EA041530B1 - COMPOSITIONS AND METHODS FOR REMOVING HYDROGEN SULFIDE AND OTHER CONTAMINANTS FROM HYDROCARBON-BASED LIQUIDS AND AQUEOUS SOLUTIONS - Google Patents

COMPOSITIONS AND METHODS FOR REMOVING HYDROGEN SULFIDE AND OTHER CONTAMINANTS FROM HYDROCARBON-BASED LIQUIDS AND AQUEOUS SOLUTIONS Download PDF

Info

Publication number
EA041530B1
EA041530B1 EA202090158 EA041530B1 EA 041530 B1 EA041530 B1 EA 041530B1 EA 202090158 EA202090158 EA 202090158 EA 041530 B1 EA041530 B1 EA 041530B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
treatment
treatment solution
treated
ppm
concentration
Prior art date
Application number
EA202090158
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Клиффтон Роу
Линда Швейцер
Original Assignee
Гэпс Текнолоджи
Ллк
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Гэпс Текнолоджи, Ллк filed Critical Гэпс Текнолоджи
Publication of EA041530B1 publication Critical patent/EA041530B1/en

Links

Description

Перекрестные ссылки на родственные заявкиCross-references to related applications

Данная заявка претендует на приоритет в соответствии с предварительными заявками на патент США с регистрационными номерами 62/661289, поданной 23 апреля 2018 г., и 62/702960, поданной 25 июля 2018 г., а также в соответствии с международной заявкой PCT/US 2018/050913, поданной 13 сентября 2018 г., которая претендует на приоритет согласно предварительной заявке на патент США с регистрационным номером 62/539699, поданной 01 августа 2017 г. Содержание этих приоритетных заявок полностью включено в данную публикацию посредством ссылки.This application claims priority under U.S. Provisional Applications 62/661289, filed April 23, 2018, and 62/702960, filed July 25, 2018, and under PCT/US 2018 International Application /050913, filed September 13, 2018, which claims priority under U.S. Provisional Application Serial Number 62/539699, filed August 1, 2017. The contents of these priority applications are incorporated herein by reference in their entirety.

Область техникиTechnical field

Настоящее изобретение относится к новым растворам для обработки и способам их использования для обработки и удаления серосодержащих соединений, преимущественно включающих сероводород (H2S), и других загрязняющих веществ из жидкостей на основе углеводородов или нефти и загрязненных водных растворов, причем по существу без выпадения осадков, твердых отложений и т.п. Более конкретно, настоящее изобретение относится к таким растворам для обработки и способам, в которых растворы для обработки добавляют к жидкостям на основе углеводородов или нефти или к загрязненным водным растворам регулируемым и эффективным образом, при котором безопасно и эффективно снижаются концентрации загрязняющих веществ до предельно допустимых уровней по существу без выпадения осадков, твердых отложений и т.п. и без других значимых неблагоприятных эффектов на жидкости на основе углеводородов или нефти или на загрязненные водные растворы.The present invention relates to novel treatment fluids and methods of using them to treat and remove sulfur-containing compounds, predominantly including hydrogen sulfide (H 2 S), and other contaminants from hydrocarbon or oil-based fluids and contaminated aqueous solutions, substantially without precipitation. , solid deposits, etc. More specifically, the present invention relates to such treatment solutions and methods in which treatment solutions are added to hydrocarbon or petroleum based fluids or contaminated aqueous solutions in a controlled and efficient manner that safely and effectively reduces contaminant concentrations to acceptable levels. substantially free of precipitation, solid deposits, etc. and without other significant adverse effects on hydrocarbon or petroleum based fluids or contaminated aqueous solutions.

Предшествующий уровень техникиPrior Art

Серосодержащие соединения, в том числе сероводород (H2S), давно признаны нежелательными загрязняющими веществами в жидкостях на основе углеводородов или нефти, таких как сырая неочищенная нефть и сжиженный нефтяной газ (LPG; от англ.: liquified petroleum gas), а также в загрязненных водных растворах, таких как растворы, извлекаемые из подземных пластов совместно с сырой неочищенной нефтью, природным газом и т.п., причем водные растворы также могут содержать значительные концентрации солей, и их можно считать рассолами. В контексте настоящего изобретения термин жидкость на основе углеводородов используют для обозначения любой жидкости на основе углеводородов, включая жидкости на основе нефти. Примеры жидкостей на основе углеводородов, которые можно обрабатывать растворами для обработки и способами обработки по настоящему изобретению, включают жидкости, содержащие молекулы от СН9 до СН32. H2S - это особенно нежелательное загрязняющее вещество, поскольку оно является высокотоксичным, коррозионным и т.п., и в целом жидкости на основе нефти, такие как сырая неочищенная нефть, должны содержать менее 5 ч./млн H2S, чтобы они были пригодными для рафинирования или другой переработки. Хотя содержание H2S в жидкостях на основе углеводородов может лежать в диапазоне от нескольких ч./млн до более чем 100000 ч./млн, сырая нефть, извлеченная из пласта, в характерном случае содержит <40000 ч./млн H2S, чаще всего - <2000 ч./млн H2S, и обычно она является слабокислой с значением pH, лежащим в диапазоне от примерно 5 до примерно 6. H2S может присутствовать в нескольких формах, включающих H2S, растворенный в жидкости, H2S в форме меркаптановой серы и H2S, содержащийся в парах, однако большая его часть в характерном случае присутствует в форме содержания H2S в паре, в частности - в высоких концентрациях, и высвобождение H2S в парообразной или газообразной форме является особенно токсичным и опасным.Sulfur compounds, including hydrogen sulfide (H 2 S), have long been recognized as undesirable contaminants in hydrocarbon or petroleum-based fluids such as crude oil and liquefied petroleum gas (LPG; from English: liquified petroleum gas), as well as in contaminated aqueous solutions, such as solutions extracted from underground formations together with crude crude oil, natural gas, etc., and aqueous solutions may also contain significant concentrations of salts, and they can be considered brines. In the context of the present invention, the term hydrocarbon-based fluid is used to refer to any hydrocarbon-based fluid, including petroleum-based fluids. Examples of hydrocarbon based fluids that can be treated with the treatment solutions and treatment methods of the present invention include fluids containing CH 9 to CH 32 molecules. H2S is a particularly undesirable contaminant because it is highly toxic, corrosive, etc., and in general, petroleum-based fluids such as crude oil must contain less than 5 ppm H2S to be suitable for refining. or other processing. Although H2S content in hydrocarbon-based fluids can range from a few ppm to more than 100,000 ppm, crude oil recovered from a reservoir typically contains <40,000 ppm H2S, most commonly < 2000 ppm H2S, and is typically slightly acidic with a pH ranging from about 5 to about 6. H2S can be present in several forms, including H2S dissolved in liquid, H2S in the form of mercaptan sulfur, and H2S contained in vapors, but most of it is typically present in the form of H2S in the vapor, in particular in high concentrations, and the release of H2S in vapor or gaseous form is particularly toxic and hazardous.

Обычно большая часть H2S, содержащегося в жидкости на основе углеводородов, находится в газообразной или парообразной форме. Газообразный H2S обладает значительно большей растворимостью в жидкостях на основе углеводородов, чем в воде, и при высоких давлениях, при которых сырая нефть находится под землей, сырая нефть может содержать тысячи и десятки тысяч ч./млн H2S. Однако, если нефть переместить под давление внешней среды или атмосферное давление, большая часть содержащегося в ней газообразного H2S может выделиться из сырой нефти по закону Генри, и поэтому возникает необходимость удалить H2S и предотвратить его выделение. Количество растворимого и газообразного H2S, которое может содержаться в водных растворах, меньше, чем количество, которое может содержаться в жидкостях на основе углеводородов, однако он все же может присутствовать в количестве, равном сотням и тысячам ч./млн, и загрязненные водные растворы в характерном случае содержат <1000 ч./млн H2S. В целом, H2S является кислотным соединением, сырая нефть, извлекаемая из пласта и содержащая характерное количество H2S, например - <2000 ч./млн, которое преимущественно находится в форме газа, растворенного в сырой нефти, имеет умеренно кислый pH, лежащий в диапазоне от примерно 5 до примерно 5,5. Газообразный H2S не существует в растворе при значениях pH больше примерно 7.Typically, most of the H2S contained in a hydrocarbon-based fluid is in gaseous or vapor form. Gaseous H2S has much greater solubility in hydrocarbon-based fluids than in water, and at the high pressures at which crude oil is underground, crude oil can contain thousands to tens of thousands ppm H2S. However, if the oil is moved to ambient pressure or atmospheric pressure, most of the H2S gas it contains can be released from the crude oil by Henry's law, and so it becomes necessary to remove the H2S and prevent it from being released. The amount of soluble and gaseous H2S that can be contained in aqueous solutions is less than the amount that can be contained in hydrocarbon-based fluids, however, it can still be present in hundreds and thousands of ppm, and contaminated aqueous solutions in typically contain <1000 ppm H2S. In general, H2S is an acidic compound, crude oil recovered from the reservoir and containing a characteristic amount of H2S, for example - <2000 ppm, which is predominantly in the form of a gas dissolved in crude oil, has a moderately acidic pH ranging from about 5 to about 5.5. Gaseous H2S does not exist in solution at pH values greater than about 7.

Существует много известных способов удаления серосодержащих соединений, включая H2S, из сырой нефти и других жидкостей. Например, в публикации М. N. Sharak et al., Removal of Hydrogen Sulfide from Hydrocarbon Liquids Using a Caustic Solution, Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects, 37:791-798, 2015, обсуждается, что: известные способы включают способы с использованием аминов, включающие обработку моноэтаноламином (MEA; от англ.: monoethanolamine), триазином и т.п., способы с использованием щелочного материала; способы с использованием оксида железа, оксида цинка, молекулярного сита, гидроксида калия и способ гидродесульфуризации; аминная обработка обычно является наиболее экономически выгодным выбором для десульфуризации газа, если в немThere are many known methods for removing sulfur compounds, including H 2 S, from crude oil and other fluids. For example, M. N. Sharak et al., Removal of Hydrogen Sulfide from Hydrocarbon Liquids Using a Caustic Solution, Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects, 37:791-798, 2015, discusses that : known methods include methods using amines, including treatment with monoethanolamine (MEA; from English: monoethanolamine), triazine, etc., methods using alkaline material; methods using iron oxide, zinc oxide, molecular sieve, potassium hydroxide, and a hydrodesulfurization method; amine treatment is usually the most cost-effective choice for gas desulfurization if it contains

- 1 041530 присутствуют значительные количества кислых газов; удаление сероводорода с использованием раствора гидроксида натрия является широко распространенной технологией в прикладных задачах, связанных с рафинированием нефти; способ промывки щелочью обычно используют в качестве предварительной стадии при десульфуризации жидких углеводородов; и поскольку растворитель, используемый в этом способе, невозможно легко регенерировать, то скрубберы щелочной очистки чаще всего используют в тех случаях, когда необходимо обработать небольшие объемы кислого газа (H2S).- 1 041530 significant amounts of acid gases are present; hydrogen sulfide removal using sodium hydroxide solution is a widely used technology in oil refining applications; the alkali washing process is usually used as a preliminary step in the desulfurization of liquid hydrocarbons; and since the solvent used in this process cannot be easily recovered, caustic scrubbers are most often used where small volumes of acid gas (H2S) need to be treated.

Снижение содержания H2S обеспечивают стандартным способом аминной обработки, в котором используют амин, такой как моноэтаноламин (MEA) или триазин, для обработки H2S в сырой нефти. Однако в случае стандартного способа аминной обработки, несмотря на то, что вначале можно удалить H2S или снизить его содержание, сера, содержащаяся в обработанной нефти, с течением времени может нежелательно превратиться обратно в H2S, особенно в тех случаях, когда обработанную нефть нагревают. Сходным образом также известно, что существуют бактерии, которые поглощают соединения серы и поэтому могут снижать содержание серосодержащих загрязнителей в жидкостях на основе углеводородов или в загрязненных водных растворах. Тем не менее, когда бактерии погибают и разлагаются, сера нежелательно выделяется обратно в жидкости на основе углеводородов или в загрязненные водные растворы.H2S reduction is provided by a standard amine treatment process that uses an amine, such as monoethanolamine (MEA) or triazine, to treat H2S in crude oil. However, in the case of a conventional amine treatment, while the H 2 S may be removed or reduced initially, the sulfur contained in the treated oil may undesirably revert back to H 2 S over time, especially when the treated oil is oil is heated. Similarly, it is also known that there are bacteria that absorb sulfur compounds and therefore can reduce the content of sulfur-containing contaminants in liquids based on hydrocarbons or in contaminated aqueous solutions. However, as the bacteria die and decompose, sulfur is undesirably released back into hydrocarbon-based fluids or contaminated aqueous solutions.

Традиционная щелочная обработка, используемая для удаления H2S из сырой нефти, включает использование щелочных водных растворов, содержащих до 20 мас.% NaOH. Воду и щелочной материал используют для экстракции H2S из сырой нефти в раствор, в котором при высоких значениях pH H2S диссоциирует с образованием иона HS, что сдвигает равновесие газообразного H2S из нефти в воду. Затем HS- может прореагировать, например, с натрием с образованием NaHS (бисульфида натрия) или с S-2 с образованием Na2S (сульфида натрия) плюс вода в качестве побочного продукта согласно следующим уравнениям:Conventional alkali treatment used to remove H 2 S from crude oil involves the use of alkaline aqueous solutions containing up to 20 wt.% NaOH. Water and alkaline material are used to extract H2S from crude oil into a solution where, at high pH, H2S dissociates to form an HS ion, which shifts the equilibrium of H2S gas from oil to water. HS - can then react, for example, with sodium to form NaHS (sodium bisulfide) or with S -2 to form Na2S (sodium sulfide) plus water as a by-product according to the following equations:

H2S + NaOH NaHS + Н2О (1)H 2 S + NaOH NaHS + H 2 O (1)

NaHS + NaOH -+ Na2S + Н2О (2)NaHS + NaOH -+ Na 2 S + H 2 O (2)

В целом, стандартные способы щелочной обработки ограничены применением щелочных растворов с концентрацией NaOH не более 20 мас.%, поскольку стандартные способы разработаны и предназначены для того, чтобы частично обеспечить жидкостно-жидкостную экстракцию и частично химическую реакцию преобразования газообразного H2S в твердые серосодержащие соединения. Обычно подразумевается, что необходимо некоторое количество воды для обеспечения контакта химических реагентов с сырой нефтью или другой жидкостью на основе нефти. Большие количества воды, содержащиеся в стандартных растворах для щелочной обработки, обеспечивают более высокий уровень жидкостножидкостной экстракции. Также известно, что использование избыточных количеств NaOH может испортить сырую нефть и повредить металлические компоненты, используемые для обращения с сырой нефтью, такие как трубы и резервуары.In general, conventional caustic treatments are limited to caustic solutions with NaOH concentrations of no more than 20 wt.%, since the conventional methods are designed and intended to partially provide liquid-liquid extraction and partially chemically convert gaseous H2S to solid sulfur-containing compounds. It is generally understood that some water is needed to bring the chemicals into contact with the crude oil or other petroleum based fluid. Large amounts of water contained in standard caustic solutions provide higher levels of liquid-to-liquid extraction. It is also known that the use of excessive amounts of NaOH can spoil the crude oil and damage the metal components used to handle the crude oil, such as pipes and tanks.

Кроме того, часть H2S может преобразоваться в газообразный диоксид серы (SO2), например при перемешивании, которое позволяет воздуху, содержащему кислород, проникнуть в нефть, и диоксид серы может выделиться из обработанной жидкости на основе нефти в зависимости от давления, под которым находится обработанная жидкость. В целом, гидроксиды, включая NaOH, являются восстановителями и не приводят к образованию диоксида серы или элементарной серы, если обработанная жидкость на основе углеводородов не подвергается воздействию воздуха. Однако, если нефть подвергается воздействию воздуха, то сульфид/бисульфид может окислиться до SO2 или до элементарной серы. Все молекулы сульфидов имеют одну и ту же степень окисления (-2), и NaOH не изменяет степень окисления. Сходные реакции могут происходить с другими гидроксидами, включенными в раствор для обработки. В отношении газообразного диоксида серы (SO2) и любых других газов, которые могут выделиться из обработанной сырой нефти, в качестве меры безопасности может потребоваться обеспечить определенное свободное пространство в замкнутой цистерне или другом замкнутом резервуаре для транспортировки обработанной жидкости, чтобы гарантировать то, что давление не станет слишком высоким.In addition, some of the H2S may be converted to sulfur dioxide (SO2) gas, for example by agitation which allows air containing oxygen to enter the oil, and sulfur dioxide may be released from the treated oil-based fluid depending on the pressure the treated oil is under. liquid. In general, hydroxides, including NaOH, are reducing agents and do not produce sulfur dioxide or elemental sulfur unless the treated hydrocarbon fluid is exposed to air. However, if the oil is exposed to air, the sulphide/bisulfide may oxidize to SO2 or to elemental sulphur. All sulfide molecules have the same oxidation state (-2) and NaOH does not change the oxidation state. Similar reactions can occur with other hydroxides included in the treatment solution. For sulfur dioxide (SO2) gas and any other gases that may be released from the treated crude oil, as a safety measure, it may be necessary to provide a certain headspace in a closed tank or other closed container for transporting the treated fluid to ensure that the pressure is not will become too high.

Авторы настоящего изобретения недавно предложили другой способ обработки, описанный в предварительной заявке на патент США № 62/539699 и в международной заявке PCT/US 2018/050913, для эффективного удаления серосодержащих соединений, включая H2S, из жидкостей на основе углеводородов, в том числе из сырой нефти, и из загрязненных водных растворов, в котором используют водный раствор для обработки, преимущественно содержащий высокую концентрацию одного или более гидроксидов, таких как гидроксид натрия (NaOH) и гидроксид калия (KOH), суммарное количество гидроксидов составляет от 35 до 55 мас.% и предпочтительно оно равно по меньшей мере 45 мас.% от массы раствора для обработки, который эффективно реагирует с H2S с преобразованием его в нетоксичные соединения. Такой раствор для обработки согласно недавнему предложению является сильнощелочным с значением pH, лежащим в диапазоне от 13 до 14. В этом способе обработки раствор для обработки добавляют к жидкостям на основе углеводородов или к водным растворам, подлежащим обработке, в соответствующих дозах, которые зависят от многих факторов, и гидроксид (или гидроксиды), содержащийся в растворе, эффективно снижает содержание H2S и других серосодержащих соединений до допустимыхThe present inventors have recently proposed another treatment method, described in U.S. Provisional Application No. 62/539699 and International Application No. PCT/US 2018/050913, to effectively remove sulfur compounds, including H2S, from hydrocarbon-based fluids, including crude oil, and from contaminated aqueous solutions, in which an aqueous treatment solution is used, mainly containing a high concentration of one or more hydroxides, such as sodium hydroxide (NaOH) and potassium hydroxide (KOH), the total amount of hydroxides is from 35 to 55 wt. % and preferably it is equal to at least 45 wt.% of the mass of the treatment solution, which effectively reacts with H 2 S to convert it into non-toxic compounds. Such a treatment solution according to a recent proposal is highly alkaline with a pH value ranging from 13 to 14. In this treatment method, the treatment solution is added to the hydrocarbon-based liquids or to the aqueous solutions to be treated in appropriate doses, which depend on many factors, and the hydroxide (or hydroxides) contained in the solution effectively reduces the content of H 2 S and other sulfur-containing compounds to acceptable

- 2 041530 уровней за относительно короткие периоды времени и без каких-либо значимых вредных влияний на жидкости на основе углеводородов или нефти или на загрязненные водные растворы. Недавно предложенный раствор для обработки может дополнительно включать один или более других компонентов, выбранных в зависимости от конкретных характеристик жидкостей, подлежащих обработке, и других факторов, связанных со способом очистки, однако высокая концентрация гидроксида (или гидроксидов) и эффективное удаление H2S гидроксидами является основным аспектом недавней заявки.- 2 041530 levels in relatively short periods of time and without any significant detrimental effects on hydrocarbon or oil based fluids or contaminated aqueous solutions. The recently proposed treatment solution may additionally include one or more other components selected depending on the specific characteristics of the fluids to be treated and other factors associated with the treatment method, however, a high concentration of hydroxide (or hydroxides) and efficient removal of H2S by hydroxides is the main aspect recent application.

