CN115637168A

CN115637168A - 一种油气田采油用高效复合脱硫剂

Info

Publication number: CN115637168A
Application number: CN202211411903.XA
Authority: CN
Inventors: 孙文村; 王宝林; 王吉星
Original assignee: Xinjiang Haichen Oil And Gas Technology Co ltd
Current assignee: Xinjiang Haichen Oil And Gas Technology Co ltd
Priority date: 2022-11-11
Filing date: 2022-11-11
Publication date: 2023-01-24

Abstract

本发明涉及油气田开采及生产技术领域，特别涉及一种油气田采油用高效复合脱硫剂，包括主剂以及复合剂；所述主剂为1,3,5‑三(3‑甲氧基)‑六氢均三嗪。本发明中的油气田采油用高效复合脱硫剂，采用不同于传统1,3,5‑三(2‑羟基乙基)‑六氢均三嗪的水溶性脱硫剂，而采用改性三嗪脱硫剂：1,3,5‑三(3‑甲氧基)‑六氢均三嗪为主剂，与其他复合剂配伍，不仅具有传统三嗪类脱硫剂反应速率高，对低浓度H₂S的脱除效率高的优点，且1,3,5‑三(3‑甲氧基)‑六氢均三嗪中甲氧基‑I效应较小，在脱硫处理过程中没有沉淀生成，有效解决了现有技术中存在的问题。

Description

一种油气田采油用高效复合脱硫剂

技术领域

本发明涉及油气田开采及生产技术领域，更具体地说，特别涉及一种油气田采油用高效复合脱硫剂。

背景技术

目前，三嗪类脱硫剂在国内外油气田脱除硫化氢过程中得到普遍应用，虽然其具有一系列优点，但是在应用过程中也发现了一些问题，主要表现在三嗪除硫剂应用过程中出现的沉淀问题。目前使用较广的含硫原油为较轻的脱硫原油，其H₂S含量相对较低，炼化厂大多采用1,3,5-三(2-羟基乙基)-六氢均三嗪的水溶性脱硫剂在单井采油过程中就进行脱硫处理，经过脱硫处理后的原油硫化氢含量均能够达到安全范围。但是在设备运行过程中发现热交换器及管线出现白色结垢，这使得单井现场经常需要停用热交换器来进行清洗系统。后经过根据元素分析推测，分析原因起源于原油硫化氢的处理过程中，由于原油硫化氢的局部含量经常过大，这使得三嗪脱硫剂出现了少量的水解与沉淀，从而在下游生产中形成了污垢影响生产。

1,3,5-三(2-羟基乙基)-六氢均三嗪的水溶性脱硫剂在吸收H₂S过程中出现沉淀也是困扰其推广使用的一大难题。1,3,5-三(2-羟基乙基)-六氢均三嗪的水溶性脱硫剂与H₂S的反应机理来看，1,3,5-三(2-羟基乙基)-六氢均三嗪吸收H₂S后形成的两种产物3,5-二(2- 羟乙基)-1,3,5-噻二嗪和5-羟基乙基二噻嗪都是溶于水的，但是通过室内实验和在现场实际应用过程中发现，当向1,3,5-三(2-羟基乙基)-六氢均三嗪的水溶性脱硫剂中通入过量的H₂S时会有大量的白色沉淀形成，沉淀严重时会导致堵塞管道，这种现象尤其多发于高含H₂S或高温油气井。

因此，研发一种有效阻止沉淀生成的油气田采油用高效复合脱硫剂，成为本领域亟需解决的问题。

发明内容

含硫原油为较轻的脱硫原油，其H₂S含量相对较低，炼化厂大多采用1,3,5-三(2-羟基乙基)-六氢均三嗪的水溶性脱硫剂在单井采油过程中就进行脱硫处理，本发明为克服在脱硫处理过程中，由于原油硫化氢的局部含量经常过大，使得现有的三嗪脱硫剂产生白色沉淀，在下游生产中形成了污垢，沉淀严重时甚至会导致堵塞管道影响生产的问题，旨在提供一种能解决上述问题的技术方案。

本发明为解决上述技术问题，本发明提供一种油气田采油用高效复合脱硫剂，油气田采油用高效复合脱硫剂以1,3,5-三(3-甲氧基)-六氢均三嗪为主剂，与其他复合剂配伍，在脱硫处理过程中，脱硫效率高，且无沉淀产生。具体的技术方案如下：

