘化钾溶液作为汞脱除剂与十二烷基苯磺酸钠、仲烷基磺酸钠SAS-60、十二烷基醇醚硫酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚TX-10和脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9五种表面活性剂混合物作为油泥的清洗剂混合,使得成为一种具有清洗油泥作用的气态汞脱除剂;
3、该剂具有非常优秀的脱汞效果,对天然气中气态汞含量3105μg/m3和2156μg/m3的汞蒸气,脱汞率均≥99.83%和≥99.80%,脱除后气态汞含量≤5.28μg/m3和≤4.31μg/m3,达到GB30770-2014“锡、锑、汞工业污染物排放标准”要求的汞含量≤10.00μg/m3和GB16297-1996“大气污染物综合排放标准”要求的汞含量≤12.00μg/m3;同时不但具有好的清洗油泥效果,还可将洗出的油乳化分散在汞脱除剂中,清洗率均≥39.5%,清洗后汞脱除剂液体表面均无液态油悬浮于表面。
4、该剂将清洗油泥的表面活性剂与脱除天然气中的气态单质汞汞脱除剂结合成为具有清洗油泥和脱汞的一种清洗剂,克服了在含油泥的含汞蒸气设备容器中使用单一的油泥清洗剂、单一的汞脱除剂分别清除的工艺,简化工序和施工时间、同时较两种剂分别使用的废液量减少,为一剂多效的汞脱除剂作出了创新示范作用。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种脱汞剂,其特征在于,所述脱汞剂包括:0.40wt%~0.60wt%的碘,3.22wt%~4.98wt%碘化钾,1wt%~2wt%的表面活性剂及余量的水。
2.根据权利要求1所述的脱汞剂,其特征在于,所述表面活性剂包括十二烷基苯磺酸钠、仲烷基磺酸钠SAS-60、十二烷基醇醚硫酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚TX-10及脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9中的任意一种或多种。
3.根据权利要求2所述的脱汞剂,其特征在于,所述表面活性剂包括十二烷基苯磺酸钠、仲烷基磺酸钠SAS-60、十二烷基醇醚硫酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚TX-10及脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9,在所述脱汞剂中,所述十二烷基苯磺酸钠的含量为0.40wt%~0.80wt%,所述仲烷基磺酸钠SAS-60的含量为0.20wt%~0.40wt%,所述十二烷基醇醚硫酸钠的含量为0.20wt%~0.40wt%,所述壬基酚聚氧乙烯醚TX-10的含量为0.10wt%~0.20wt%,所述脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9的含量为0.10wt%~0.20wt%。
4.一种脱汞剂的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:
按照权利要求1至3中任一项所述脱汞剂中的质量比准备各原料;
将碘化钾溶于水中,得到碘化钾溶液;
向所述碘化钾溶液中添加碘,得到碘-碘化钾水溶液;
向所述碘-碘化钾水溶液中添加表面活性剂,得到所述脱汞剂。
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,在500~1000转/分的搅拌条件下,将所述碘化钾溶于水中,得到所述碘化钾溶液。
6.权利要求1至3中任一项所述的脱汞剂在含汞天然气低温分离相关设备的清洗中的应用。
7.根据权利要求6所述的应用,其特征在于,所述含汞天然气低温分离相关设备包括相分离器、低温分离器、闪蒸分离器、液烃分离器及凝析油储罐中的任意一种或多种。
8.根据权利要求6或7所述的应用,其特征在于,对于含油泥30~50g,汞蒸气含量为2100~3200μg/m3的条件下,利用300g所述脱汞剂处理10~60min,所述含汞天然气低温分离相关设备中气态汞含量≤4.31μg/m3,34.0%≤油泥清洗率≤61.0%。
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