Недавно предложенный авторами настоящего изобретения способ обработки основан на их открытии, состоящем в том, что стандартные способы обработки, в которых используют водный раствор, содержащий до 20 мас.% NaOH, не эффективен в отношении удаления H2S, и что содержание H2S в загрязненных жидкостях можно значительно более эффективно снизить с использованием предложенного ими раствора для обработки, содержащего значительно более высокую суммарную концентрацию одного или более гидроксидов. Недавно предложенный авторами настоящего изобретения способ обработки не является способом промывочного типа, а включает быстрые химические реакции, которые значительно снижают массоперенос газа в водную фазу. Этот способ обработки отличается от стандартных способов обработки для снижения содержания H2S в жидкостях на основе углеводородов тем, что начальное количество воды, добавляемое с раствором для обработки, снижается по существу до минимального эффективного количества.A recently proposed treatment method by the present inventors is based on their discovery that standard treatment methods using an aqueous solution containing up to 20 wt.% NaOH are not effective in removing H2S, and that the H2S content in contaminated liquids can be much more effectively reduced using their proposed treatment solution containing a significantly higher total concentration of one or more hydroxides. The treatment method recently proposed by the present inventors is not a flushing type but involves fast chemical reactions that greatly reduce the mass transfer of gas into the aqueous phase. This treatment differs from standard H 2 S reduction treatments in hydrocarbon-based fluids in that the initial amount of water added with the treatment solution is reduced to substantially the minimum effective amount.

Несмотря на то, что известно, что газообразный H2S является более растворимым в нефти, чем в воде, и что стадией, лимитирующей удаление H2S из сырой нефти, в характерном случае является массоперенос H2S из нефтяной фазы в водную фазу, авторы настоящего изобретения открыли, что:Although it is known that gaseous H2S is more soluble in oil than in water, and that the step limiting the removal of H2S from crude oil is typically the mass transfer of H2S from the oil phase to the water phase, the present inventors have discovered , What:

1) аспект жидкостно-жидкостной экстракции стандартных способов на самом деле не так важен, как аспект химической реакции, например, потому что начальная растворимость H2S в воде, согласно закону Генри является низкой;1) the liquid-liquid extraction aspect of standard methods is not really as important as the chemical reaction aspect, for example, because the initial solubility of H2S in water, according to Henry's law, is low;

2) большие количества воды, используемые в растворах для водной обработки согласно стандартным способам, также выполняют функцию разбавления NaOH и переноса H2S из углеводородной жидкости в воду без удаления H2S, что нежелательно, поскольку это замедляет процесс, необходимый для получения ионизированных HS- и S2- ионов, который обеспечивает переход большего количества H2S, содержащегося в нефтяных жидкостях, в раствор; и2) the large amounts of water used in standard water treatment solutions also serve the function of diluting the NaOH and transferring H2S from the hydrocarbon liquid to the water without removing the H2S, which is undesirable because it slows down the process needed to produce ionized HS- and S2 - ions, which ensures the transition of a larger amount of H2S contained in oil liquids into solution; And

3) он является более экономически выгодным и эффективно удаляет H2S, преимущественно за счет процесса химической реакции и в меньшей степени за счет жидкостно-жидкостной экстракции.3) It is more cost-effective and removes H2S effectively, predominantly through a chemical reaction process and to a lesser extent through liquid-liquid extraction.

Авторы настоящего изобретения также открыли, что поскольку в химических реакциях, происходящих между гидроксидами и H2S, например, согласно уравнениям (1) и (2), приведенным выше, образуется вода, то образовавшаяся вода после ее возникновения может легко диффундировать через жидкость на основе углеводородов, поскольку щелочной раствор проявляет высокую тенденцию у миграции во многих жидкостях на основе углеводородов, и диффузия может также ускоряться при перемешивании и/или при нагревании обработанных жидкостей. Соответственно, они определили, что нет необходимости в добавлении значительного количества воды в процесс обработки, кроме воды, содержащейся в растворе для обработки, для эффективной обработки жидкости на основе углеводородов с целью удаления серосодержащих соединений, в том числе H2S, и других загрязняющих веществ. Что касается открытия 1) авторов настоящего изобретения, то следует отметить, что уравнение (2), приведенное выше, является обратимым, так что большие количества воды гидролизуют сульфид натрия (Na2S) обратно до NaOH и NaHS. Другими словами, уравнение (2) в обратном направлении является реакцией гидролиза.The inventors of the present invention also discovered that since water is formed in the chemical reactions occurring between hydroxides and H2S, for example, according to equations (1) and (2) above, the formed water, after its occurrence, can easily diffuse through the hydrocarbon-based liquid. because the alkaline solution shows a high tendency to migrate in many hydrocarbon-based fluids, and diffusion can also be accelerated by agitation and/or heating of the treated fluids. Accordingly, they determined that it is not necessary to add a significant amount of water to the treatment process, other than the water contained in the treatment solution, to effectively treat the hydrocarbon-based fluid to remove sulfur compounds, including H2S, and other contaminants. With regard to the discovery 1) of the present inventors, it should be noted that equation (2) above is reversible, so that large amounts of water hydrolyze sodium sulfide (Na 2 S) back to NaOH and NaHS. In other words, equation (2) in reverse is a hydrolysis reaction.

Способ обработки, недавно предложенный авторами настоящего изобретения, может включать использование только одного гидроксида, такого как гидроксид натрия (NaOH) или гидроксид калия (КОН), но может также включать использование комбинации гидроксидов для проведения более полной реакции с большей частью или всеми сульфидами в жидкостях на основе нефти, с учетом того, что существует более 300 видов соединений серы, хотя сероводород (H2S) безусловно является основным загрязнителем, который необходимо удалять. Например, некоторые другие виды нежелательных соединений серы включают этилмеркаптан (CH3CH2SH), диметилсульфид (C2H6S), изобутилмеркаптан (C4H10S) и метилтиофен (C5H6S). Гидроксид натрия очень эффективен при использовании в растворе для обработки, поскольку он не повреждает жидкости на основе нефти при использовании в соответствующих количествах и является относительно недорогим. Гидроксид калия более эффективен, чем гидроксид натрия, в реакции с некоторыми видами сульфидов. Соответственно способ обработки, в котором гидроксид калия (KOH) используют вместе с гидроксидом натрия, обеспечивает более полную реакцию со всеми сульфидами, содержащимися в жидкостях на основе углеводородов, по сравнению с использованием только концентрированного раствора гидроксида натрия.The treatment method recently proposed by the present inventors may include the use of only one hydroxide, such as sodium hydroxide (NaOH) or potassium hydroxide (KOH), but may also include the use of a combination of hydroxides to more completely react with most or all of the sulfides in liquids based on oil, given that there are over 300 types of sulfur compounds, although hydrogen sulfide (H2S) is by far the main pollutant that needs to be removed. For example, some other types of undesirable sulfur compounds include ethyl mercaptan (CH 3 CH 2 SH), dimethyl sulfide (C 2 H 6 S), isobutyl mercaptan (C 4 H 10 S), and methylthiophene (C 5 H 6 S). Sodium hydroxide is very effective when used in a treatment solution because it does not damage petroleum based fluids when used in appropriate amounts and is relatively inexpensive. Potassium hydroxide is more effective than sodium hydroxide in reacting with certain types of sulfides. Accordingly, a treatment method in which potassium hydroxide (KOH) is used together with sodium hydroxide provides a more complete reaction with all sulfides contained in hydrocarbon-based fluids compared to using only a concentrated sodium hydroxide solution.

В примере способа обработки с целью очистки загрязненных жидкостей согласно недавнему предложению авторов раствор для обработки можно добавить в стандартной дозе, лежащей в диапазоне от 0,25 до 6,0 мл раствора для обработки на литр жидкости, подлежащей обработке, предпочтительно от 1,0 до 5,0 мл раствора для обработки на литр жидкости, подлежащей обработке, что соответствует от примерно 125 до примерно 3000 ч./млн гидроксида (или гидроксидов) в жидкости, подлежащей обработке, исходя из указанной концентрации гидроксида (или гидроксидов) в растворе. Указанная стандартнаяIn an example of a treatment method for purifying contaminated liquids according to a recent proposal by the authors, the treatment solution can be added at a unit dose ranging from 0.25 to 6.0 ml of treatment solution per liter of liquid to be treated, preferably from 1.0 to 5.0 ml of treatment solution per liter of liquid to be treated, corresponding to about 125 to about 3000 ppm of hydroxide (or hydroxides) in the liquid to be treated, based on the indicated concentration of hydroxide (or hydroxides) in the solution. Specified standard

- 3 041530 доза обычно эффективно снижает концентрации H2S до безопасных, допустимых уровней. В некоторых жидкостях на основе углеводородов, таких как сырая нефть, возможны концентрации H2S до 40000 ч./млн, хотя загрязненные водные растворы обычно имеют гораздо более низкую концентрацию H2S, такую как 2000 ч./млн или менее. Если количество добавленного раствора для обработки меньше 0,25 мл/л жидкости, подлежащей обработке, может не быть достигнуто достаточное снижение концентрации H2S, и реакции между раствором для обработки и сульфидными соединениями, содержащимися в жидкости на основе углеводородов, могут не протекать быстро и/или эффективно. Если концентрация H2S выше 40000 ч./млн, может потребоваться соответствующее повышение дозы недавно предложенного раствора для обработки, что может в целом включать возможность линейного масштабирования. Дозы, превышающие 6,0 мл раствора для обработки на литр жидкости, подлежащей обработке, обычно не приводят к дополнительному снижению уровней H2S в обработанных жидкостях, в которых время реакции не является определяющим фактором, но могут выгодно сократить требуемое время реакции, если это желательно.- 3 041530 dose is usually effective in reducing H2S concentrations to safe, tolerable levels. In some hydrocarbon-based fluids, such as crude oil, H2S concentrations of up to 40,000 ppm are possible, although contaminated aqueous solutions typically have a much lower H2S concentration, such as 2,000 ppm or less. If the amount of added treatment solution is less than 0.25 ml/L of the liquid to be treated, a sufficient decrease in the concentration of H2S may not be achieved, and the reaction between the treatment solution and sulfide compounds contained in the hydrocarbon-based liquid may not proceed quickly and/ or effectively. If the H 2 S concentration is above 40,000 ppm, a corresponding dose increase of the recently proposed treatment solution may be required, which may generally include the possibility of linear scaling. Doses in excess of 6.0 ml of treatment solution per liter of fluid to be treated generally do not result in further reductions in H2S levels in treated fluids in which reaction time is not a critical factor, but may advantageously reduce reaction time required if desired.

В пределах указанного стандартного диапазона доз наиболее подходящую дозу раствора для обработки, которую необходимо добавить к загрязненной жидкости во время осуществления способа обработки, можно определить на основании нескольких факторов, например - количеств H2S и других загрязняющих веществ в жидкости, которую необходимо очистить, других характеристик жидкости, в том числе ее вязкости и плотности в градусах API (термин API при использовании в контексте настоящего изобретения является аббревиатурой Американского института нефти (American Petroleum Institute)), желаемой скорости или времени реакции, конкретного желаемого результата, в том числе могут ли формироваться осадки и удаляться из жидкости, и будет ли обрабатываемая жидкость перемешиваться и/или нагреваться во время процесса обработки. Например, перемешивание с умеренной или высокой скоростью с целью быстрого распределения раствора для обработки по всей обрабатываемой жидкости может сократить необходимое время реакции на 50%, тогда как в случае некоторых высоковязких жидкостей, таких как топливо для судовых двигателей (бункеровочное топливо), может потребоваться нагревание для обеспечения надлежащего распределения в них раствора для обработки. Подходящую дозу можно по существу линейно масштабировать в зависимости от большинства или всех различных характеристик в пределах стандартного диапазона доз.Within the specified standard dose range, the most appropriate dose of treatment solution to be added to the contaminated fluid during the treatment process can be determined based on several factors such as the amounts of H 2 S and other contaminants in the fluid to be treated, others characteristics of the fluid, including its viscosity and density in API degrees (the API term, when used in the context of the present invention, is an abbreviation of the American Petroleum Institute (American Petroleum Institute)), the desired reaction rate or time, the specific desired result, including whether sediment and be removed from the fluid, and whether the treated fluid will be agitated and/or heated during the treatment process. For example, agitation at moderate to high speed to quickly distribute the treatment solution throughout the fluid being treated can reduce the required reaction time by 50%, while for some highly viscous fluids, such as marine fuel (bunker fuel), heating may be required. to ensure proper distribution of the treatment solution. A suitable dose may be substantially linearly scaled with most or all of the various characteristics within a standard dose range.

Выгодным является то, что недавно предложенный способ обработки в целом является экономически выгодным и эффективным, поскольку добавляемое количество раствора для обработки лежит в пределах указанного стандартного диапазона доз, независимо от того, является ли добавленное количество раствора для обработки наиболее подходящей дозой для конкретной жидкости, подлежащей обработке или нет. Кроме того, в некоторых ситуациях может быть желательным использование больших количеств раствора для обработки, и обычно это не создает значительных проблем или осложнений, хотя высокие дозы в целом имеют тенденцию вызывать образование осадка (или осадков) и его выпадение из обработанных жидкостей, что может быть нежелательным для настоящего изобретения, в котором пытаются избежать выпадения осадка (или осадков), твердых отложений и т.п. из обрабатываемой жидкости в течение определенного периода времени. Например, авторы настоящего изобретения также определили, что если к жидкости, подлежащей обработке, преднамеренно добавить избыточную дозу недавно предложенного раствора для обработки, например - дозу, которая в 2-5 раз превышает стандартные дозы, указанные выше, то это с большой вероятностью вызовет выпадение удаляемых загрязнений и прочих загрязнений, содержащихся в обрабатываемой жидкости, в осадок из обрабатываемой жидкости, что может быть желательным в некоторых ситуациях. Также в зависимости от того, какой избыток раствора для обработки использован относительно стандартной дозы, возможно образование различных осадков, которые отделяют от обрабатываемой жидкости, так что результат можно контролировать желаемым образом; например, превышение стандартной дозы гидросульфида натрия, такого как Na2S-9H2O, может привести к выпадению осадка из обрабатываемой жидкости согласно реакции (2), приведенной выше, тогда как при более высокой дозе, которая в 3-5 раз превышает стандартную дозу, возможно выпадение в осадок элементарной серы из обрабатываемой жидкости. С другой стороны, избыточное дозирование гидроксидов в процесс обработки повышает стоимость обработки, но обычно не оказывает значимых неблагоприятных эффектов на обрабатываемые жидкости на основе углеводородов и водные растворы. Тем не менее, применение раствора в очень большом избытке, например в 10 раз превышающем нормальное количество, может придать обрабатываемой жидкости на основе нефти щелочность, что может привести к повреждению металлов, таких как сталь и алюминий, используемых для хранения и транспортировки обработанных жидкостей.Advantageously, the newly proposed treatment method is generally cost-effective and efficient, since the amount of treatment solution added lies within the specified standard dosage range, regardless of whether the added amount of treatment solution is the most appropriate dose for the particular liquid to be processing or not. In addition, in some situations it may be desirable to use large amounts of treatment solution, and usually this does not create significant problems or complications, although high doses in general tend to cause precipitation (or precipitation) to form and fall out of the treated fluids, which can be undesirable for the present invention, which tries to avoid precipitation (or precipitation), hard deposits, and the like. from the liquid to be treated over a certain period of time. For example, the present inventors have also determined that if an excessive dose of the newly proposed treatment solution is intentionally added to the liquid to be treated, for example, a dose that is 2-5 times the standard doses indicated above, then this is very likely to cause prolapse removeable contaminants and other contaminants contained in the treated fluid to precipitate from the treated fluid, which may be desirable in some situations. Also, depending on how much excess treatment solution is used relative to the standard dose, various precipitates may form which separate from the treatment liquid so that the result can be controlled in the desired manner; for example, exceeding a standard dose of sodium hydrosulfide, such as Na 2 S-9H 2 O, can lead to precipitation from the treated liquid according to reaction (2) above, while at a higher dose, which is 3-5 times the standard dose, precipitation of elemental sulfur from the treated liquid is possible. On the other hand, excessive dosing of hydroxides into the treatment process increases the cost of treatment, but usually does not have significant adverse effects on the processed hydrocarbon-based fluids and aqueous solutions. However, the use of a solution in very large excess, such as 10 times the normal amount, can alkalinize the treated petroleum fluid, which can damage metals such as steel and aluminum used to store and transport treated fluids.

Время реакции в недавно предложенном авторами настоящего изобретения способе обработки в характерном случае лежат в диапазоне относительно коротких периодов времени, например - от 15 мин до 24 ч после добавления раствора для обработки к обрабатываемой жидкости в указанной дозе, независимо от того, является жидкость, подлежащая обработке, жидкостью на основе углеводородов, такой как сырая нефть, или загрязненным водным раствором. В течение этого периода времени гидроксид (или гидроксиды), содержащийся в растворе, снижает концентрации H2S и других серосодержащих загрязнений до безопасных, допустимых уровней, таких как 5 ч./млн или менее, причем без образования или выThe reaction time in the treatment method recently proposed by the present inventors typically lies in the range of relatively short periods of time, for example, from 15 minutes to 24 hours after adding the treatment solution to the treated liquid at the indicated dose, regardless of whether the liquid to be treated is , a hydrocarbon-based liquid such as crude oil, or a contaminated aqueous solution. During this period of time, the hydroxide (or hydroxides) contained in the solution reduces the concentrations of H2S and other sulfur-containing contaminants to safe, acceptable levels, such as 5 ppm or less, without the formation or

- 4 041530 деления каких-либо особо вредных веществ. Например, если раствор для обработки содержит гидроксид натрия (NaOH) в качестве основного гидроксида, например - по меньшей мере 90% от всех гидроксидов в растворе, то большая часть H2S, например - по меньшей мере 60%, преобразуется в бисульфид натрия (NaHS) согласно реакции (1), приведенной выше, который остается растворенным в обработанной нефтяной жидкости и не создает значимых проблем, которые могут потребовать решения. Кроме того, часть H2S может быть преобразована в газообразный диоксид серы (SO2), который может выделиться из обработанной жидкости на основе нефти, в зависимости от давления, под которым находится обработанная жидкость.- 4 041530 division of any especially harmful substances. For example, if the treatment solution contains sodium hydroxide (NaOH) as the main hydroxide, for example at least 90% of all hydroxides in the solution, then most of the H2S, for example at least 60%, is converted to sodium bisulfide (NaHS) according to reaction (1) above, which remains dissolved in the treated petroleum fluid and does not create significant problems that may need to be addressed. In addition, a portion of the H 2 S may be converted to gaseous sulfur dioxide (SO 2 ), which may be released from the treated oil-based fluid, depending on the pressure the treated fluid is under.

Очень желательным является то, что недавно предложенный способ обработки в целом не является обратимым в отношении H2S и других серосодержащих загрязнений, которые были удалены; например, даже если обработанную жидкость остается нагретой до 180°F в течение периода, равного нескольким дням или неделям, то все удаленные соединения серы, оставшиеся в обработанных жидкостях, не преобразуются обратно в H2S. Некоторые стандартные способы обработки для удаления H2S являются нежелательно обратимыми, в том числе стандартный способ аминной обработки, в котором используют амин, такой как MEA или триазин, для обработки H2S в сырой нефти. Например, в случае стандартного способа аминной обработки, хотя H2S можно вначале удалить или снизить его концентрацию до допустимых уровней, сера, содержащаяся в обработанной нефти, может нежелательно превратиться обратно в H2S с течением времени, особенно, если обработанную нефть нагревают. В противоположность этому, если сырая нефть, которая вначале содержала примерно 1000 ч./млн H2S, была обработана способом обработки с использованием раствора для обработки согласно недавнему предложению авторов настоящего изобретения в дозе, равной 3 мл/л нефти, и содержание H2S снизили до примерно 0 ч./млн, и из нефти по существу не выпала в осадок сера, то после нагревания обработанной сырой нефти до температуры, лежавшей в диапазоне от 180 до 300°F (или от 82,2 до 148,9°С), в течение периодов времени, равных нескольким часам, дням или неделям, полученная нефть все еще содержала примерно 0 ч./млн H2S. По существу ни одно серосодержащее соединение, содержавшееся в обработанной жидкости, не превратилось обратно в H2S.It is highly desirable that the recently proposed treatment method is generally not reversible with respect to the H2S and other sulfur contaminants that have been removed; for example, even if the treated fluid remains heated to 180°F for a period of several days or weeks, any removed sulfur compounds remaining in the treated fluids will not be converted back to H2S. Some conventional H2S removal treatments are undesirably reversible, including the standard amine treatment that uses an amine such as MEA or triazine to treat H2S in crude oil. For example, in the case of a conventional amine treatment process, although H 2 S may be initially removed or reduced to acceptable levels, the sulfur contained in the treated oil may undesirably convert back to H 2 S over time, especially if the treated oil is heated. In contrast, if the crude oil, which initially contained about 1000 ppm H2S, was treated by the treatment method using the treatment solution according to the present inventors' recent proposal at a dose of 3 ml/L of oil, and the H2S content was reduced to about 0 ppm and substantially no sulfur precipitated out of the oil, after heating the treated crude oil to a temperature in the range of 180 to 300°F (or 82.2 to 148.9°C), over periods of hours, days or weeks, the resulting oil still contained about 0 ppm H2S. Substantially none of the sulfur compounds contained in the treated liquid were converted back to H 2 S.