一种油气田采油用高效复合脱硫剂，包括主剂以及复合剂；

所述主剂为1,3,5-三(3-甲氧基)-六氢均三嗪；所述复合剂包括辅剂、溶剂、阻垢剂以及消泡剂；

所述主剂以及复合剂按照以下质量百分比的组分组成：

1,3,5-三(3-甲氧基)-六氢均三嗪：60％-80％；

溶剂：10％-15％；

阻垢剂：2％-3％；

三嗪降解抑制剂：0.5％-2％；

余量为水。

进一步的，包括以下质量百分比的组分组成：

1,3,5-三(3-甲氧基)-六氢均三嗪：65％-75％；

溶剂：12％-13％；

阻垢剂：2％-3％；

三嗪降解抑制剂：10.5％-2％；

余量为水。

进一步的，所述溶剂为环丁砜。

进一步的，所述阻垢剂为由聚羧酸、有机膦酸盐中的任意一种，或两种及以上以任意比例混合而成的混合物。

进一步的，所述三嗪降解抑制剂为乙氧基化异构十三醇。

进一步的，所述1,3,5-三(3-甲氧基)-六氢均三嗪以3-甲氧基丙胺和甲醛为原料，通过胺醛缩合反应制成。

与现有技术相比，本发明提供的技术方案具备有益效果如下：

本发明中的油气田采油用高效复合脱硫剂，采用不同于传统1,3,5-三(2-羟基乙基)- 六氢均三嗪的水溶性脱硫剂，而采用改性三嗪脱硫剂：1,3,5-三(3-甲氧基)-六氢均三嗪为主剂，与其他复合剂配伍，不仅具有传统三嗪类脱硫剂反应速率高，对低浓度H₂S的脱除效率高的优点，且1,3,5-三(3-甲氧基)-六氢均三嗪中甲氧基-I效应较小，在脱硫处理过程中没有沉淀生成，有效解决了现有技术中存在的问题。

本发明中的油气田采油用高效复合脱硫剂，以1,3,5-三(3-甲氧基)-六氢均三嗪为高效快速的脱硫剂，以环丁砜作为溶剂，具有较好的除硫效果，同时添加甲酚钠和次氯酸钠阻垢剂，有效避免管道腐蚀问题。本发明中的复合脱硫剂在脱除硫化氢的过程中没有明显的起泡现象。为避免1,3,5-三(3-甲氧基)-六氢均三嗪发生降解，添加乙氧基化异构十三醇为三嗪降解抑制剂，以保障快速而高效的除硫效果。

具体实施方式

下面将对本发明实施例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。

实施例一：

本实施例中的油气田采油用高效复合脱硫剂，按质量百分比记，包括一下组分：

1,3,5-三(3-甲氧基)-六氢均三嗪：80％；

溶剂：环丁砜10％；

阻垢剂：聚羧酸和有机膦酸盐的混合物3％；

三嗪降解抑制剂：乙氧基化异构十三醇2％；

余量为水。

实施例二：

1,3,5-三(3-甲氧基)-六氢均三嗪：70％；

溶剂：环丁砜13％；

阻垢剂：聚羧酸和有机膦酸盐的混合物3％；

三嗪降解抑制剂：乙氧基化异构十三醇1.5％；

余量为水。

实施例三：

1,3,5-三(3-甲氧基)-六氢均三嗪：60％；

溶剂：环丁砜12％；

阻垢剂：聚羧酸2％；

三嗪降解抑制剂：乙氧基化异构十三醇0.5％；

余量为水。

本发明中的油气田采油用高效复合脱硫剂的制备方法，将物料主剂、溶剂、阻垢剂和三嗪降解抑制剂分别置入带底阀的不锈钢反应釜中，开动搅拌，加入水，搅拌均匀后出料即可。

本发明中的主剂1,3,5-三(3-甲氧基)-六氢均三嗪的合成反应原理为，以3-甲氧基丙胺和甲醛为原料，通过胺醛缩合反应合成。具体的制备过程为：将3-甲氧基丙胺以及乙醇混合并且搅拌，搅拌转速为600rpm，不断搅拌，滴加甲醛水溶液，将与3-甲基丙胺等摩尔的甲醛滴加完毕后，持续反应2h，得到粗产物。在粗产物中加入乙酸乙酯溶液以及蒸馏水进行萃取，并分离出水层及有机层，用乙酸乙酯溶液萃取水中的有机层，连续萃取三次，将有机层合并进行减压蒸馏，并将所得产物进行再次提纯，即可得到1,3,5-三(3-甲氧基)- 六氢均三嗪。

静态除硫效率实验：

1、称取一定量的Na₂S·9H₂O白色粉末溶于蒸馏水中，配制成43.2％(1.8mol/L)的Na₂S 水溶液。

2、量取12mol/L(37％)盐酸10ml，溶于水中，配制成20ml、6mol/L(18.5％)稀盐酸水溶液。

3、在反应瓶内的试管中加入10mlNa₂S水溶液(为了测定除硫剂的最大吸附量，静态实验中产生的硫化氢是过量的)，反应瓶外瓶中加入20ml复合脱硫剂，用橡胶塞塞住瓶口，然后用恒压漏斗向内瓶中加入5.0ml稀盐酸水溶液。将反应瓶放置于55℃恒温水浴中，分别测定1小时下的脱硫效率。待除硫剂吸收硫化氢到一定时间后，用氮气吹出反应瓶中剩余的硫化氢，吹出的硫化氢用醋酸锌溶液吸收，然后用碘量法测定剩余的硫化氢的量，记为Amol。