Недавно предложенный способ обработки можно удобно осуществить по существу везде, где могут присутствовать загрязненные жидкости, например - во вскрытых нефтеносных пластах, в транспортных танкерах или других резервуарах, в которых транспортируют жидкости, в устье скважины, через которое жидкости извлекают из пласта, в открытых или закрытых цистернах, в замкнутом трубопроводе, через который транспортируется загрязненная вода или другая жидкость и т.д.The recently proposed treatment method can conveniently be carried out essentially anywhere where contaminated fluids may be present, such as in exposed reservoirs, in transport tankers or other reservoirs in which fluids are transported, at the wellhead through which fluids are extracted from the formation, in open or closed tanks, in a closed pipeline through which contaminated water or other liquid is transported, etc.

Хотя известные способы удаления серосодержащих соединений, в том числе H2S, из жидкостей на основе углеводородов и водных растворов, в частности способы и растворы для обработки согласно недавнему предложению авторов настоящего изобретения, в целом являются эффективными в отношении удаления H2S и других загрязнений из жидкостей, они по-прежнему могут быть усовершенствованы, в частности в отношении предотвращения выпадения осадка (или осадков), твердых отложений и т.п. из обработанных жидкостей. В данной области техники сохраняется потребность в растворах для обработки и в способах обработки для удаления серосодержащих соединений, включающих H2S, из сырой нефти, других жидкостей на основе углеводородов и из загрязненных водных растворов, причем эти растворы для обработки и способы обработки должны быть усовершенствованы в отношении их эффективности для полного удаления сульфидных соединений и в отношении их эффективности для быстрого удаления сульфидных соединений по разумной цене, причем по существу без выпадения осадка (или осадков), твердых отложений и т.п. из обработанных жидкостей. Также существует потребность в гибкости в отношении возможности осуществлять способ обработки, по существу, в любом месте, например непосредственно в устье скважины или на нефтяном месторождении, где добывают сырую нефть, во время транспортировки сырой нефти на нефтеперерабатывающий завод или в другом месте.Although known methods for removing sulfur compounds, including H2S, from hydrocarbon-based fluids and aqueous solutions, in particular the methods and treatments according to the recent proposal of the present inventors, are generally effective in removing H2S and other contaminants from liquids, they can still be improved, in particular with regard to the prevention of precipitation (or precipitation), solid deposits, etc. from treated liquids. There remains a need in the art for treatment solutions and treatment methods for removing sulfur compounds, including H2S, from crude oil, other hydrocarbon-based fluids and from contaminated aqueous solutions, and these treatments and treatment methods must be improved with respect to their effectiveness for the complete removal of sulfide compounds and with respect to their effectiveness for the rapid removal of sulfide compounds at a reasonable cost, and essentially without precipitation (or precipitation), solid deposits, and the like. from treated liquids. There is also a need for flexibility in being able to carry out the treatment process at essentially any location, such as directly at the wellhead or in an oil field where crude oil is produced, during the transport of the crude oil to a refinery, or elsewhere.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

Задачей настоящего изобретения является удовлетворение указанных потребностей в области техники.The object of the present invention is to satisfy these needs in the technical field.

Согласно первому аспекту настоящего изобретения раствор для обработки и способ обработки согласно недавнему предложению авторов настоящего изобретения модифицированы так, что они включают другие компоненты, или их используют в комбинации с другими компонентами, которые в целом не участвуют в удалении H2S и других загрязнений, но способствуют тому, чтобы из обработанных жидкостей на основе углеводородов или загрязненных водных растворах не выпадали осадки, твердые отложения и т.п. в течение периода времени, равного нескольким часам, дням или месяцам. Особенно важным является то, что согласно первому аспекту настоящего изобретения соответствующее количество одной или более органических кислот, таких как фульвовая кислота и гуминовая кислота, добавляют к обрабатываемым жидкостям совместно с соответствующей дозой раствора для обработки согласно недавнему предложению авторов настоящего изобретения. Применение органической кислоты (или кислот) совместно с недавно предложенным раствором для обработки не только снижает концентрацию нежелательных загрязнений, в том числе H2S, в обрабатываемых жидкостях безопасным, регулируемым и эффективным образом до уровней, признанных безопасными или ниже, но и обеспечивает это без выAccording to the first aspect of the present invention, the treatment solution and the treatment method according to the recent proposal of the present inventors are modified to include other components, or they are used in combination with other components, which in general do not participate in the removal of H 2 S and other contaminants, but help to prevent precipitation, solid deposits, etc. from the treated hydrocarbon-based fluids or contaminated aqueous solutions. over a period of time equal to several hours, days or months. It is especially important that according to the first aspect of the present invention, an appropriate amount of one or more organic acids, such as fulvic acid and humic acid, is added to the liquids to be treated, together with an appropriate dose of the treatment solution according to a recent proposal of the present inventors. The use of an organic acid (or acids) in conjunction with a newly proposed treatment solution not only reduces the concentration of unwanted contaminants, including H2S, in treated fluids in a safe, controlled and effective manner to levels recognized as safe or below, but does so without

- 5 041530 падения осадка (или осадков), твердых отложений и т.п., даже если жидкости обрабатывают, транспортируют и хранят в течение периода времени, равного нескольким часам, дням или неделям.- 5 041530 falling sediment (or sediments), solid deposits, etc., even if the liquids are processed, transported and stored for a period of time equal to several hours, days or weeks.

В способе обработки согласно первому аспекту настоящего изобретения удаляемые сульфидные соединения обычно остаются в обработанных жидкостях, но в форме других соединений серы, которые не являются токсичными или в высшей степени опасными, в отличие от H2S до удаления.In the treatment method according to the first aspect of the present invention, the sulfide compounds to be removed generally remain in the treated fluids, but in the form of other sulfur compounds that are not toxic or highly hazardous, unlike H2S prior to removal.

В способе обработки согласно первому аспекту настоящего изобретения органическую кислоту (или кислоты) и недавно предложенный раствор для обработки можно добавить к обрабатываемой жидкости по отдельности или, в качестве альтернативы, органическую кислоту (или кислоты) можно добавить к недавно предложенному раствору для обработки с получением модифицированного раствора для обработки, который затем в соответствующей дозе добавляют к обрабатываемой жидкости. Альтернативный подход является более удобным с практической точки зрения, поскольку модифицированный раствор для обработки можно приготовить заранее в любом удобном месте, транспортировать в одном контейнере в другое место, где его добавляют к обрабатываемой жидкости, и это обеспечивает возможность добавления всех компонентов к обрабатываемой жидкости в форме одной дозы. Кроме того, испытание показывает, что даже в том случае, когда несколько компонентов смешивают друг с другом с получением модифицированного раствора для обработки и хранят модифицированный раствор в течение месяца или около того, не происходит заметных изменений состава модифицированного раствора, и он остается эффективным для использования в очищаемых загрязненных жидкостях на основе углеводородов и в загрязненных водных растворах.In the treatment method according to the first aspect of the present invention, the organic acid (or acids) and the newly proposed treatment solution can be added to the liquid to be treated separately, or alternatively, the organic acid (or acids) can be added to the newly proposed treatment solution to obtain a modified solution for treatment, which is then added to the treated liquid in an appropriate dose. The alternative approach is more convenient from a practical point of view, since the modified treatment solution can be prepared in advance at any convenient location, transported in one container to another location where it is added to the liquid to be treated, and this allows all components to be added to the treated liquid in the form one dose. In addition, the test shows that even when several components are mixed together to form a modified treatment solution and the modified solution is stored for a month or so, there is no noticeable change in the composition of the modified solution and it remains effective for use. in cleanable contaminated liquids based on hydrocarbons and in contaminated aqueous solutions.

В способе обработки согласно первому аспекту настоящего изобретения стандартная доза недавно предложенного авторами настоящего изобретения раствора для обработки, то есть доза, лежащая в диапазоне от 0,25 мл до 6,0 мл/л обрабатываемой жидкости, предпочтительно в диапазоне от 1,0 мл до 5,0 мл/л обрабатываемой жидкости эффективна в отношении безопасного и экономически выгодного снижения концентраций H2S и других загрязняющих веществ до допустимых уровней в течение периода времени, лежащего в диапазоне от 15 мин до 24 ч, без создания значительных проблем с обработанными жидкостями, по существу так же, как в недавно предложенном способе обработки. Наиболее подходящая доза в указанном диапазоне и в этом случае будет основана на специфических характеристиках обрабатываемой жидкости и на других факторах, указанных выше. Однако согласно первому аспекту настоящего изобретения соответствующее количество органической кислоты (или кислот) также добавляют к обрабатываемой жидкости в дозе, которая в характерном случае приводит к концентрации органической кислоты (или кислот) в обрабатываемой жидкости, лежащей в нормальном диапазоне от 0,01 до 10 ч./млн, предпочтительно от 0,1 до 3 ч./млн, если жидкость является жидкостью на основе углеводородов или загрязненным водным раствором. В этом диапазоне наиболее подходящая доза органической кислоты (или кислот), как и наиболее подходящая доза недавно предложенного раствора для обработки, в основном зависит от:In the treatment method according to the first aspect of the present invention, the standard dose of the newly proposed by the present inventors of the treatment solution, that is, the dose lying in the range from 0.25 ml to 6.0 ml/l of the liquid to be treated, preferably in the range from 1.0 ml to 5.0 ml/L of treated fluid is effective in safely and economically reducing H2S and other contaminant concentrations to acceptable levels over a period of time ranging from 15 minutes to 24 hours without causing significant problems with treated fluids, per se. the same as in the recently proposed processing method. The most appropriate dose within the indicated range will again be based on the specific characteristics of the liquid to be treated and on the other factors indicated above. However, according to the first aspect of the present invention, an appropriate amount of organic acid (or acids) is also added to the treated fluid at a dose that typically results in a concentration of the organic acid (or acids) in the treated fluid in the normal range of 0.01 to 10 hours. ./million, preferably from 0.1 to 3 ppm, if the liquid is a hydrocarbon-based liquid or a contaminated aqueous solution. Within this range, the most appropriate dose of the organic acid (or acids), as well as the most appropriate dose of the recently proposed treatment solution, mainly depends on:

1) содержания H2S и других серосодержащих загрязнений в обрабатываемой жидкости;1) the content of H2S and other sulfur-containing contaminants in the treated liquid;

2) вязкости жидкости и2) fluid viscosity and

3) допустимого времени реакции раствора для обработки с обрабатываемой жидкостью, хотя нагревание и/или перемешивание обрабатываемой жидкости снизит вязкость жидкости и также снизит количество времени, необходимого для надлежащего снижения концентрации H2S и других загрязнений в жидкости.3) the allowable reaction time of the treatment solution with the fluid to be treated, although heating and/or stirring the fluid to be treated will reduce the viscosity of the fluid and also reduce the amount of time needed to properly reduce the concentration of H 2 S and other contaminants in the fluid.

Дозу органической кислоты (или кислот) можно по существу линейно масштабировать в указанном диапазоне на основании этих факторов.The dose of organic acid (or acids) can be essentially linearly scaled in the specified range based on these factors.

В недавно предложенном способе обработки, в котором к обрабатываемой жидкости добавляют только стандартную дозу раствора для обработки согласно недавнему предложению авторов настоящего изобретения, из обрабатываемых жидкостей может выпасть мало осадка (или осадков), твердых отложений и т.п (или они вообще не выпадают), однако даже малые количества осадка (или осадков), твердых отложений и т.п. могут быть нежелательными или недопустимыми в некоторых ситуациях. Однако в способе согласно первому аспекту настоящего изобретения органическая кислота (или кислоты), которые также добавляют к обрабатываемым жидкостям, обеспечивают то, что из обрабатываемых жидкостей по существу не выпадают осадок (или осадки), твердые отложения и т.п., даже если их обрабатывают, транспортируют и/или хранят в течение определенного периода времени, например в течение нескольких часов, дней или недель. Кроме того, если существует повышенная вероятность выпадения осадка (или осадков), твердых отложений и т.п. из обрабатываемой жидкости, например, если обрабатываемая жидкость имеет особенно высокое содержание H2S и других сульфидов, требующее более высокой дозы раствора для обработки согласно недавнему предложению авторов настоящего изобретения, и/или если обрабатываемая жидкость имеет высокое содержание волокнистых компонентов, таких как органическое вещество, к обрабатываемой жидкости можно добавить увеличенное количество органической кислоты (или кислот), выходящее за пределы нормального диапазона от 0,01 до 10 ч./млн, предпочтительно от 0,1 до 3 ч./млн, чтобы обеспечить по существу отсутствие выпадения осадка (или осадков), твердых отложений и т.п.In a recently proposed treatment method in which only a standard dose of treatment solution according to the recent proposal of the present inventors is added to the treatment fluid, little or no sediment (or precipitation), solid deposits, etc. may fall out of the treated fluids. , however, even small amounts of sediment (or sediments), solid deposits, etc. may not be desirable or acceptable in some situations. However, in the method according to the first aspect of the present invention, the organic acid (or acids) which are also added to the treated fluids ensure that the treated fluids do not substantially precipitate (or precipitate), solid deposits, etc., even if they processed, transported and/or stored for a certain period of time, for example within a few hours, days or weeks. In addition, if there is an increased likelihood of precipitation (or precipitation), solid deposits, etc. from the fluid being treated, for example, if the fluid being treated has a particularly high content of H2S and other sulfides, requiring a higher dose of treatment solution according to the recent proposal of the present inventors, and/or if the fluid being treated has a high content of fibrous components, such as organic matter, to an increased amount of organic acid (or acids) outside the normal range of 0.01 to 10 ppm, preferably 0.1 to 3 ppm, can be added to the treated fluid to ensure substantially no precipitation (or precipitation), solid deposits, etc.

Конкретным применением, в котором очень важно, чтобы из обработанных жидкостей на основеA specific application in which it is very important that from treated fluids based on

- 6 041530 углеводородов не выпадали осадки, твердые отложения и т.п., является случай, когда сырую нефть непосредственно из пласта транспортируют в цистерне автомобиля или в другом резервуаре к магистральному трубопроводу, который транспортирует сырую нефть на нефтеперерабатывающий завод. В магистральном трубопроводе обычно не приемлема сырая нефть, содержащая более 5 ч./млн H2S. При обработке сырой нефти стандартной дозой раствора для обработки согласно недавнему предложению авторов настоящего изобретения можно эффективно снизить содержание H2S до 5 ч./млн или ниже, однако вполне вероятно выпадение или отложение некоторого количества осадков и/или твердых отложений на поверхностях цистерны автомобиля или другого резервуара, в котором транспортируется сырая нефть, что может быть нежелательным. Однако при дополнительном добавлении соответствующего количества органической кислоты (или кислот) к обрабатываемой жидкости согласно первому аспекту настоящего изобретения обеспечивается, по существу, полное отсутствие выпадения осадков или твердых отложений из обработываемых жидкостей на основе углеводородов, включая сырую нефть. Важно, что раствор для обработки и способ по настоящему изобретению не оказывают каких-либо вредных эффектов на обрабатываемые жидкости, но значительно улучшают некоторые характеристики обработанной жидкости, кроме снижения концентраций H2S и других загрязнений до безопасных, допустимых уровней. Например, обработанная жидкость на основе углеводородов, такая как сырая нефть, не только будет иметь концентрации H2S, сниженные по существу до нуля, но также будет иметь, по существу, нейтральный pH, равный примерно 7, так что она будет создавать меньше проблем с транспортировочным резервуаром, магистральным трубопроводом и в процессе перегонки по сравнению с необработанной сырой нефтью, которая обычно содержит до 2000 ч./млн H2S и имеет слабокислый pH в диапазоне от 5 до 5,5. Кроме того, испытание, проведенное на обработанной сырой нефти, показывает, что содержание компонентов легких фракций обработанной сырой нефти, включающих бензол, обычно улучшается, т.е. несколько увеличивается, за счет процесса обработки. Более того, обработанная сырая нефть, имеющая улучшенные характеристики, обычно является более ценной, чем необработанная сырая нефть, и ее можно продавать по более высокой цене, например от $5 до $10 за баррель. Хотя обработанная сырая нефть может содержать некоторые остаточные количества гидроксида (или гидроксидов), органической кислоты (или кислот) и/или других компонентов, добавленных во время процесса обработки, это не является особенно вредным для сырой нефти, транспортного резервуара и магистрального трубопровода.- 6 041530 hydrocarbons do not precipitate, solid deposits, etc., is the case when crude oil is transported directly from the reservoir in a tank car or other tank to the main pipeline that transports crude oil to the refinery. Crude oil containing more than 5 ppm H2S is generally not acceptable in the main pipeline. When crude oil is treated with a standard dose of treatment solution according to a recent proposal by the present inventors, the H2S content can be effectively reduced to 5 ppm or below, but it is likely that some precipitation and/or solid deposits will fall or be deposited on the surfaces of a tank car or other tank. in which crude oil is transported, which may be undesirable. However, by additionally adding an appropriate amount of organic acid (or acids) to the treated fluid according to the first aspect of the present invention, a substantially complete absence of precipitation or solid deposits from the treated hydrocarbon-based fluids, including crude oil, is provided. Importantly, the treatment solution and method of the present invention does not have any detrimental effects on the treated fluids, but significantly improves some of the characteristics of the treated fluid other than reducing H2S and other contaminant concentrations to safe, acceptable levels. For example, a treated hydrocarbon-based fluid, such as crude oil, will not only have H2S concentrations reduced to substantially zero, but will also have a substantially neutral pH of about 7 so that it will create fewer shipping problems. tank, pipeline and distillation process compared to untreated crude oil, which typically contains up to 2000 ppm H2S and has a slightly acidic pH in the range of 5 to 5.5. In addition, a test carried out on treated crude oil shows that the benzene content of the light ends components of the treated crude oil is generally improved, i.e. increases slightly due to the processing. Furthermore, improved performance refined crude oil is generally more valuable than untreated crude oil and can be sold at a higher price, such as $5 to $10 per barrel. Although the treated crude oil may contain some residual amounts of hydroxide (or hydroxides), organic acid (or acids) and/or other components added during the treatment process, this is not particularly detrimental to the crude oil, transport tank and main pipeline.

Согласно второму аспекту настоящего изобретения способ обработки согласно недавнему предложению авторов настоящего изобретения дополнительно модифицирован посредством добавления также небольшого количества моноэтаноламина (MEA; C2H7NO) к обрабатываемой жидкости, совместно с соответствующими количествами недавно предложенного раствора для обработки и органической кислоты(или кислот), которые обсуждались в связи с первым аспектом настоящего изобретения. Соответствующее малое количество MEA, добавляемое в способе обработки по настоящему изобретению, в характерном случае соответствует концентрации, лежащей в диапазоне от 0,5 до 15 ч./млн, предпочтительно от 1,0 до 10 ч./млн MEA в обрабатываемой жидкости на основе углеводородов или в водном растворе. Опять-таки в этом диапазоне наиболее подходящая доза MEA прежде всего зависит от нескольких факторов, например, от 1) содержания H2S и других серосодержащих загрязнений в обрабатываемой жидкости; 2) вязкости обрабатываемой жидкости и 3) допустимого времени реакции раствора для обработки с обрабатываемой жидкостью, хотя отметим, что нагревание и/или перемешивание обрабатываемой жидкости в характерном случае снизит вязкость жидкости и также снизит время реакции, необходимое для достаточного снижения концентрации H2S и других загрязнений в обрабатываемых жидкостях. Дозу MEA обычно можно линейно масштабировать в указанном диапазоне на основании этих трех факторов.According to the second aspect of the present invention, the treatment method according to the recent proposal of the present inventors is further modified by adding also a small amount of monoethanolamine (MEA; C2H7NO) to the liquid to be treated, together with the appropriate amounts of the recently proposed treatment solution and the organic acid(s) discussed in connection with the first aspect of the present invention. A corresponding low amount of MEA added in the process of the present invention typically corresponds to a concentration in the range of 0.5 to 15 ppm, preferably 1.0 to 10 ppm MEA in the treated fluid based on hydrocarbons or in aqueous solution. Again, in this range, the most appropriate dose of MEA primarily depends on several factors, for example, 1) the content of H 2 S and other sulfur-containing contaminants in the treated fluid; 2) the viscosity of the fluid to be treated; and 3) the allowable reaction time of the treatment solution with the fluid to be treated, although note that heating and/or agitating the fluid to be treated will typically reduce the viscosity of the fluid and also reduce the reaction time needed to sufficiently reduce the concentration of H2S and other contaminants. in processed liquids. The dose of MEA can usually be linearly scaled in the specified range based on these three factors.

MEA, добавленный в малых количествах к обрабатываемым жидкостям согласно второму аспекту настоящего изобретения, функционирует как эффективное средство против образования твердых отложений и также является более эффективным в отношении удаления некоторых видов серосодержащих соединений, чем гидроксид (или гидроксиды) в недавно предложенном растворе для обработки. Соответственно способ обработки, включающий MEA, согласно настоящему изобретению обеспечивает более полное удаление различных видов серосодержащих соединений.MEA added in small amounts to the treatment fluids according to the second aspect of the present invention functions as an effective anti-scale agent and is also more effective in removing certain types of sulfur compounds than the hydroxide (or hydroxides) in the recently proposed treatment solution. Accordingly, the treatment method including MEA according to the present invention provides a more complete removal of various types of sulfur-containing compounds.

Этот способ отличается от традиционного способа аминной обработки, в котором к жидкостям на основе углеводородов, таким как сырая нефть, в качестве основного компонента добавляют относительно большие количества MEA для снижения концентрации H2S в жидкостях на основе углеводородов. MEA экзотермически реагирует с гидроксидом (или гидроксидами), таким как NaOH и KOH. Соответственно, чем выше доза MEA, добавленная для обработки жидкости в способе обработки по настоящему изобретению, тем большее количество гидроксида (или гидроксидов) в недавно предложенном растворе для обработки, который также добавляют к обрабатываемой жидкости в качестве части процесса обработки, будет реагировать с MEA, а не с H2S и другими серосодержащими загрязнениями, содержащимися в обрабатываемой жидкости. Это будет непродуктивным и нежелательным. Соответственно лишь небольшое количество MEA, лежащее в указанном диапазоне, в характерном случае добавляют в растворы для обработки согласно второму аспекту настоящего изобретения, то есть количество, достаточное для функционирования в качестве средства против образования твердых отложений, но не настолько большое, чтобы значительно снизить эффективность гидроксида (или гидроксидов) в отношении удаленияThis method differs from the conventional amine treatment method in which relatively large amounts of MEA are added as a main component to hydrocarbon-based liquids such as crude oil to reduce the H 2 S concentration in the hydrocarbon-based liquids. MEA reacts exothermically with hydroxide (or hydroxides) such as NaOH and KOH. Accordingly, the higher the dose of MEA added to treat a fluid in the treatment process of the present invention, the more hydroxide (or hydroxides) in the newly proposed treatment solution, which is also added to the treatment fluid as part of the treatment process, will react with the MEA, and not with H2S and other sulfur-containing contaminants contained in the treated fluid. This would be unproductive and undesirable. Accordingly, only a small amount of MEA within this range is typically added to the treatment solutions according to the second aspect of the present invention, i.e. an amount sufficient to function as an antiscale agent, but not so large as to significantly reduce the effectiveness of the hydroxide. (or hydroxides) in relation to removal

- 7 041530- 7 041530

H2S и других серосодержащих загрязнений. Как и в случае органической кислоты (или кислот), MEA можно добавить к недавно предложенному раствору для обработки с получением модифицированного раствора для обработки, который затем добавляют к обрабатываемой жидкости, или MEA можно добавить к обрабатываемой жидкости отдельно от недавно предложенного раствора для обработки и от органической кислоты (или кислот). Опять-таки, даже если MEA добавляют к недавно предложенному раствору для обработки и хранят в течение месяца или около того, испытания показывают, что при этом не происходит заметного изменения содержания компонентов модифицированного раствора для обработки.H2S and other sulfur-containing contaminants. As with the organic acid(s), MEA may be added to the newly proposed treatment solution to form a modified treatment solution, which is then added to the treatment fluid, or MEA may be added to the treatment fluid separately from the newly proposed treatment solution and from organic acid (or acids). Again, even if MEA is added to the newly proposed treatment solution and stored for a month or so, tests show that there is no noticeable change in the content of the components of the modified treatment solution.

Назначение описания изобретенияPurpose of the description of the invention

Хотя приведенное ниже описание изобретения, предназначенное для широкого распространения, является подробным, чтобы обеспечить адекватность описания и способствовать пониманию изобретения, оно не должно восприниматься как ограничивающее суть патента, который должен охватывать изобретательский замысел во всех аспектах, независимо от того, каким образом он может быть позже воплощен посредством изменения формы или добавления дальнейших усовершенствований.Although the following description of the invention, which is intended for general distribution, is detailed in order to ensure the adequacy of the description and contribute to the understanding of the invention, it should not be taken as limiting the essence of the patent, which should cover the inventive concept in all aspects, no matter how it may be later implemented by changing the shape or adding further improvements.

Формула изобретения, приведенная в конце описания, служит этой цели, поскольку она соответствует требованию указывать усовершенствования, комбинации и способы, в которых обнаруживаются изобретательские замыслы.The claims at the end of the description serve this purpose as they meet the requirement to indicate improvements, combinations and methods in which inventive concepts are discovered.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения Растворы для обработки и способы обработки - иллюстративные варианты осуществленияInformation supporting the possibility of carrying out the invention Treatment solutions and methods of treatment - illustrative embodiments

Согласно иллюстративным вариантам осуществления настоящего изобретения предложены растворы для обработки и способы обработки, в которых растворы для обработки используют для обработки жидкостей на основе углеводородов или нефти, таких как сырая нефть, дизельное топливо и т.п., а также для обработки загрязненных водных растворов, таких как вода, извлекаемая из подземных пластов совместно с сырой нефтью и природным газом, с целью снижения концентрации сероводорода (H2S), других серосодержащих соединений и прочих загрязнений, содержащихся в этих жидкостях, до допустимых уровней с одновременным обеспечением по существу полного отсутствия выпадения осадков, твердых отложений и т.п. из обработанных жидкостей в течение периода времени, равного часам, дням или месяцам.According to exemplary embodiments of the present invention, treatment solutions and treatment methods are provided in which treatment solutions are used to treat hydrocarbon or petroleum based fluids such as crude oil, diesel fuel, and the like, as well as to treat contaminated aqueous solutions, such as water extracted from underground formations together with crude oil and natural gas, in order to reduce the concentration of hydrogen sulfide (H2S), other sulfur compounds and other contaminants contained in these fluids to acceptable levels while ensuring an essentially complete absence of precipitation, solid deposits, etc. from processed liquids over a period of time equal to hours, days or months.

Удаление H2S является главным фокусом и преимуществом растворов для обработки и способов обработки согласно иллюстративным примерам осуществления настоящего изобретения, поскольку H2S является очень токсичным и коррозионным веществом, обычно содержится в повышенных концентрациях в сырой нефти и природном газе, извлекаемых из подземных пластов, и в водных растворах, извлекаемых из подземных пластов совместно с сырой нефтью или природным газом, и допустимое содержание H2S в жидкостях на основе углеводородов и водных растворах жестко ограничено и регламентировано. Недавно предложенные авторами настоящего изобретения раствор для обработки и способ обработки являются очень эффективными и экономически выгодными в отношении снижения концентрации H2S в жидкостях на основе углеводородов и загрязненных растворах, как описано в публикации PCT/US 2018/050913. Однако кроме удаления H2S, в некоторых ситуация также очень важно, чтобы вещества, образующиеся при удалении H2S и других серосодержащих соединений, а также других загрязнений, присутствующих в обрабатываемых жидкостях, не выделялись из обрабатываемых жидкостей в форме осадка (или осадков), твердых отложений и т.п. во время обработки, транспортировки или хранения в течение определенных периодов времени, и это другой важный фокус настоящего изобретения. Конкретным применением, в котором очень важно, чтобы из обработанных жидкостей на основе углеводородов не выпадали осадки, твердые отложения и т.п., является случай, когда сырую нефть непосредственно из подземного пласта транспортируют в цистерне автомобиля или в другом резервуаре к магистральному трубопроводу, который транспортирует сырую нефть на нефтеперерабатывающий завод. Что касается обрабатываемых водных растворов, то такие растворы иногда используют в промышленных применениях, включающих бойлеры, холодильные установки, процессы дубления кожи, процессы с использованием древесной волокнистой массы и бумаги и т.п., где важно, чтобы из обработанных водных растворов не выпадали или в них не образовывались осадки, твердые отложения и т.п.Removal of H2S is a major focus and benefit of the treatment fluids and treatment methods of the illustrative embodiments of the present invention because H2S is highly toxic and corrosive, commonly found in elevated concentrations in crude oil and natural gas recovered from subterranean formations and in aqueous solutions. extracted from underground formations together with crude oil or natural gas, and the allowable content of H2S in hydrocarbon-based fluids and aqueous solutions is severely limited and regulated. The treatment solution and treatment method recently proposed by the present inventors are very effective and cost effective in reducing the concentration of H2S in hydrocarbon-based fluids and contaminated solutions, as described in PCT/US 2018/050913. However, in addition to the removal of H2S, in some situations it is also very important that substances formed during the removal of H 2 S and other sulfur-containing compounds, as well as other contaminants present in the treated fluids, do not separate from the treated fluids in the form of a precipitate (or precipitates), solid deposits, etc. during processing, transport or storage for certain periods of time, and this is another important focus of the present invention. A particular application in which it is very important that the treated hydrocarbon-based fluids do not precipitate, solid deposits, etc., is the case where crude oil is transported directly from a subterranean formation in a tank car or other tank to a main pipeline, which transports crude oil to the refinery. With regard to treated aqueous solutions, such solutions are sometimes used in industrial applications including boilers, refrigeration, leather tanning processes, wood pulp and paper processes, etc., where it is important that no precipitation or they did not form precipitation, solid deposits, etc.

Раствор для обработки и способ обработки согласно иллюстративным примерам осуществления настоящего изобретения являются модификациями растворов для обработки и способов обработки, недавно предложенных авторами настоящего изобретения, как описано в публикации PCT/US 2018/050913, и в целом включают использование недавно предложенного раствора для обработки с целью эффективного снижения концентраций H2S и других загрязнений в жидкостях на основе углеводородов и водных растворах совместно с одним или более дополнительными веществами, функцией которых является предотвращение выделения удаляемых загрязнений и других загрязнений, содержащихся в обрабатываемых жидкостях, в форме осадка (или осадков), твердых отложений и т.п. В способах обработки по настоящему изобретению используют соответствующее количество недавно предложенного раствора для обработки, и он обеспечивает снижение концентраций H2S и других загрязнений, содержащихся в обрабатываемых жидкостях, до допустимых уровней по существу так же, как описано в публикации PCT/US 2018/050913, тогда как дополнительное вещество (или вещества) добавляют в соответствующем количестве, и их функцией является обеспечение того, чтобы по существу ни одно из удаляемых загрязнений иThe treatment solution and treatment method according to the illustrative embodiments of the present invention are modifications of the treatment solutions and treatment methods recently proposed by the present inventors as described in PCT/US 2018/050913, and generally involve the use of the newly proposed treatment solution to effective reduction of concentrations of H 2 S and other contaminants in hydrocarbon-based fluids and aqueous solutions, together with one or more additional substances, the function of which is to prevent the release of removable contaminants and other contaminants contained in the treated fluids in the form of a precipitate (or precipitates), solid deposits, etc. The treatment methods of the present invention use an appropriate amount of a newly proposed treatment solution and provide a reduction in the concentrations of H2S and other contaminants contained in the treated fluids to acceptable levels essentially the same as described in PCT/US 2018/050913, then as an additional substance (or substances) are added in an appropriate amount, and their function is to ensure that essentially none of the contaminants removed and

- 8 041530 других загрязнений, содержащихся в обрабатываемых жидкостях, не выделилось из обрабатываемых жидкостей в форме осадка (или осадков), твердых отложений и т.п. во время обработки, транспортировки или хранения этих жидкостей в течение определенных периодов времени. Согласно иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения такие дополнительные вещества прежде всего включают по меньшей мере одну органическую кислоту, такую как фульвовая кислота и гуминовая кислота. Если такую органическую кислоту (или кислоты) также добавляют к обрабатываемым жидкостям, даже в относительно низких концентрациях, например 3 ч./млн или менее, то они очень эффективно предотвращают выпадение осадков, твердых отложений и т.п. из обрабатываемых жидкостей. Другим веществом, которое также можно использовать в варианте осуществления способа обработки по настоящему изобретению, является моноэтаноламин (MEA). Если его также добавляют к обрабатываемым жидкостям в относительно низких концентрациях, например 15 ч./млн или менее, то MEA эффективно функционирует как агент, препятствующий образованию твердых отложений, и также выполняет другие полезные функции, включающие удаление некоторых других загрязняющих веществ, как указано в данной публикации.- 8 041530 other contaminants contained in the processed liquids have not been released from the processed liquids in the form of sediment (or sediments), solid deposits, etc. during handling, transportation or storage of these liquids for certain periods of time. According to an exemplary embodiment of the present invention, such additional substances primarily include at least one organic acid, such as fulvic acid and humic acid. If such an organic acid (or acids) is also added to the liquids to be treated, even at relatively low concentrations, such as 3 ppm or less, they are very effective in preventing precipitation, solid deposits, and the like. from processed liquids. Another substance that can also be used in an embodiment of the processing method of the present invention is monoethanolamine (MEA). If it is also added to process fluids at relatively low concentrations, such as 15 ppm or less, then MEA functions effectively as an anti-scale agent and also performs other useful functions, including the removal of certain other contaminants, as indicated in this publication.

Для полного понимания настоящего изобретения ниже приведены: (I) обсуждение недавно предложенных авторами настоящего изобретения раствора для обработки и способа обработки, раскрытых в публикации PCT/US 2018/050913, для удаления H2S и других загрязняющих веществ, и (II) обсуждение вариантов осуществления раствора для обработки и способа обработки по настоящему изобретению, в которых дополнительное вещество (или вещества) используют совместно с недавно предложенными авторами настоящего изобретения раствором для обработки и способом обработки для обработки различных загрязненных жидкостей для снижения концентраций H2S и других загрязняющих веществ в жидкостях с предотвращением образования осадка (или осадков), твердых отложений и т.п.For a complete understanding of the present invention, the following are: (I) a discussion of the recently proposed by the present inventors of the treatment solution and treatment method disclosed in PCT/US 2018/050913 to remove H 2 S and other contaminants, and (II) discuss the options implementation of the treatment solution and treatment method of the present invention, in which an additional substance (or substances) are used in conjunction with the recently proposed authors of the present invention treatment solution and treatment method for treating various contaminated liquids to reduce concentrations of H 2 S and other contaminants in liquids with the prevention of the formation of sediment (or sediments), solid deposits, etc.

(I) Раствор для обработки и способ обработки согласно предложению авторов настоящего изобретения(I) Solution for treatment and method of treatment according to the proposal of the authors of the present invention

Основные аспекты раствора для обработки и способа обработки согласно недавнему предложению авторов настоящего изобретения, раскрытому в публикации PCT/US 2018/050913, разъяснены выше, в том числе то, что раствор для обработки является раствором на водной основе, и прежде всего он может содержать один или более гидроксидов в общей высокой концентрации, лежащей в диапазоне от 35 до 55 мас.%, предпочтительно равной по меньшей мере 45 мас.%; что способ обработки является очень экономически выгодным и эффективным в отношении снижения концентрации H2S и других загрязняющих веществ в жидкостях на основе углеводородов и водных растворах; что способ обработки включает стадии добавления стандартной дозы раствора для обработки, лежащей в диапазоне от 0,25 мл до 6,0 мл/л жидкости, подлежащей обработке, предпочтительно - в диапазоне от 1,0 мл до 5,0 мл/л жидкости, подлежащей обработке, что соответствует содержанию гидроксида (или гидроксидов) в жидкости, подлежащей обработке, лежащему в диапазоне от примерно 125 до 3000 ч./млн, и проведения реакции раствора для обработки с жидкостью, подлежащей обработке, в течение периода времени, лежащего в диапазоне от 15 мин до 24 ч; что в некоторых ситуациях может быть желательным добавление избыточно высоких доз раствора для обработки к обрабатываемым жидкостям, но при этом возникает тенденция к выпадению осадка (или осадков) и т.п. из обработанной жидкости, что может быть нежелательным для настоящего изобретения; и т.д. Некоторые дополнительные подробности относительно недавно предложенных раствора для обработки и способа обработки приведены ниже.The main aspects of the treatment solution and the treatment method according to the recent proposal of the present inventors disclosed in the publication PCT/US 2018/050913 are explained above, including that the treatment solution is an aqueous-based solution, and above all, it may contain one or more hydroxides in a total high concentration ranging from 35 to 55 wt.%, preferably equal to at least 45 wt.%; that the treatment method is very cost effective and efficient in reducing the concentration of H 2 S and other contaminants in hydrocarbon-based fluids and aqueous solutions; that the treatment method includes the steps of adding a standard dose of treatment solution in the range of 0.25 ml to 6.0 ml/l of the liquid to be treated, preferably in the range of 1.0 ml to 5.0 ml/l of the liquid, to be treated, which corresponds to a hydroxide content (or hydroxides) in the fluid to be treated, ranging from about 125 to 3000 ppm, and reacting the solution to be treated with the fluid to be treated, for a period of time, lying in the range from 15 min to 24 h; that in some situations it may be desirable to add excessively high doses of treatment solution to the fluids to be treated, but tend to precipitate (or precipitate) and the like. from the treated liquid, which may be undesirable for the present invention; etc. Some additional details regarding the recently proposed treatment solution and treatment method are provided below.

Опять-таки, наиболее подходящая или оптимальная доза недавно предложенного раствора для обработки в пределах указанного диапазона будет варьироваться, обычно с линейной масштабируемостью, на основании нескольких факторов. Двумя важными факторами являются конкретные загрязняющие вещества и концентрации загрязняющих веществ в жидкостях. Хотя H2S является основным загрязняющим веществом, которое в характерном случае необходимо удалить из обрабатываемых жидкостей, таких как сырая нефть, может быть необходимым или желательным удалить также другие загрязняющие вещества, кроме H2S, из жидкостей, и другие загрязняющие вещества могут также создавать сложности в отношении удаления H2S. В целом, если обрабатываемая жидкость является средней или легкой сырой нефтью, и содержание H2S является относительно низким, например от 20 до 100 ч./млн, то наиболее подходящая доза может лежать ближе к нижнему краю стандартного диапазона, тогда как, если содержание H2S является относительно высоким, например от 20000 до 40000 ч./млн, наиболее подходящая доза может лежать ближе к верхнему краю стандартного диапазона, и наиболее подходящие дозы в случае средних концентраций H2S будут, соответственно, средними значениями в стандартном диапазоне.Again, the most appropriate or optimal dose of the newly proposed treatment solution within the specified range will vary, usually in a linear scalable manner, based on several factors. Two important factors are the specific contaminants and the concentrations of contaminants in the fluids. Although H2S is a major contaminant that typically needs to be removed from process fluids such as crude oil, it may be necessary or desirable to remove contaminants other than H2S from the fluids as well, and other contaminants may also be difficult to remove. H2S. In general, if the fluid being treated is a medium or light crude oil and the H2S content is relatively low, such as 20 to 100 ppm, then the most appropriate dose may lie towards the lower end of the standard range, whereas if the H2S content is relatively high, for example from 20,000 to 40,000 ppm, the most appropriate dose may lie towards the upper end of the standard range, and the most appropriate doses in the case of average H 2 S concentrations will be, respectively, the average values in the standard range.