4、向反应瓶中注入过量NaOH溶液中和残留H₂S。

5、以不注入复合脱硫剂的反应瓶内H₂S浓度作为空白对照重复实验，同样产生的硫化氢用醋酸锌吸收，用碘量法测定产生的硫化氢总量，记为Bmol。

脱硫效率计算公式：脱硫效率(％)＝(B-A)/B×100％

根据上述的实验方案在静态模式下测定了实施例一、实施例二和实施例三三种复合脱硫剂在不同时间的除硫效率、吸附容量，结果如下表。反应温度55℃，Na₂S10g，盐酸5.0ml，复合脱硫剂用量10ml。

动态除硫效率实验：

选取两种市售三嗪除硫剂做对照样本，将实施例一、实施例二、实施例三中的复合脱硫剂以及两种对照样本进行动态除硫效率实验，模拟实际工业生产，测试条件如下：

将一定量的脱硫剂以及硫化铁粉末投入到硫化氢吸收装置中，将高纯氮气钢瓶与转子流量计相连向硫化氢吸收装置中通入氮气，通过恒压漏斗缓慢滴加稀盐酸，通过氮气的流速和盐酸的滴加量来控制硫化氢吸收装置内硫化氢浓度。经过除硫剂脱硫后，由醋酸锌溶液吸收剩余的硫化氢，反应结束后，用碘量法分别测定醋酸锌吸收的硫化氢含量和剩余的硫化铁的量。以不注入脱硫剂的硫化氢吸收装置内硫化氢浓度作为空白对照重复实验，同样产生的硫化氢用醋酸锌吸收，用碘量法测定产生的硫化氢总量，观察实验过程中是否产生沉淀。实验结果如下表所示：

脱硫剂种类	硫化氢的量	除硫效率/％	吸附容量/(L/L)	是否产生沉淀
					实施例一	0.0407	91.03	82.96	否
实施例二	0.0407	89.76	81.67	否
					实施例三	0.0407	86.54	79.15	否
市售样品一	0.0407	85.26	78.04	是
					市售样品二	0.0407	86.73	79.32	是

上述实验过程中具有实验现象：在相同条件下本发明中的复合脱硫剂的反应产物没有沉淀，产物澄清透明，表明具有很好的可溶性。由此可以看出，复合脱硫剂中的1,3,5-三(3-甲氧基)-六氢均三嗪上的甲氧基-I效应较小，在脱硫处理过程中没有沉淀生成，有效解决了现有技术中存在的问题，并且由上述实验结果表明，本发明中的复合脱硫剂具有较好的除硫性质，脱硫效率高，适合油气田的大规模使用。

本发明中的油气田采油用高效复合脱硫剂，以1,3,5-三(3-甲氧基)-六氢均三嗪为高效快速的脱硫剂，以环丁砜作为溶剂，具有较好的除硫效果，同时添加甲酚钠和次氯酸钠阻垢剂，有效避免管道腐蚀问题。并且从实验现象来看，本发明中的复合脱硫剂在脱除硫化氢的过程中没有明显的起泡现象。为避免1,3,5-三(3-甲氧基)-六氢均三嗪发生降解，添加乙氧基化异构十三醇为三嗪降解抑制剂，以保障快速而高效的除硫效果。

最后应说明的是：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，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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

1.一种油气田采油用高效复合脱硫剂，其特征在于，包括主剂以及复合剂；

所述主剂为1,3,5-三(3-甲氧基)-六氢均三嗪；所述复合剂包括溶剂、阻垢剂以及三嗪降解抑制剂；

所述主剂以及复合剂按照以下质量百分比的组分组成：

1,3,5-三(3-甲氧基)-六氢均三嗪：60％-80％；

溶剂：10％-15％；

阻垢剂：2％-3％；

三嗪降解抑制剂：0.5％-2％；

余量为水。

2.根据权利要求1所述的油气田采油用高效复合脱硫剂，其特征在于，包括以下质量百分比的组分组成：

1,3,5-三(3-甲氧基)-六氢均三嗪：70％-80％；

溶剂：12％-13％；

阻垢剂：2％-3％；

三嗪降解抑制剂：0.5％-2％；

余量为水。

3.根据权利要求1或2所述的油气田采油用高效复合脱硫剂，其特征在于，所述溶剂为环丁砜。

4.根据权利要求1或2所述的油气田采油用高效复合脱硫剂，其特征在于，所述阻垢剂为由聚羧酸、有机膦酸盐中的任意一种，或两种及以上以任意比例混合而成的混合物。

5.根据权利要求1或2所述的油气田采油用高效复合脱硫剂，其特征在于，所述三嗪降解抑制剂为乙氧基化异构十三醇。

6.根据权利要求1或2所述的油气田采油用高效复合脱硫剂，其特征在于，所述1,3,5-三(3-甲氧基)-六氢均三嗪以3-甲氧基丙胺和甲醛为原料，通过胺醛缩合反应制成。