Другим важным фактором, особенно в случае некоторых жидкостей на основе углеводородов, является вязкость жидкости. Раствор для обработки имеет хорошие миграционные характеристики при добавлении его к загрязненным водным растворам или легкоподвижным, маловязким жидкостям на основе углеводородов, например к жидкостям с плотностью в градусах API, равной 33° или более, и он может легко диспергироваться в жидкостях после добавления к ним, хотя жидкости можно нагревать и/или перемешивать для повышения скорости и/или равномерности диспергирования, что снизит необходимое время реакции для удаления H2S. В случае жидкостей на основе углеводородов средней вязкости с плотностью в градусах API, лежащей в диапазоне от примерно 23 до примерно 33°, смешивание посредством перемешивания при низких или умеренных скоростях, например в диапазоне от 100 до 500 об/мин, илиAnother important factor, especially in the case of some hydrocarbon-based fluids, is the viscosity of the fluid. The treatment solution has good migration characteristics when added to contaminated aqueous solutions or thin, low-viscosity hydrocarbon-based liquids, such as liquids with an API gravity of 33° or more, and can be easily dispersed in liquids after being added to them, although liquids can be heated and/or agitated to increase the speed and/or uniformity of dispersion, which will reduce the required reaction time to remove H2S. In the case of medium-viscosity hydrocarbon-based fluids with an API gravity ranging from about 23° to about 33°, mixing by mixing at low to moderate speeds, such as in the range of 100 to 500 rpm, or

- 9 041530 другим подходящим способом и/или нагревание до температур, лежащих ниже температуры вспышки жидкостей, способствует диспергированию раствора для обработки в жидкостях. В случае высоковязких жидкостей на основе углеводородов с плотностью в градусах API, равной 15° или менее, для достаточного диспергирования раствора для обработки в жидкостях обычно требуется нагревание до температур, лежащих ниже температуры вспышки жидкостей, совместно с перемешиванием. Различные типы углеводородных жидкостей включают легкую сырую нефть (плотность в градусах API>31,1°), среднюю сырую нефть (плотность в градусах API от 23,3 до 31,1°), тяжелую сырую нефть (плотность в градусах API<23,3°), бункеровочное топливо (плотность в градусах API равна примерно 6°), дизельное топливо (плотность в градусах API равна примерно 34°) и т.п. Жидкости на основе углеводородов с плотностью в градусах API менее 10° тяжелее воды являются исключительно вязкими и будут оседать на дно в воде. Что касается доз раствора для обработки, то, если жидкость на основе углеводородов содержит 2000 ч./млн H2S или менее, то для маловязких (плотность в градусах API равна 33° или более) жидкостей на основе углеводородов, таких как дизельное топливо, наиболее подходящая доза может лежать в диапазоне от 1 мл до 2 мл/л базовой жидкости, тогда как для средневязких жидкостей (плотность в градусах API в диапазоне от 20° до 30°), таких как легкая, средняя и тяжелая сырая нефть, наиболее подходящая доза может лежать в диапазоне от 2 мл до 3,5 мл/л жидкости на основе углеводородов, а для высоковязких жидкостей (плотность в градусах API равна 15° или менее), таких как бункеровочное топливо, наиболее подходящая доза может лежать в диапазоне от 5 мл до 6 мл/л жидкости на основе углеводородов.- 9 041530 in another suitable manner and/or heating to temperatures below the flash point of the liquids aids in the dispersion of the treatment solution in the liquids. In the case of highly viscous hydrocarbon-based fluids with an API gravity of 15° or less, heating to temperatures below the flash point of the fluids, along with agitation, is generally required to sufficiently disperse the treatment solution in the fluids. Different types of hydrocarbon fluids include light crude oil (API gravity >31.1°), medium crude oil (API gravity 23.3 to 31.1°), heavy crude oil (API gravity <23, 3°), bunker fuel (API gravity is about 6°), diesel fuel (API gravity is about 34°), etc. Hydrocarbon based fluids with an API gravity less than 10° heavier than water are exceptionally viscous and will settle to the bottom in water. With regard to treatment solution doses, if the hydrocarbon-based fluid contains 2000 ppm H 2 S or less, then for low viscosity (API gravity of 33° or more) hydrocarbon-based fluids such as diesel fuel, the most appropriate dose may be in the range of 1 ml to 2 ml/l of the base fluid, while for medium viscosity fluids (API gravity ranging from 20° to 30°) such as light, medium and heavy crude oils, the most suitable the dose may be in the range of 2 ml to 3.5 ml/l of hydrocarbon-based fluid, and for highly viscous fluids (API gravity of 15° or less), such as bunker fuel, the most appropriate dose may be in the range of 5 ml to 6 ml/l hydrocarbon-based liquid.

Что касается допустимого времени реакции, то здесь нет особых ограничений, и раствор для обработки может реагировать в течение любого подходящего времени, например от 15 мин до 24 ч, при наиболее подходящей дозе, основанной на концентрации/количестве H2S, содержащемся в конкретной жидкости, и вязкости (плотности в градусах API) жидкости в способе обработки согласно недавнему предложению авторов настоящего изобретения. Тем не менее, возможны ситуации, в которых время реакции ограничено, например ограничено временем, необходимым для транспортировки жидкости на основе углеводородов к желаемому месту для разгрузки после добавления раствора для обработки к жидкости, или ограничено, исходя из желаемой производительности процесса обработки, и т.д. В таких ситуациях дозу раствора для обработки, добавляемую к жидкости в процессе обработки, можно увеличить с превышением стандартной дозы, например увеличить до количества, которое обеспечит, по существу, полное удаление H2S, содержащегося в конкретной жидкости, за допустимое время реакции. Например, если нормальное время реакции, необходимое для полного удаления H2S, содержащегося в конкретной жидкости, равно 2 ч, а допустимое время реакции равно всего лишь 1 ч, то наиболее подходящей может быть доза, в два раза превышающая стандартную дозу, определенную на основании концентрации/количества H2S, содержащегося в конкретной жидкости, и вязкости жидкости. Опять-таки перемешивание и/или нагревание обрабатываемой жидкости также обычно сокращает требуемое время реакции.With regard to the allowable reaction time, there is no particular limitation here, and the treatment solution can react for any suitable time, for example from 15 minutes to 24 hours, at the most appropriate dose based on the concentration/amount of H2S contained in a particular liquid, and viscosity (API density) of the fluid in the processing method according to a recent proposal of the authors of the present invention. However, there may be situations in which the reaction time is limited, such as being limited to the time required to transport the hydrocarbon-based fluid to the desired discharge site after the treatment solution has been added to the fluid, or limited based on the desired throughput of the treatment process, etc. d. In such situations, the dose of treatment solution added to the fluid during treatment may be increased beyond the standard dose, for example, increased to an amount that will substantially remove the H2S contained in the particular fluid within a reasonable reaction time. For example, if the normal reaction time required to completely remove the H2S contained in a particular liquid is 2 hours, and the allowable reaction time is only 1 hour, then a dose of twice the standard dose based on the concentration may be most appropriate. /the amount of H2S contained in a particular liquid and the viscosity of the liquid. Again, stirring and/or heating the liquid to be treated also generally shortens the required reaction time.

Согласно исследованию, выполненному авторами настоящего изобретения, если сырую нефть, содержащую примерно 1000 ч./млн H2S, обрабатывали раствором для обработки согласно недавнему предложению авторов настоящего изобретения, который содержал NaOH в количестве, составлявшем примерно 99% от общего количества гидроксидов, KOH в качестве оставшегося 1% гидроксидов, и общая концентрация гидроксидов в котором была равна примерно 50 мас.%, то при добавлении 0,25 мл раствора для обработки на литр сырой нефти требовалось примерно 12 ч для удаления H2S или снижения его концентрации до примерно 0 ч./млн, тогда как при добавлении 5 мл раствора для обработки на литр сырой нефти требовалось примерно 30 мин для снижения концентрации H2S до примерно 0 ч./млн. В другом исследовании, выполненном на той же сырой нефти, были получены по существу такие же результаты в случае, когда раствор для обработки, содержавший KOH в количестве, составлявшем примерно 99% от общего количества гидроксидов, NaOH в качестве оставшегося 1% гидроксидов, и общую концентрацию гидроксидов в растворе, равную примерно 50 мас.%, использовали в тех же дозах для обработки сырой нефти.According to a study performed by the present inventors, if crude oil containing about 1000 ppm H2S was treated with a treatment solution according to a recent proposal of the present inventors, which contained NaOH in an amount of about 99% of the total hydroxides, KOH as the remaining 1% hydroxides, and the total concentration of hydroxides in which was equal to about 50 wt.%, adding 0.25 ml of treatment solution per liter of crude oil took about 12 hours to remove H2S or reduce its concentration to about 0 hours / ppm, while adding 5 ml of treatment solution per liter of crude oil took about 30 minutes to reduce the H2S concentration to about 0 ppm. In another study performed on the same crude oil, substantially the same results were obtained when a treatment solution containing KOH at about 99% of the total hydroxides, NaOH as the remaining 1% hydroxides, and total the concentration of hydroxides in solution, equal to about 50 wt.%, was used in the same doses for the treatment of crude oil.

Осложняющим фактором при обработке природных жидкостей на основе углеводородов, таких как сырая нефть, и водных растворов, извлекаемых из подземных пластов совместно с сырой нефтью или природным газом, является то, что такие жидкости обычно имеют характеристики, варьирующиеся в широких пределах, что необходимо учитывать. Например, даже в случае одной и той же нефтяной скважины или газовой скважины сырая нефть и водные растворы, извлекаемые из нее, могут иметь характеристики, которые могут значительно варьироваться, например сырая нефть, добытая из данной скважины в определенное время определенного дня, может содержать количества H2S и различные типы и количества других загрязняющих веществ, которые будут значительно отличаться от их количества в сырой нефти, полученной из той же скважины в тот же день, но в другое время.A complicating factor in the treatment of natural hydrocarbon-based fluids such as crude oil and aqueous solutions extracted from subterranean formations along with crude oil or natural gas is that such fluids typically have widely varying characteristics that must be taken into account. For example, even in the case of the same oil well or gas well, crude oil and aqueous solutions extracted from it may have characteristics that may vary significantly, for example, crude oil produced from a given well at a certain time of a certain day may contain quantities H 2 S and various types and amounts of other contaminants, which will be significantly different from their amount in crude oil obtained from the same well on the same day but at a different time.

Согласно выгодному аспекту недавно предложенных раствора для обработки и способа обработки, определенную или стандартную композицию раствора для обработки можно использовать для обработки широкого спектра различных жидкостей на основе углеводородов или воды и для обработки жидкостей, имеющих характеристики, варьирующиеся в широких пределах. Например, добавление дозы раствора для обработки, лежащей в верхней половине стандартного диапазона доз, или даже добавление умеренноIn an advantageous aspect of the recently proposed treatment fluid and treatment method, a specific or standard treatment fluid composition can be used to treat a wide range of different hydrocarbon or water based fluids and to treat fluids having widely varying characteristics. For example, adding a treatment solution dose in the upper half of the standard dose range, or even adding moderately

- 10 041530 избыточной дозы, превышающей стандартный диапазон доз, обычно обеспечивает снижение концентраций H2S и других загрязняющих веществ до допустимых уровней и при этом не оказывает значительного неблагоприятного влияния на обрабатываемую жидкость. Соответственно может быть выгодным и/или удобным добавлять такие дозы стандартной композиции раствора для обработки к определенной жидкости для обеспечения достаточного снижения концентраций H2S и других загрязняющих веществ до допустимых уровней, вместо того, чтобы тщательно анализировать данную жидкость и определять наиболее подходящую дозу раствора для обработки по результатам анализа. Хотя стоимость обработки может повыситься из-за использования дополнительного количества раствора для обработки, эти дополнительные расходы могут быть приемлемыми в некоторых ситуациях. С другой стороны, задачей настоящего изобретения является исключения образования и выпадения осадков из обрабатываемых жидкостей, поэтому использования слишком избыточных доз обычно следует избегать, и может быть желательным также повысить дозы органической кислоты (или кислот) и/или MEA при повышении дозы гидроксида (или гидроксидов) при обработке жидкости.- 10 041530 an overdose exceeding the standard dose range will generally reduce H2S and other contaminant concentrations to acceptable levels without significantly adversely affecting the treated fluid. Accordingly, it may be advantageous and/or convenient to add such dosages of a standard treatment solution composition to a particular fluid to ensure that H 2 S and other contaminant concentrations are sufficiently reduced to acceptable levels, rather than carefully analyzing the fluid and determining the most appropriate dosage of solution for processing based on the results of the analysis. Although the cost of processing may increase due to the use of additional processing solution, these additional costs may be acceptable in some situations. On the other hand, it is an object of the present invention to avoid the formation and precipitation of liquids to be treated, so the use of too excessive doses should generally be avoided, and it may be desirable to also increase the doses of organic acid (or acids) and / or MEA with an increase in the dose of hydroxide (or hydroxides ) during liquid handling.

Хотя существует много различных распространенных гидроксидных соединений (OH-), которые можно использовать в растворе для обработки согласно недавнему предложению, многие из них имеют нежелательные характеристики, в том числе они могут вносить другие загрязняющие вещества в обрабатываемые жидкости, что может потребовать дополнительной стадии (или стадий) удаления, повысить расходы и т.д. Например, железо, другие металлы, кальций, барий и хлориды мешают нагреванию и крекингу в процессах переработки нефти, и может потребоваться их удаление из обработанной сырой нефтью перед ее перегонкой. С другой стороны, натрий, калий, магний и марганец допустимы в процессах переработки нефти, если их содержание не является слишком высоким, так что гидроксиды этих элементов можно использовать, если раствор для обработки используют для обработки сырой нефти. Например, выполненное исследование показало, что в случае сырой нефти с начальной концентрацией Na, равной примерно 8 ч./млн, которая содержит примерно 1000 ч./млн H2S, после обработки с использованием 3 мл раствора для обработки согласно недавнему предложению авторов настоящего изобретения на литр сырой нефти, конечные концентрации были равны примерно 40 ч./млн для Na и 0 ч./млн для H2S. Натрий не оказывает неблагоприятных эффектов в процессе рафинирования сырой нефти, поскольку концентрация натрия обычно <250 ч./млн. Гидроксид калия (KOH), гидроксид магния (Mg(OH)2) и гидроксид марганца (Mn(OH)2, Mn(OH)4) являются другими подходящими гидроксидами для использования в недавно предложенном растворе для обработки при обработке сырой нефти. Для обработки загрязненных водных растворов существует меньше ограничений для гидроксидов, которые можно включить в недавно предложенный раствор для обработки, хотя цена обычно является важным фактором, а гидроксид натрия и гидроксид калия являются относительно дешевыми.Although there are many different common hydroxide compounds (OH - ) that can be used in the treatment solution according to a recent proposal, many of them have undesirable characteristics, including they can introduce other contaminants into the treated fluids, which may require an additional step (or stages) removal, increase costs, etc. For example, iron, other metals, calcium, barium and chlorides interfere with heating and cracking in petroleum refining processes and may need to be removed from treated crude oil prior to distillation. On the other hand, sodium, potassium, magnesium and manganese are acceptable in oil refining processes if their content is not too high, so the hydroxides of these elements can be used if the treatment solution is used to treat crude oil. For example, a study performed showed that in the case of a crude oil with an initial Na concentration of about 8 ppm, which contains about 1000 ppm H2S, after treatment with 3 ml of a treatment solution according to a recent proposal of the authors of the present invention on liter of crude oil, final concentrations were about 40 ppm for Na and 0 ppm for H2S. Sodium has no adverse effects in the crude oil refining process as the sodium concentration is typically <250 ppm. Potassium hydroxide (KOH), magnesium hydroxide (Mg(OH) 2 ) and manganese hydroxide (Mn(OH) 2 , Mn(OH) 4 ) are other suitable hydroxides for use in a recently proposed treatment solution in crude oil processing. For the treatment of contaminated aqueous solutions, there are fewer restrictions on the hydroxides that can be included in the recently proposed treatment solution, although price is usually an important factor, and sodium hydroxide and potassium hydroxide are relatively cheap.

Использование комбинации гидроксидов является предпочтительным для более полной реакции или удаления большинства или всех сульфидов, содержащихся в жидкостях на основе углеводородов и в загрязненных водных растворах, поскольку существует более 300 типов сульфидов, и NaOH не является наиболее подходящим гидроксидом для удаления всех этих различных сульфидов. Безусловно, сероводород H2S является обычно основным загрязняющим веществом, которое необходимо удалить. Гидроксид калия (KOH), например, более эффективен, чем гидроксид натрия, в реакции с некоторыми видами сульфидов. Соответственно, если раствор для обработки согласно недавнему предложению авторов настоящего изобретения содержит некоторое количество гидроксида калия (KOH) совместно с гидроксидом натрия, то раствор для обработки обеспечивает более полную реакцию со всеми соединениями серы, содержащимися в жидкостях на основе нефти, по сравнению с использованием раствора для обработки, содержащего только гидроксид натрия. Например, раствор для обработки согласно недавнему предложению может содержать смесь от 50 до 99,9 ч. NaOH и от 0,1 до 50 ч. KOH, при общей концентрации гидроксидов в растворе для обработки, лежащей в диапазоне от 35 до 55 мас.%, предпочтительно равной по меньшей мере 45 мас.%.The use of a combination of hydroxides is preferred for more complete reaction or removal of most or all of the sulfides found in hydrocarbon-based fluids and contaminated aqueous solutions because there are over 300 types of sulfides and NaOH is not the most suitable hydroxide to remove all of these various sulfides. Of course, hydrogen sulfide H2S is usually the main pollutant that needs to be removed. Potassium hydroxide (KOH), for example, is more effective than sodium hydroxide at reacting with certain types of sulfides. Accordingly, if the treatment solution according to the recent proposal of the authors of the present invention contains some potassium hydroxide (KOH) together with sodium hydroxide, then the treatment solution provides a more complete reaction with all sulfur compounds contained in oil-based fluids, compared with using a solution for treatment containing only sodium hydroxide. For example, a treatment solution according to a recent proposal may contain a mixture of 50 to 99.9 parts NaOH and 0.1 to 50 parts KOH, with a total hydroxide concentration in the treatment solution ranging from 35 to 55 wt.%. , preferably equal to at least 45 wt.%.

Кроме того, водные растворы различных гидроксидов замерзают при различных температурах, даже если растворы имеют одинаковые суммарные концентрации различных гидроксидов, и это может иметь важное значение. Например, если способ обработки необходимо осуществить при температурах окружающей среды, близких к 0°С или ниже, то может быть желательным использовать раствор для обработки, содержащий высокую суммарную концентрацию одного или более гидроксидов, лежащую в диапазоне от 35 до 55 мас.%, предпочтительно равную по меньшей мере 45 мас.%, при этом раствор для обработки имеет температуру замерзания ниже температуры окружающей среды, так что исключаются осложнения, связанные с температурой, такие как замерзание или желирование раствора для обработки и/или обрабатываемой жидкости; например раствор для обработки, содержащий KOH в качестве основного гидроксида, имеет температуру замерзания ниже температуры замерзания раствора для обработки, содержащего NaOH в качестве основного гидроксида.In addition, aqueous solutions of different hydroxides freeze at different temperatures, even if the solutions have the same total concentrations of different hydroxides, and this can be important. For example, if the treatment process is to be carried out at ambient temperatures close to 0°C or below, it may be desirable to use a treatment solution containing a high total concentration of one or more hydroxides, ranging from 35 to 55 wt.%, preferably equal to at least 45 wt.%, while the treatment solution has a freezing point below ambient temperature, so that temperature-related complications such as freezing or gelling of the treatment solution and/or the liquid to be treated are excluded; for example, the treatment solution containing KOH as the basic hydroxide has a freezing point below the freezing point of the treatment solution containing NaOH as the basic hydroxide.

Недавно предложенный раствор для обработки может содержать другие компоненты, опять-таки в зависимости от присутствия других загрязняющих веществ в обрабатываемых жидкостях, которые необходимо удалить, а также в зависимости от желаемых результатов процесса обработки. Эти другие компоненты также можно включить в раствор для обработки и в способ обработки по настоящему изобретеThe recently proposed treatment solution may contain other components, again depending on the presence of other contaminants in the treated fluids to be removed, and also depending on the desired results of the treatment process. These other components can also be included in the treatment solution and treatment method of the present invention.

- 11 041530 нию. Например, небольшое количество силиката, такого как силикат калия, можно добавить к раствору для обработки, чтобы обеспечить антибактериальную функцию, которая может быть желательной для уничтожения микробов, в частности микробов, питающихся серой. Например, от 2 до 10 мл водного раствора силиката калия, содержащего от 29 до 45 мас.% силиката калия в воде, также можно добавить на литр недавно предложенного раствора для обработки, содержащего высокую концентрацию гидроксида (или гидроксидов), и затем раствор для обработки, содержащий гидроксид (или гидроксиды) и силикат калия, можно добавить к жидкости, подлежащей обработке, в соответствующих дозах в пределах указанного стандартного диапазона доз. Альтернативно, к жидкости, подлежащей обработке, можно добавить соответствующие дозы раствора силиката калия и раствора для обработки. Силикат калия существует с различными соотношениями SiO2:K2O, но часто его представляют как K2SiO3.- 11 041530 niyu. For example, a small amount of silicate, such as potassium silicate, can be added to the treatment solution to provide an antibacterial function, which may be desirable for killing microbes, in particular sulfur-eating microbes. For example, 2 to 10 ml of an aqueous solution of potassium silicate containing 29 to 45 wt.% potassium silicate in water can also be added per liter of a recently proposed treatment solution containing a high concentration of hydroxide (or hydroxides), and then the treatment solution , containing hydroxide (or hydroxides) and potassium silicate, can be added to the liquid to be treated in appropriate doses within the specified standard dose range. Alternatively, appropriate doses of potassium silicate solution and treatment solution can be added to the liquid to be treated. Potassium silicate exists in various SiO 2 :K 2 O ratios, but is often represented as K 2 SiO 3 .

Другой подходящий антибактериальный агент или антибактериальные агенты можно использовать в дополнение к силикатам или в качестве альтернативы силикатам в зависимости от конкретной жидкости, подлежащей обработке. Например, можно добавить барий (Ba) в количестве <100 ч./млн к жидкости, подлежащей обработке, независимо от того, является она жидкостью на основе углеводородов или водным раствором, и он выполнит антибактериальную функцию. Барий обычно является более подходящим для использования в более легких жидкостях на основе углеводородов, в том числе в дизельном топливе, и для обработки водных растворов, тогда как силикат калия обычно является более подходящим для использования в более тяжелых жидкостях на основе углеводородов, в том числе в сырой нефти. Кроме того, применение бария запрещено в тех жидкостях на основе углеводородов, которые должны быть рафинированы, поскольку барий оказывает неблагоприятный эффект на процесс рафинирования. Поэтому барий не является предпочтительным для осуществления настоящего изобретения, если обработке подвергают жидкости на основе углеводородов, такие как сырая нефть.Other suitable antibacterial agent or antibacterial agents can be used in addition to silicates or as an alternative to silicates, depending on the particular fluid to be treated. For example, you can add <100 ppm barium (Ba) to the liquid to be treated, whether it is a hydrocarbon-based liquid or an aqueous solution, and it will perform an antibacterial function. Barium is generally more suitable for use in lighter hydrocarbon-based fluids, including diesel fuel, and for treating aqueous solutions, while potassium silicate is generally more suitable for use in heavier hydrocarbon-based fluids, including crude oil. In addition, the use of barium is prohibited in those hydrocarbon-based fluids that must be refined, since barium has an adverse effect on the refining process. Therefore, barium is not preferred for the practice of the present invention when hydrocarbon-based liquids such as crude oil are being treated.

Другим компонентом, который можно включить в недавно предложенный авторами настоящего изобретения раствор для обработки или использовать совместно с ним, является бисульфит натрия (NaHSO3). При добавлении в относительно низкой концентрации, например от 0,001 до 0,05 ч./млн на литр обрабатываемой жидкости, бисульфит очень эффективен в отношении вытеснения растворенных газов, таких как метан (СН4), содержащихся в загрязненных водных растворах, во время их обработки и транспортировки с использованием автомобилей-цистерн, трубопроводов или другими способами, так что вытесненный газ можно уловить, собрать и продать. Это, конечно же, очень желательно и выгодно. Соответственно, например, если загрязненная сточная вода, образовавшаяся или полученная во время добычи метана/природного газа из скважины, содержит 5 об.% растворенного в ней метана/природного газа, то это может представлять собой значительное количество метана/природного газа, которое можно выделить, что существенно повысит общую производительность скважины. Водный раствор бисульфита натрия может быть высококонцентрированным, например от 70 до 90 мас.%, и его можно добавить к недавно предложенному раствору для обработки в соответствующем количестве, чтобы получить концентрацию, лежащую в диапазоне от 0,001 до 0,05 ч./млн на литр жидкости, подлежащей обработке. Хотя добавление бисульфита натрия может быть особенно подходящим для обработки водных растворов, его можно также добавить в раствор для обработки, используемый для обработки жидкостей на основе углеводородов. Однако важно, что когда бисульфит натрия нужно использовать для обработки сырой нефти или других жидкостей на основе углеводородов, для эффективного функционирования его следует добавлять в гидратированной форме, будь то порошок или жидкость.Another component that can be included in or used in conjunction with our recently proposed treatment solution is sodium bisulfite (NaHSO 3 ). When added at a relatively low concentration, such as 0.001 to 0.05 ppm per liter of fluid to be treated, bisulfite is very effective in displacing dissolved gases such as methane (CH 4 ) contained in contaminated aqueous solutions during treatment. and transportation using tank trucks, pipelines or other means so that the displaced gas can be captured, collected and sold. This, of course, is highly desirable and beneficial. Accordingly, for example, if contaminated wastewater generated or produced during the production of methane/natural gas from a well contains 5 vol.% methane/natural gas dissolved in it, then this may represent a significant amount of methane/natural gas that can be recovered which will significantly increase the overall productivity of the well. The aqueous sodium bisulfite solution may be highly concentrated, for example 70 to 90% by weight, and may be added to the recently proposed treatment solution in an appropriate amount to give a concentration ranging from 0.001 to 0.05 ppm per liter liquid to be processed. While the addition of sodium bisulfite may be particularly suitable for treating aqueous solutions, it can also be added to a treatment solution used to treat hydrocarbon-based fluids. However, it is important that when sodium bisulfite is to be used to treat crude oil or other hydrocarbon-based fluids, it must be added in a hydrated form, whether powder or liquid, to function effectively.

Кроме того, жидкости на основе углеводородов, такие как сырая нефть, и загрязненные водные растворы обычно содержат различные примеси и различные количества примесей, многие из которых необходимо или следует удалить совместно с H2S и другими серосодержащими загрязняющими веществами. Эти примеси включают аммиак (NH3), газообразный диоксид углерода (CO2), а также различные твердые примеси, включающие мертвое/разложившееся органическое вещество, общее содержание твердых взвешенных веществ (TSS; от англ.: total suspended solids) или волокон, которые обычно включают различные минералы и другие неорганические вещества, присоединенные к углеводородам, донный осадок и воду (BSW; от англ.: bottom sediment and water), тяжелые металлы и т.п. Аккумулированный аммиак может выделиться из обрабатываемой жидкости в форме газа, который является токсичным и нежелательным. Для удаления аммиака можно довести значение pH обрабатываемой жидкости до уровня, лежащего в диапазоне от 8,5 до 7,0, при котором аммиак преобразуется в ион аммония (NH4+), и поэтому предотвращается выделение аммиака в газообразной форме. Такой уровень pH соответствует способу обработки согласно недавнему предложению, поскольку, например, при стандартных дозах раствора для обработки pH обработанной сырой нефти повышается до примерно 7,0. Однако снижение pH раствора для обработки может также повлиять на реакции между гидроксидом и H2S. При pH ниже 7,0 ионы S2- в жидкости преобразуются в ионы HS-, которые на шаг ближе к H2S, так что в жидкости может быть больше остаточного H2S при понижении pH и меньше остаточного H2S при повышении pH. Конечно же удаление H2S является основным фокусом изобретения, и оно в характерном случае должно быть основным фактором при определении соответствующего pH обрабатываемой жидкости. Следует также отметить, что при значительной передозировке недавно предложенного раствора для обработки значение pH может превысить 9, и это увеличивает риск получения большего количества газообразного аммиака и образоваIn addition, hydrocarbon-based fluids such as crude oil and contaminated aqueous solutions typically contain various impurities and varying amounts of impurities, many of which must or must be removed along with H 2 S and other sulfur-containing contaminants. These impurities include ammonia (NH 3 ), carbon dioxide gas (CO2), and various particulate matter including dead/decomposed organic matter, total suspended solids (TSS) or fibers, which are normally include various minerals and other inorganic substances attached to hydrocarbons, bottom sediment and water (BSW; from English: bottom sediment and water), heavy metals, etc. Accumulated ammonia can be released from the treated liquid in the form of a gas, which is toxic and undesirable. To remove ammonia, it is possible to adjust the pH of the liquid to be treated to a level between 8.5 and 7.0, at which the ammonia is converted to the ammonium ion (NH4+) and therefore the release of ammonia in gaseous form is prevented. This pH level is consistent with the treatment method according to a recent proposal, since, for example, at standard doses of the treatment solution, the pH of the treated crude oil rises to about 7.0. However, lowering the pH of the treatment solution can also affect the reactions between hydroxide and H2S. Below pH 7.0, the S 2- ions in the liquid are converted to HS - ions, which are one step closer to H2S, so that the liquid can have more residual H2S at lower pH and less residual H2S at higher pH. Of course, the removal of H2S is the main focus of the invention, and it should typically be the main factor in determining the appropriate pH of the liquid to be treated. It should also be noted that with a significant overdose of the recently proposed treatment solution, the pH value can exceed 9, and this increases the risk of getting more ammonia gas and forming

- 12 041530 ния и выпадения осадка (или осадков). Соответственно это является другой причиной, по которой дозу недавно предложенного раствора для обработки следует удерживать в пределах стандартного диапазона в связи с настоящим изобретением. Альтернативный подход к удалению аммиака из обрабатываемых жидкостей состоит в удалении аммиака из водной части жидкости с использованием способа ионного обмена.- 12 041530 precipitation and precipitation (or precipitation). Accordingly, this is another reason why the dose of the newly proposed treatment solution should be kept within the standard range in connection with the present invention. An alternative approach to removing ammonia from process fluids is to remove ammonia from the aqueous portion of the fluid using an ion exchange process.

Если жидкостью, подлежащей обработке, является сырая нефть, и она содержит значимое количество диоксида углерода (CO2), это может повлиять на процесс обработки, поскольку гидроксид (или гидроксиды), содержащийся в недавно предложенном растворе для обработки, может реагировать с диоксидом углерода в присутствии следовых количеств воды согласно приведенному ниже уравнению (3), вследствие чего может потребоваться использовать дополнительное количество гидроксида (или гидроксидов) для обработки сырой нефти, например посредством повышения дозы недавно предложенного раствора для обработки, добавленной к сырой нефти.If the fluid to be treated is crude oil and it contains a significant amount of carbon dioxide (CO2), this may affect the treatment process because the hydroxide (or hydroxides) contained in the recently proposed treatment solution may react with carbon dioxide in the presence of trace amounts of water according to equation (3) below, which may require additional hydroxide (or hydroxides) to be used to treat the crude oil, for example by increasing the dose of the recently proposed treatment solution added to the crude oil.

СО2 + NaOH (водный раствор) -► NaHCO3 (3)CO 2 + NaOH (aqueous solution) -► NaHCO 3 (3)

Что касается волокнистых примесей в жидкостях, подлежащих обработке, то их можно удобно и эффективно удалить из жидкостей с использованием того же раствора для обработки и способа обработки согласно недавнему предложению авторов настоящего изобретения, которые используют для реакции с H2S и другими серосодержащими соединениями, содержащимися в жидкости. Однако, как обсуждалось в публикации PCT/US 2018/050913, это может включать добавление более высокой дозы недавно предложенного раствора для обработки по сравнению со стандартной дозой, используемой для удаления H2S и других сульфидных соединений, и/или добавление других веществ, которые вызывают образование осадков и т.п., например таких компонентов, как хлорид трехвалентного железа (FeCl3) и/или ионные полимеры. Например, добавление дозы, в от 2 до 5 раз превышающей стандартную дозу недавно предложенного раствора для обработки, к жидкости на основе углеводородов обычно вызывает выпадение серосодержащих соединений, волокнистых примесей и других примесей, оставшихся в обрабатываемой жидкости на основе углеводородов, в осадок из жидкости, если это желательно, тогда как добавление хлорида трехвалентного железа (FeCl3) и/или ионных полимеров к обрабатываемой жидкости может вызвать флоккуляцию, которая захватывает/связывает загрязняющие вещества и вызывает их осаждение из обрабатываемых жидкостей. Конечно же, образование осадков противоречит одной из задач настоящего изобретения, которое должно обеспечивать удержание удаленных серосодержащих соединений и других загрязнений в обработанной жидкости в течение определенного периода времени без образования осадков, твердых отложений и т.п.With regard to fibrous impurities in liquids to be treated, they can be conveniently and effectively removed from liquids using the same treatment solution and treatment method according to a recent proposal of the present inventors, which are used to react with H2S and other sulfur-containing compounds contained in the liquid. . However, as discussed in PCT/US 2018/050913, this may include the addition of a higher dose of the newly proposed treatment solution compared to the standard dose used to remove H 2 S and other sulfide compounds, and/or the addition of other substances that cause the formation of precipitates and the like, such as components such as ferric chloride (FeCl 3 ) and/or ionic polymers. For example, adding a dose of 2 to 5 times the standard dose of a recently proposed treatment solution to a hydrocarbon-based fluid typically causes sulfur compounds, fibrous impurities, and other impurities remaining in the hydrocarbon-based fluid to be treated to precipitate out of the fluid, if desired, while the addition of ferric chloride (FeCl 3 ) and/or ionic polymers to the treated fluid may cause flocculation which traps/binds contaminants and causes them to precipitate from the treated fluids. Of course, the formation of deposits is contrary to one of the objectives of the present invention, which is to ensure that removed sulfur compounds and other contaminants are retained in the treated fluid for a certain period of time without the formation of deposits, solid deposits, etc.

Сходным образом, иллюстративный вариант способа обработки согласно недавнему предложению авторов настоящего изобретения может включать дополнительные стадии сбора, уничтожения и обработки осадков и/или газов, образующихся в реакциях между раствором для обработки и жидкостями на основе углеводородов. Однако, опять-таки, важным аспектом способа обработки с использованием модифицированного раствора для обработки по настоящему изобретению является то, что в очищаемых жидкостях по существу не образуются осадки, твердые отложения и т.п. во время их обработки, транспортировки и хранения в течение предварительно определенного периода времени, например от 30 мин до одного или более дней. Поэтому способ обработки по настоящему изобретению в характерном случае не требует стадий сбора, ликвидации и обработки осадков, выпадающих из обрабатываемых жидкостей, поскольку такие осадки, твердые отложения и т.п. не должны образовываться.Similarly, an exemplary treatment method according to a recent proposal by the present inventors may include additional steps for collecting, destroying, and treating precipitates and/or gases generated from reactions between the treatment solution and hydrocarbon-based fluids. However, again, an important aspect of the treatment method using the modified treatment solution of the present invention is that deposits, solid deposits, and the like are essentially not formed in the treated liquids. during their processing, transport and storage for a predetermined period of time, for example from 30 minutes to one or more days. Therefore, the processing method of the present invention typically does not require the steps of collecting, disposing and treating precipitates deposited from the liquids to be treated, since such precipitates, solid deposits, and the like. should not be generated.

(II) Раствор для обработки и способ обработки по настоящему изобретению(II) Treatment solution and treatment method of the present invention

Способ обработки по настоящему изобретению также включает использование дозы раствора для обработки согласно недавнему предложению, лежащей в пределах указанного стандартного диапазона, для эффективного снижения концентраций H2S и других загрязняющих веществ в жидкостях до безопасных, допустимых уровней по существу таким же образом, как обсуждалось в публикации PCT/US 2018/050913, но кроме этого он включает использование дополнительного вещества (или веществ) для обеспечения того, что в обрабатываемых жидкостях не образуются и не выпадут из них осадок (или осадки), твердые отложения и т.п. во время обработки, транспортировки и хранения жидкостей в течение периодов времени, равных часам, дням и неделям, и не возникнут значительные проблемы с обработанной жидкостью. В способе обработки, включающем добавление недавно предложенного раствора для обработки в пределах стандартного диапазона доз к загрязненной жидкости, в характерном случае образуется мало осадка (или осадков), твердых отложений и т.п., или они вообще не образуются, но для гарантированного получения такого результата способ обработки по настоящему изобретению включает использование одного или более дополнительных веществ совместно с дозой недавно предложенного раствора для обработки, лежащей в пределах стандартного диапазона доз.The treatment method of the present invention also includes using a dose of the treatment solution according to a recent proposal, lying within the specified standard range, to effectively reduce the concentrations of H 2 S and other contaminants in fluids to safe, acceptable levels in essentially the same way as discussed in publication PCT/US 2018/050913, but it also includes the use of an additional substance (or substances) to ensure that the treated liquids do not form or fall out of the precipitate (or precipitates), solid deposits, etc. during processing, transport and storage of liquids for periods of time equal to hours, days and weeks, and there will be no significant problems with the processed liquid. In a treatment method involving the addition of a newly proposed treatment solution within a standard dosage range to a contaminated fluid, typically little or no sludge (or deposits), solid deposits, etc. is formed, but to ensure that such As a result, the treatment method of the present invention includes the use of one or more additional substances in conjunction with a dose of the newly proposed treatment solution lying within the standard dose range.

Дополнительное вещество (или вещества) для использования с недавно предложенным раствором для обработки согласно иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения может прежде всего включать одну или более органических кислот, таких как фульвовая кислота и гуминовая кислота. В способе обработки по настоящему изобретению органическую кислоту (или кислоты) можно добавить к обрабатываемой жидкости в соответствующем суммарном количестве, которое приводит кAdditional substance (or substances) for use with the recently proposed treatment solution according to an illustrative embodiment of the present invention may primarily include one or more organic acids, such as fulvic acid and humic acid. In the processing method of the present invention, the organic acid (or acids) can be added to the liquid to be treated in an appropriate total amount that results in

- 13 041530 нормальной концентрации, лежащей в диапазоне от 0,01 до 10 ч./млн, предпочтительно от 0,1 до 3,0 ч./млн, в жидкости, независимо от того, является обрабатываемая жидкость жидкостью на основе углеводородов или загрязненным водным раствором. В пределах этого диапазона наиболее подходящая доза органической кислоты (или кислот), как и наиболее подходящая доза недавно предложенного раствора для обработки, преимущественно зависит от тех же трех факторов, которые обсуждались в связи с определением наиболее подходящей дозы недавно предложенного авторами настоящего изобретения раствора для обработки, то есть- 13 041530 normal concentration, ranging from 0.01 to 10 ppm, preferably from 0.1 to 3.0 ppm, in a liquid, regardless of whether the liquid being treated is a hydrocarbon-based liquid or contaminated aqueous solution. Within this range, the most appropriate dose of the organic acid(s), as well as the most appropriate dose of the newly proposed treatment solution, is predominantly dependent on the same three factors discussed in connection with determining the most appropriate dose of the inventors' newly proposed treatment solution. , that is

1) от количества H2S и других серосодержащих соединений в обрабатываемой жидкости;1) on the amount of H2S and other sulfur-containing compounds in the treated liquid;

2) от вязкости жидкости и2) on the viscosity of the liquid and

3) от допустимого времени для реакции раствора для обработки с обрабатываемой жидкостью, хотя нагревание и/или перемешивание обрабатываемой жидкости снизит вязкость жидкости и сократит время, необходимое для надлежащего снижения концентрации H2S и других загрязняющих веществ в жидкости.3) the allowable time for the treatment solution to react with the fluid to be treated, although heating and/or stirring the fluid to be treated will reduce the viscosity of the fluid and shorten the time needed to properly reduce the concentration of H 2 S and other contaminants in the fluid.

Дозу органической кислоты (или кислот) можно по существу линейно масштабировать в указанном диапазоне на основании этих факторов.The dose of organic acid (or acids) can be essentially linearly scaled in the specified range based on these factors.

Органическая кислота (или кислоты), используемая по настоящему изобретению, реагирует и/или связывается с серосодержащими соединениями, включающими те соединения, которые подвергаются воздействию и удаляются в реакции с NaOH или другим гидроксидом (или гидроксидами), содержащимися в недавно предложенном растворе для обработки, и по существу все они остаются в обработанной жидкости, а не выделяются из нее в форме газов, осадка (или осадков), твердых отложений и т.п. Существует возможность выделения небольшого количества удаленных сульфидных соединений из обработанных жидкостей в форме газа, такого как диоксид серы, или в форме осадка, такого как сульфат, в тех случаях, когда органическую кислоту (или кислоты) добавляют в указанных нормальных концентрациях, но это небольшое количество обычно не имеет значения. Кроме того, если желательно, чтобы в обрабатываемой жидкости вообще не образовывались осадок (или осадки), газ (или газы), твердые отложения и т.п. то количество органической кислоты (или кислот), добавляемое в способе обработки, можно увеличить с выходом за пределы указанного диапазона концентраций, то есть повысить на 10-50%. Очень важным является то, что способ обработки не оказывает существенного вредного влияния на обрабатываемые жидкости, например, удаленные сульфидные соединения в основном остаются в обработанных жидкостях, но в форме других соединений серы, которые не являются токсичными или в высокой степени опасными, в отличие от H2S до его удаления.The organic acid (or acids) used in the present invention reacts and/or binds with sulfur-containing compounds, including those compounds that are attacked and removed by reaction with NaOH or other hydroxide (or hydroxides) contained in the recently proposed treatment solution, and substantially all remain in the treated fluid rather than being released from it in the form of gases, sediment (or sediments), solid deposits, and the like. It is possible to isolate small amounts of removed sulfide compounds from treated liquids in the form of a gas such as sulfur dioxide or in the form of a precipitate such as sulfate when the organic acid (or acids) are added at the indicated normal concentrations, but this is a small amount. usually doesn't matter. In addition, if it is desired that no precipitate (or precipitates), gas (or gases), solid deposits, etc. be formed in the treated liquid at all. then the amount of organic acid (or acids) added in the treatment process can be increased beyond the specified concentration range, that is, increased by 10-50%. It is very important that the treatment method does not have a significant detrimental effect on the treated fluids, for example, the removed sulfide compounds mostly remain in the treated fluids, but in the form of other sulfur compounds that are not toxic or highly hazardous, unlike H 2 S until it is removed.

Фульвовая кислота по существу является семейством органических кислот, но в характерном случае может быть определена как 4,10-дигидро-3,7,8-тригидрокси-3-метил-10-оксо-1Н,3H-пирано[4,3b][1]бензопиран-9-карбоновая кислота или 3,7,8-тригидрокси-3 -метил-10-оксо-1,4-дигидропирано[4,3b]хромен-9-карбоновая кислота со средней химической формулой C135H182O95N5S2 и молекулярными массами, в характерном случае лежащими в диапазоне от 100 до 10000 г/моль. Сходным образом, гуминовая кислота является смесью нескольких молекул, часть которых основана на мотиве ароматического ядра с фенольными и карбоксильными заместителями, которые связаны друг с другом, и иллюстрация, приведенная ниже, демонстрирует характерную структуру. Молекулярная масса (размер) гуминовой кислоты в характерном случае значительно больше, чем молекулярная масса фульвовой кислоты, и она может лежать в диапазоне от 50000 до более чем 500000 г/моль.Fulvic acid is essentially a family of organic acids, but can typically be defined as 4,10-dihydro-3,7,8-trihydroxy-3-methyl-10-oxo-1H,3H-pyrano[4,3b][ 1]benzopyran-9-carboxylic acid or 3,7,8-trihydroxy-3-methyl-10-oxo-1,4-dihydropyrano[4,3b]chromene-9-carboxylic acid with the average chemical formula C 135 H 182 O 95 N 5 S 2 and molecular weights typically ranging from 100 to 10,000 g/mol. Similarly, humic acid is a mixture of several molecules, some of which are based on an aromatic core motif with phenolic and carboxyl substituents that are linked to each other, and the illustration below shows the characteristic structure. The molecular weight (size) of humic acid is typically much larger than that of fulvic acid and may range from 50,000 to more than 500,000 g/mol.

Органическую кислоту (или кислоты) можно добавить к раствору для обработки по настоящему изобретению в порошкообразной форме, например форме порошка, содержащего от 70 до 100 мас.% органической кислоты (или кислот), или в форме водного раствора, например в форме водного раствора, содержащего от 1 до 40 мас.% органической кислоты (или кислот).The organic acid (or acids) can be added to the treatment solution of the present invention in powder form, for example in the form of a powder containing 70 to 100% by weight of the organic acid (or acids), or in the form of an aqueous solution, for example in the form of an aqueous solution, containing from 1 to 40 wt.% organic acid (or acids).

Другим веществом, которое можно использовать в способах обработки по настоящему изобретению, является моноэтаноламин или MEA (C2H7NO). MEA является жидким органическим соединением и слабым основанием. MEA функционирует как средство, препятствующее образованию твердых отложений, и также является более эффективным в отношении удаления некоторых видов соединений серы, чем гидроксид (или гидроксиды) в недавно предложенном растворе для обработки, так что способ обработки согласно иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения обеспечивает более полное удаление различных видов серосодержащих соединений. Соответствующее количество MEA для использования в способе обработки в характерном случае соответствует концентрации, лежащей в диапазоне отAnother substance that can be used in the treatments of the present invention is monoethanolamine or MEA (C2H7NO). MEA is a liquid organic compound and a weak base. MEA functions as an antiscale agent and is also more effective at removing certain types of sulfur compounds than the hydroxide (or hydroxides) in the recently proposed treatment solution, such that the treatment method according to an illustrative embodiment of the present invention provides more complete removal various types of sulfur-containing compounds. The appropriate amount of MEA to be used in the processing method typically corresponds to a concentration ranging from

- 14 041530- 14 041530

0,5 до 15 ч./млн, предпочтительно от 1,0 до 10 ч./млн, MEA в жидкости на основе углеводородов или в водном растворе, подлежащем обработке. В пределах этого диапазона наиболее подходящая доза MEA опять-таки преимущественно зависит от тех же факторов, которые обсуждались в связи с органической кислотой (или кислотами) и недавно предложенным раствором для обработки, и дозу MEA можно по существу линейно масштабировать в указанном диапазоне на основании этих факторов. MEA можно использовать в способе обработки по настоящему изобретению прямо в 100%-ной концентрации.0.5 to 15 ppm, preferably 1.0 to 10 ppm, MEA in the hydrocarbon-based liquid or aqueous solution to be treated. Within this range, the most appropriate dose of MEA again predominantly depends on the same factors discussed in connection with the organic acid (or acids) and the recently proposed treatment solution, and the dose of MEA can be substantially linearly scaled within the specified range based on these factors. MEA can be used in the processing method of the present invention directly at 100% concentration.

В способе обработки по настоящему изобретению есть несколько дополнительных соображений относительно MEA. Во-первых, MEA экзотермически реагирует с гидроксидами, такими как NaOH, также используемыми в способе обработки, так что желательно не включать избыточное количество MEA в процесс обработки, поскольку это может быть контрпродуктивным по отношению к целевой функции гидроксидов, состоящей в реакции с H2S для его удаления. MEA также может реагировать с диоксидом углерода (CO2) согласно следующей обратимой реакции:There are several additional considerations regarding MEA in the processing method of the present invention. First, MEA reacts exothermically with hydroxides such as NaOH also used in the process, so it is desirable not to include excess MEA in the process as this may be counterproductive to the hydroxides' intended function of reacting with H2S to its removal. MEA can also react with carbon dioxide (CO2) according to the following reversible reaction:

СО2 + 2 НОСН2СН2МН2 HOCH2CH2NH3 + + HOCH2CH2NHCO2· ... (4)CO 2 + 2 HOCH 2 CH 2 MH 2 HOCH 2 CH 2 NH 3 + + HOCH 2 CH 2 NHCO 2 ... (4)

Поскольку MEA реагирует с диоксидом углерода в обрабатываемой жидкости, это может снизить количество нежелательных реакций, включающих гидроксид (или гидроксиды), также используемый в способе обработки, то есть реакций между MEA и гидроксидом (или гидроксидами) и реакций между диоксидом углерода и гидроксидом (или гидроксидами) согласно уравнению (3), приведенному выше. Количество диоксида углерода в жидкости, подлежащей обработке, также может быть важным фактором, если это количество является значительным, и может оказаться желательным увеличить дозу MEA на основании содержания диоксида углерода в обрабатываемой жидкости в случае жидкостей, содержащих относительно большое количество диоксида углерода.Because MEA reacts with carbon dioxide in the fluid being treated, this can reduce unwanted reactions involving the hydroxide (or hydroxides) also used in the treatment process, i.e. reactions between MEA and hydroxide (or hydroxides) and reactions between carbon dioxide and hydroxide (or hydroxides) according to equation (3) above. The amount of carbon dioxide in the liquid to be treated can also be an important factor if the amount is significant, and it may be desirable to increase the dose of MEA based on the carbon dioxide content of the liquid to be treated in the case of liquids containing a relatively large amount of carbon dioxide.

Другим необязательным компонентом, который можно включить в раствор для обработки и в способ обработки по настоящему изобретению, является средство, понижающее температуру замерзания, или средство, предотвращающее гелеобразование, которые могут быть желательными, если обработка жидкостей на основе углеводородов, таких как сырая нефть, проводится, в частности, при низких температурах, равных 0°С и ниже, поскольку другие компоненты, используемые в растворе для обработки и в способе обработки согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, могут вызывать замерзание или желирование обрабатываемых жидкостей на основе углеводородов при таких температурах. Например, вода, содержащаяся в растворе для обработки согласно недавнему предложению авторов настоящего изобретения, описанному в публикации PCT/US 2018/050913, вода, которая образуется в реакциях между гидроксидом (или гидроксидами) и H2S и другими загрязняющими веществами, содержащимися в обрабатываемых жидкостях, и органические кислоты могут вызывать гелеобразование в обрабатываемой сырой нефти. Хотя обрабатываемую сырую нефть можно нагреть для предотвращения такого гелеобразования, не всегда возможно или практично нагревать обрабатываемую сырую нефть. В таких ситуациях добавление средства, предотвращающего гелеобразование, может быть наиболее подходящим способом предотвращения гелеобразования в сырой нефти. Подходящей группой средств, предотвращающих гелеобразование, являются жидкости на основе низкомолекулярных углеводородов, в том числе гексан и циклогексан, которые можно добавить к обрабатываемым жидкостям на основе углеводородов в дозах, лежащих в диапазоне от 10 до 25 об.% от суммарного общего объема всех других компонентов, добавляемых к жидкостям на основе углеводородов, обрабатываемым способом по настоящему изобретению. Например, в способе обработки по настоящему изобретению, если большой объем сырой нефти обрабатывают с использованием 85 галлонов раствора для обработки согласно недавнему предложению авторов настоящего изобретения, описанному в публикации PCT/US 2018/050913, совместно с 10 галлонами органической кислоты (или кислот) и 5 галлонами MEA при общем объеме других компонентов, равном 100 галлонам, то от 10 до 25 галлонов гексана или циклогексана можно также добавить к сырой нефти в качестве средства, препятствующего гелеобразованию, в качестве части способа обработки.Another optional component that can be included in the treatment solution and treatment method of the present invention is a freezing point depressant or anti-gelling agent, which may be desirable if hydrocarbon-based fluids such as crude oil are to be treated. , particularly at low temperatures of 0° C. and below, since other components used in the treatment solution and in the treatment method according to embodiments of the present invention may cause hydrocarbon-based treatment fluids to freeze or gel at such temperatures. For example, the water contained in the treatment solution according to the recent proposal of the authors of the present invention, described in the publication PCT/US 2018/050913, water, which is formed in reactions between hydroxide (or hydroxides) and H 2 S and other contaminants contained in the treated liquids, and organic acids can cause gelation in processed crude oils. Although the crude oil being processed can be heated to prevent such gelation, it is not always possible or practical to heat the crude oil being processed. In such situations, the addition of an anti-gelling agent may be the most appropriate way to prevent gelation in the crude oil. A suitable group of anti-gelling agents are low molecular weight hydrocarbon fluids, including hexane and cyclohexane, which can be added to hydrocarbon fluids to be treated at doses ranging from 10% to 25% by volume of the combined total volume of all other components. added to hydrocarbon-based fluids processed by the method of the present invention. For example, in the treatment method of the present invention, if a large volume of crude oil is treated using 85 gallons of treatment solution according to the recent proposal of the present inventors, described in the publication PCT/US 2018/050913, together with 10 gallons of organic acid (or acids) and 5 gallons of MEA with a total of 100 gallons of other components, then 10 to 25 gallons of hexane or cyclohexane can also be added to the crude oil as an anti-gelling agent as part of the treatment.

Альтернативным способом предотвращения замерзания или желирования жидкостей на основе углеводородов в способе обработки по настоящему изобретению, как обсуждалось выше, является выбор такого гидроксида (или гидроксидов), используемого в растворе для обработки согласно недавнему предложению авторов настоящего изобретения, чтобы раствор для обработки имел температуру замерзания ниже температуры окружающей среды, при которой проводят процесс обработки. Например, в способе обработке при обработке сырой нефти, если недавно предложенный раствор для обработки содержит примерно равные количества NaOH и KOH в суммарной концентрации, равной примерно 50 мас.%, в растворе для обработки, то компоненты обрабатываемой таким образом сырой нефти начнут желироваться при температуре, лежащей в диапазоне от примерно 0 до -5°С, тогда как, если ту же сырую нефть обрабатывают с использованием раствора для обработки, содержащего NaOH и KOH в соотношении 19:1 и в суммарной концентрации, равной примерно 50 мас.%, в растворе для обработки, то компоненты обрабатываемой таким образом сырой нефти начнут желироваться при температуре, равной примерно 5°С.An alternative way to prevent freezing or gelling of hydrocarbon-based fluids in the process of the present invention, as discussed above, is to select the hydroxide (or hydroxides) used in the treatment solution according to the recent proposal of the present inventors, so that the treatment solution has a freezing point below the ambient temperature at which the processing is carried out. For example, in a crude oil treatment process, if a newly proposed treatment solution contains about equal amounts of NaOH and KOH at a total concentration of about 50% by weight in the treatment solution, then the components of the crude oil thus treated will begin to gel at a temperature of , lying in the range from about 0 to -5°C, while if the same crude oil is treated using a treatment solution containing NaOH and KOH in a ratio of 19:1 and a total concentration of about 50 wt.%, in solution for treatment, then the components of the thus processed crude oil will begin to gel at a temperature equal to about 5°C.

В способе обработки согласно иллюстративным вариантам осуществления настоящего изобретения соответствующие количества недавно предложенного авторами настоящего изобретения раствора для обработки загрязненных жидкостей и дополнительного компонента (или компонентов), препятствующеIn the processing method according to illustrative embodiments of the present invention, the respective amounts of the recently proposed by the present inventors solution for treating contaminated liquids and an additional component (or components) that prevent

- 15 041530 го образованию осадка (или осадков), твердых отложений и т.п., и средства, понижающего температуру замерзания или препятствующего гелеобразованию, могут быть по отдельности добавлены к обрабатываемым жидкостям или, в качестве альтернативы, один или более дополнительных компонентов можно добавить к недавно предложенному раствору для обработки с получением модифицированного раствора для обработки, который затем добавляют в соответствующей дозе к жидкостям, подлежащим обработке. Альтернативный подход является более удобным из практических соображений, поскольку модифицированный раствор для обработки можно приготовить заблаговременно в любом удобном месте, перевезти в одном контейнере в другое место, где его добавят к обрабатываемой жидкости, и обеспечить одновременное добавление всех компонентов к обрабатываемой жидкости. Хотя некоторые из различных компонентов могут реагировать друг с другом в таком модифицированном растворе для обработки до его добавления в обрабатываемую жидкость, количество таких реакций невелико, и это не снизит значительно эффективность способа обработки по сравнению со способом обработки, в котором каждый из нескольких компонентов по отдельности добавляют к обрабатываемой жидкости. Соответственно, например, подходящие количества органической кислоты (или кислот), MEA и/или средства, препятствующего гелеобразованию, можно добавить к определенному объему недавно предложенного авторами настоящего изобретения раствора для обработки с получением такого модифицированного раствора для обработки, чтобы при добавлении определенного количества модифицированного раствора для обработки к определенному объему обрабатываемой жидкости каждый из компонентов находился в определенной дозе в определенном объеме обрабатываемой жидкости.- 15 041530 sludge (or sludge), solid deposits, etc., and anti-freeze or anti-gel agents may be separately added to the fluids to be treated, or, alternatively, one or more additional components may be added to a recently proposed treatment solution to form a modified treatment solution, which is then added at an appropriate dose to the fluids to be treated. An alternative approach is more convenient for practical reasons, since the modified treatment solution can be prepared in advance at any convenient location, transported in one container to another location where it will be added to the treatment fluid, and ensure that all components are added to the treatment fluid at the same time. Although some of the various components may react with each other in such a modified treatment solution before it is added to the treatment liquid, the number of such reactions is small and this will not significantly reduce the effectiveness of the treatment method compared to a treatment method in which each of several components individually added to the treated liquid. Accordingly, for example, suitable amounts of an organic acid (or acids), MEA and/or an anti-gelling agent can be added to a certain volume of our recently proposed treatment solution to form a modified treatment solution such that when a certain amount of the modified solution is added for processing to a certain volume of the processed liquid, each of the components was in a certain dose in a certain volume of the processed liquid.

Иллюстративный вариант модифицированного раствора для обработки по настоящему изобретению можно получить посредством объединения от 1 до 15 мл водного раствора, содержащего 5 мас.% органической кислоты (или кислот) в воде и от 0,05 до 0,5 мл MEA на литр недавно предложенного раствора для обработки, содержащего общую концентрацию гидроксида, лежащую в диапазоне от 35 до 55 мас.%, предпочтительно равную по меньшей мере 45 мас.% в воде. Затем модифицированный раствор для обработки можно добавить к жидкостям, подлежащим обработке, в соответствующих дозах, которые могут по существу соответствовать стандартному диапазону доз, указанному в связи с недавно предложенным авторами настоящего изобретения способом обработки, то есть в диапазоне от 0,25 до 6,0 мл на литр, предпочтительно в диапазоне от 1,0 мл до 5,0 мл/л жидкости, подлежащей обработке, с учетом того, что количества органической кислоты (или кислот) и MEA, объединяемые с недавно предложенным раствором для обработки с получением модифицированного раствора для обработки, составляют примерно 1% от модифицированного раствора для обработки. Сравнительно малое количество органической кислоты (или кислот), включенное в модифицированный раствор для обработки, не вызывает значительных изменений основных характеристик, придаваемых значительно большим количеством гидроксида (или гидроксидов), и модифицированный раствор для обработки будет иметь значение pH, по существу соответствующее значению pH раствора для обработки, не содержащего органической кислоты (или кислот), например в диапазоне от 13 до 14, и модифицированный раствор для обработки повысит pH жидкостей, подлежащих обработке, по существу на столько же, что и недавно предложенный раствор для обработки, не содержащий органической кислоты (или кислот).An exemplary modified treatment solution of the present invention can be prepared by combining 1 to 15 ml of an aqueous solution containing 5 wt% organic acid (or acids) in water and 0.05 to 0.5 ml of MEA per liter of the newly proposed solution for treatment containing a total hydroxide concentration ranging from 35 to 55 wt.%, preferably equal to at least 45 wt.% in water. The modified treatment solution can then be added to the fluids to be treated at appropriate doses, which may substantially correspond to the standard dose range indicated in connection with the present inventors' newly proposed treatment method, i.e., in the range of 0.25 to 6.0 ml per liter, preferably in the range of 1.0 ml to 5.0 ml/l of the liquid to be treated, bearing in mind that the amounts of organic acid (or acids) and MEA combined with the newly proposed treatment solution to obtain a modified solution for treatment are approximately 1% of the modified treatment solution. The relatively small amount of organic acid (or acids) included in the modified treatment solution does not cause significant changes in the basic characteristics imparted by a significantly larger amount of hydroxide (or hydroxides), and the modified treatment solution will have a pH value substantially corresponding to the pH value of the solution for a treatment that does not contain an organic acid (or acids), for example in the range of 13 to 14, and the modified treatment solution will raise the pH of the fluids to be treated by substantially the same amount as the recently proposed treatment solution that does not contain an organic acid (or acids).

Опять-таки, основными важными преимуществами, обеспечиваемыми способом обработки по настоящему изобретению, являются эффективное снижение концентрации H2S и других загрязняющих веществ в обрабатываемых жидкостях до безопасных, допустимых уровней и предотвращение образования и выделения из обрабатываемых жидкостей осадка (или осадков), твердых отложений и т.п. при обработке, транспортировке и хранении жидкостей в течение периодов времени, равных часам, дням и неделям, без неблагоприятного влияния на обработанные жидкости. Для предотвращения образования осадка (или осадков), твердых отложений и т.п. количество недавно предложенного авторами настоящего изобретения раствора для обработки, используемое в способе обработки, следует удерживать в стандартном диапазоне, указанном выше, поскольку добавление избыточного количества недавно предложенного раствора для обработки обычно способствует образованию осадка (или осадков), твердых отложений и т.п. Если способ обработки по настоящему изобретению включает использование модифицированного раствора для обработки, описанного выше, то в случае, если количество модифицированного раствора для обработки, добавляемое на литр обрабатываемой жидкости, увеличивают с превышением стандартного диапазона доз, то количества органической кислоты (или кислот) и MEA также пропорционально увеличивают вместе с количеством гидроксида (или гидроксидов) в модифицированном растворе для обработки, и он по-прежнему будет обеспечивать, по существу, полное отсутствие образования осадка (или осадков), твердых отложений и т.п. в обрабатываемых жидкостях во время их обработки, транспортировки и/или хранения в течение определенного периода времени, несмотря на то, что повышенная доза гидроксида (или гидроксидов), добавленная в процессе обработки, обычно может способствовать образованию осадка (или осадков), твердых отложений и т.п. в обрабатываемых жидкостях, если в них отсутствуют органическая кислота (или кислоты) и MEA.Again, the main important advantages provided by the treatment method of the present invention are the effective reduction of the concentration of H 2 S and other contaminants in the treated fluids to safe, acceptable levels and the prevention of the formation and release of sludge (or sediments), solid deposits from the treated fluids. and so on. when processing, transporting and storing liquids for periods of time equal to hours, days and weeks, without adversely affecting the processed liquids. To prevent the formation of sediment (or sediments), solid deposits, etc. the amount of the newly proposed treatment solution used in the treatment method should be kept within the standard range indicated above, since the addition of an excess amount of the newly proposed treatment solution usually promotes the formation of sludge (or precipitates), hard deposits, and the like. If the treatment method of the present invention includes the use of the modified treatment solution described above, then in case the amount of the modified treatment solution added per liter of liquid to be treated is increased beyond the standard dosage range, the amounts of organic acid (or acids) and MEA also increase proportionally with the amount of hydroxide (or hydroxides) in the modified treatment solution, and it will still provide substantially no formation of sludge (or sludge), solid deposits, and the like. in treated fluids during their processing, transport and/or storage for a certain period of time, although an increased dose of hydroxide (or hydroxides) added during processing can usually contribute to the formation of sediment (or sediments), solid deposits and etc. in processed liquids, if they do not contain organic acid (or acids) and MEA.

Безусловно, можно также независимо увеличить количество органической кислоты (или кислот) и/или MEA, добавленное в модифицированный раствор для обработки по настоящему изобретению, без увеличения количества гидроксида (или гидроксидов) и других компонентов. Например, если обрабаты- 16 041530 ваемая жидкость, такая как сырая нефть, имеет очень высокую концентрацию H2S, или если обработанную нефть необходимо транспортировать или хранить в течение длительного периода времени, например от 1 до 3 месяцев, то к обрабатываемой жидкости можно добавить дополнительное количество органической кислоты (или кислот) и/или MEA, выходящее за пределы нормального диапазона доз, указанного выше, чтобы более надежно обеспечить отсутствие выделения осадка (или осадков), твердых отложений и т.п. из обработанной жидкости в течение длительного периода времени. Это обычно не создает каких-либо проблем с обработанной жидкостью, но может несколько повысить расходы на проведение процесса обработки.Of course, it is also possible to independently increase the amount of organic acid (or acids) and/or MEA added to the modified treatment solution of the present invention without increasing the amount of hydroxide (or hydroxides) and other components. For example, if the liquid being treated, such as crude oil, has a very high concentration of H2S, or if the treated oil needs to be transported or stored for an extended period of time, such as 1 to 3 months, then an additional amount of organic acid (or acids) and/or MEA outside the normal dosage range indicated above to more reliably ensure that no precipitate (or precipitates), solid deposits, etc. are released. from the treated liquid over a long period of time. This usually does not create any problems with the treated fluid, but may add some cost to the treatment process.

Описание примеров осуществления изобретенияDescription of exemplary embodiments of the invention

Далее приведено несколько примеров способов обработки с использованием раствора для обработки по настоящему изобретению. Первая группа, состоящая из десяти (10) примеров, представлена в таблице ниже, в которых различные количества модифицированного раствора для обработки по настоящему изобретению добавляли к 100 мл сырой нефти, имевшей плотность в градусах API, равную 34°, и содержавшей 40000 ч./млн H2S, причем сырую нефть перемешивали со скоростью, равной 300 об/мин, при температуре, равной 21°С. Модифицированный раствор для обработки, использованный в этих примерах, сочетал большое количество недавно предложенного авторами настоящего изобретения раствора для обработки и меньшие количества фульвовой кислоты и MEA, так что модифицированный раствор содержал в одном литре в сумме примерно 50 мас.% NaOH и KOH, из которых NaOH составлял примерно 49,5 мас.%, а KOH составлял примерно 0,5 мас.%; 0,1 мас. % силиката калия K2SiO3; 1,0 мас.% фульвовой кислоты, имевшей молекулярную формулу С14Н12О8 и молекулярную массу 308,2 г/моль и 0,3 мас.% MEA. Смешивание оказало пренебрежимо малый эффект на объем полученного осадка (или осадков). Несколько компонентов раствора для обработки объединяли до добавления в сырую нефть в каждом из примеров. ____________________________________________________________The following are some examples of treatment methods using the treatment solution of the present invention. The first group of ten (10) examples is shown in the table below, in which various amounts of the modified treatment solution of the present invention were added to 100 ml of crude oil having an API gravity of 34° and containing 40,000 phr. million H2S, and the crude oil was stirred at a speed equal to 300 rpm, at a temperature equal to 21°C. The modified treatment solution used in these examples combined a large amount of our recently proposed treatment solution and smaller amounts of fulvic acid and MEA, such that the modified solution contained in one liter a total of about 50% by weight of NaOH and KOH, of which NaOH was about 49.5 wt% and KOH was about 0.5 wt%; 0.1 wt. % potassium silicate K 2 SiO 3 ; 1.0 wt.% fulvic acid having the molecular formula C 14 H 12 O 8 and a molecular weight of 308.2 g/mol and 0.3 wt.% MEA. Mixing had a negligible effect on the amount of precipitate (or precipitates) produced. Several components of the treatment solution were combined prior to addition to the crude oil in each of the examples. ____________________________________________________________

№ примера Example No. Доза Dose Время реакции Reaction time Остаточное количество H2SResidual amount of H 2 S Количество осадка* Sediment amount* 1 1 0,1 мл 0.1 ml 45 минут 45 minutes 0,0 мл 0.0 ml 2 2 0,3 мл 0.3 ml 45 минут 45 minutes 0,0 мл 0.0 ml 3 3 0,5 мл 0.5 ml 45 минут 45 minutes 0,0 мл 0.0 ml 4 4 0,8 мл 0.8 ml 45 минут 45 minutes 5,0 мл 5.0 ml 5 5 1,0 мл 1.0 ml 45 минут 45 minutes 7,5 мл 7.5 ml 6 6 0,1 мл 0.1 ml 30 минут 30 minutes 30 частей/млн 30 ppm 7 7 0,3 мл 0.3 ml 30 минут 30 minutes 12 частей/млн 12 ppm 8 8 0,5 мл 0.5 ml 30 минут 30 minutes 5 частей/млн 5 ppm 9 9 0,8 мл 0.8 ml 30 минут 30 minutes 3 части/млн 3 ppm 10 10 1,0 мл 1.0 ml 30 минут 30 minutes 0 частей/млн 0 ppm

*Осадком являлась плотная желтая жидкость, которая дала положительную реакцию на элементарную серу, а не твердое вещество.*The precipitate was a thick yellow liquid that tested positive for elemental sulphur, not a solid.

Как показано в таблице, несмотря на то, что количество H2S в сырой нефти было довольно высоким и равным 40000 ч./млн, эффективность снижения концентрации H2S в целом была высокой. При дозе раствора для обработки, равной 0,1 мл, содержание H2S значительно снизилось до 30 ч./млн, и содержание H2S прогрессивно снижалось дальше до 5 ч./млн при дозе, равной 0,5 мл и до 0 ч./млн H2S при добавлении дозы раствора для обработки, равной 10 мл. С другой стороны, не образовывался осадок (или осадки) до тех пор, пока доза не увеличилась до 0,8 мл, что соответствует 8 мл/л сырой нефти и превышает верхний предел стандартной дозы, равный 6 мл, для недавно предложенного авторами настоящего изобретения раствора для обработки. Кроме того, время реакции было довольно коротким, даже с учетом того, что жидкость перемешивали, что обычно сокращает время, необходимое для полной реакции раствора для обработки по настоящему изобретению с H2S в сырой нефти, поэтому меньшего количества раствора для обработки будет достаточно для снижения содержания H2S до 5 ч./млн или ниже, например дозы, равной 2,5 мл, может быть достаточно для снижения содержания H2S до 0 ч./млн, если будет предоставлено больше времени для реакции.As shown in the table, although the amount of H2S in the crude oil was rather high at 40,000 ppm, the effectiveness of reducing the H2S concentration was generally high. At a treatment solution dose of 0.1 ml, the H2S content decreased significantly to 30 ppm, and the H2S content progressively decreased further to 5 ppm at a dose of 0.5 ml and to 0 ppm H2S when adding a dose of treatment solution equal to 10 ml. On the other hand, no precipitate (or precipitates) was formed until the dose was increased to 0.8 ml, which corresponds to 8 ml/l of crude oil and exceeds the upper limit of the standard dose of 6 ml for the recently proposed by the authors of the present invention processing solution. In addition, the reaction time was quite short, even though the liquid was agitated, which would generally shorten the time required for the treatment solution of the present invention to fully react with the H 2 S in the crude oil, so less treatment solution would be sufficient to lowering the H2S content to 5 ppm or less, for example a dose of 2.5 ml, may be sufficient to reduce the H2S content to 0 ppm if more time is allowed for the reaction.

Пример 11.Example 11.

В этом примере жидкостью, подлежащей обработке, был светлый, гидрообработанный нефтяной дистиллят с плотностью в градусах API, равной 53°, содержавший 40000 ч./млн пара H2S (определено согласно ASTM D5705), 41 ч./млн меркаптановой серы (определено согласно UOP163) и 33 ч./млн H2S в жидкости (определено согласно UOP163), тогда как использованная композиция модифицированного раствора для обработки была такой же, как в примерах 1-10, и ее добавили в дозе, равной 10 мл/л жидкости, подлежащей обработке (1 об.%). Все испытания в этом примере были выполнены в крупной аккредитованной испытательной лаборатории. Несколько компонентов раствора для обработки объединили перед добавлением к нефтяному дистилляту и после добавления обеспечили возможность естественнойIn this example, the fluid to be treated was a clear, hydrotreated petroleum distillate with an API gravity of 53°, containing 40,000 ppm H 2 S vapor (determined according to ASTM D5705), 41 ppm mercaptan sulfur (determined according to UOP163) and 33 ppm H2S in liquid (determined according to UOP163), while the composition of the modified treatment solution used was the same as in examples 1-10, and it was added at a dose equal to 10 ml/l of liquid, to be processed (1 vol.%). All tests in this example were performed in a large accredited testing laboratory. Several components of the treatment solution were combined prior to addition to the petroleum distillate and after addition allowed for natural

--

Claims (17)

миграции в нефтяном дистилляте без перемешивания при температуре, равной примерно 21°С. Обработанную жидкость испытали на содержание H2S через 13 мин после добавления к ней раствора для обработки, и результаты показали 0 ч./млн пара H2S (определено согласно ASTM D5705), менее 0,2 ч./млн меркаптановой серы (определено согласно UOP163) и менее 1,0 ч./млн H2S в жидкости (определено согласно UOP163). Более того, тот же образец хранили в течение месяца нагретым до повышенной температуры (до 148°С) и опять испытали на содержание H2S, получив по существу те же результаты - 0 ч./млн пара H2S и около 0 ч./млн H2S в жидкости, что подтвердило, что снижение концентрации H2S при данном способе обработки не является обратимым.migration in petroleum distillate without agitation at a temperature of about 21°C. The treated fluid was tested for H2S 13 minutes after the treatment solution was added to it, and the results showed 0 ppm H2S vapor (determined according to ASTM D5705), less than 0.2 ppm mercaptan sulfur (determined according to UOP163), and less than 1.0 ppm H2S in liquid (determined according to UOP163). Moreover, the same sample was stored for a month heated to an elevated temperature (up to 148°C) and again tested for H2S content, obtaining essentially the same results - 0 ppm H2S vapor and about 0 ppm H2S in liquid, which confirmed that the decrease in H2S concentration with this treatment method is not reversible. Дополнительное испытание было проведено на нефтяном дистилляте до и после обработки, состоявшее в определении содержания натрия, распределения углеводородов (HDST) и общего содержания легких фракций. Это испытание показало: увеличение содержания натрия от 2 мг/кг перед обработкой до 40 мг/кг после обработки, что находится в допустимом диапазоне концентраций; отсутствие неблагоприятных эффектов на исходный нефтяной дистиллят и его остаток и воспроизводимость способов ASTM D7169 и D2887; и небольшое, но желательное увеличение содержания гексана, пентана и бутана в общем содержании легких фракций (определено способом ASTM D7900). Крупная испытательная лаборатория, которая проводила испытание, также прокомментировала, что испытание было выполнено с использованием наиболее углубленных процедур, включавших полный анализ сырого продукта, полную фракционированную перегонку и т.п., и они не обнаружили негативных эффектов, различий или вариаций в продукте или фракциях, фракции были сбалансированными, температуры кипения фракций соответствовали требованиям повторяемости, общее содержание легких фракций было слегка повышено, и, что самое главное, концентрация H2S оставалась сниженной по истечении времени и после нагревания до повышенных температур.An additional test was carried out on petroleum distillate before and after treatment, consisting in the determination of sodium content, hydrocarbon distribution (HDST) and total light ends. This test showed: an increase in sodium content from 2 mg/kg before treatment to 40 mg/kg after treatment, which is in the acceptable range of concentrations; the absence of adverse effects on the original petroleum distillate and its residue and the reproducibility of ASTM D7169 and D2887 methods; and a slight but desirable increase in hexane, pentane and butane in total light ends (as determined by ASTM D7900). The major test lab that performed the test also commented that the test was performed using the most in-depth procedures including complete analysis of the crude product, complete fractional distillation, etc., and they found no negative effects, differences or variations in the product or fractions. fractions were balanced, the boiling points of the fractions met repeatability requirements, the total light ends were slightly increased, and most importantly, the H2S concentration remained reduced over time and after heating to elevated temperatures. Пример 12.Example 12. В этом примере раствор для обработки, использованный в примерах с 1-11, испытали на коррозионность в отношении алюминиевых и стальных образцов способом испытания UNECE, раздел 37.4. Раствор для обработки добавили к сырой нефти, имевшей плотность в градусах API, равную 33°, и содержавшей 4000 ч./млн пара H2S в дозе, равной 10 мл/л сырой нефти (1 об.%), и позволили ему мигрировать в сырой нефти в течение 30 мин. Затем образцы погружали или полупогружали в обрабатываемую жидкость или подвергали воздействию газа обрабатываемой сырой нефти, причем во всех случаях испытание длилось 168 ч. Уменьшение массы образцов определили через 168 ч и у всех испытанных образцов обнаружили 0,0% потери массы. По существу, было обнаружено, что сырая нефть, обработанная дозой раствора для обработки, примерно в 1,5 раза превышавшей нормальную, не была коррозионной для металлов. Испытания также провели с сырой нефтью, обработанной более высокими дозами раствора для обработки, и только когда дозу увеличили в десять раз по сравнению с нормальной дозой, алюминиевые образцы начали обнаруживать некоторую потерю массы через 168, например, они стали слегка выщербленными.In this example, the treatment solution used in Examples 1-11 was tested for corrosivity to aluminum and steel specimens by the UNECE test method, section 37.4. The treatment solution was added to crude oil having an API gravity of 33° and containing 4000 ppm H2S vapor at a dose equal to 10 ml/l crude oil (1 vol.%) and allowed to migrate into the crude oil for 30 min. The samples were then immersed or semi-immersed in the treated liquid or exposed to the gas of the treated crude oil, in all cases the test lasted 168 hours. The weight loss of the samples was determined after 168 hours and 0.0% weight loss was found in all tested samples. As such, it was found that crude oil treated with a treatment solution dose of about 1.5 times normal was not corrosive to metals. Tests were also carried out with crude oils treated with higher doses of treatment solution, and only when the dose was increased to ten times the normal dose did the aluminum samples begin to show some weight loss after 168, for example, they became slightly chipped. Приведенное выше описание предназначено исключительно для ясности понимания, и из него не следует каких-либо ограничений, поскольку модификации в рамках объема изобретения могут быть очевидными специалистам в данной области техники, и они входят в объем изобретения.The above description is for clarity of understanding only and is not intended to be limiting in any way, as modifications within the scope of the invention may be apparent to those skilled in the art and are within the scope of the invention. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Раствор для обработки на основе воды для снижения концентрации сероводорода (H2S) и других загрязняющих веществ в жидкостях по существу без образования осадка, который содержит по меньшей мере одно гидроксидное соединение, выбранное из группы, включающей гидроксид натрия (NaOH), гидроксид калия (KOH), гидроксид магния (Mg(OH)2) и гидроксид марганца (Mn(OH)2, Mn(OH)4);1. A water-based treatment solution for reducing the concentration of hydrogen sulfide (H2S) and other contaminants in liquids substantially without the formation of sediment, which contains at least one hydroxide compound selected from the group consisting of sodium hydroxide (NaOH), potassium hydroxide ( KOH), magnesium hydroxide (Mg(OH) 2 ) and manganese hydroxide (Mn(OH) 2 , Mn(OH) 4 ); по меньшей мере одну органическую кислоту, которая включает по меньшей мере одну из фульвовой кислоты и гуминовой кислоты; и воду, причем суммарная концентрация по меньшей мере одного гидроксидного соединения в растворе для обработки лежит в диапазоне от 35 до 55 мас.% и суммарная концентрация по меньшей мере одной органической кислоты в растворе для обработки составляет 0,01 мас.% или более и менее 10 мас.%.at least one organic acid, which includes at least one of fulvic acid and humic acid; and water, and the total concentration of at least one hydroxide compound in the treatment solution is in the range from 35 to 55 wt.% and the total concentration of at least one organic acid in the treatment solution is 0.01 wt.% or more and less 10 wt%. 2. Раствор для обработки по п.1, где суммарная концентрация по меньшей мере одного гидроксидного соединения в растворе составляет 45-55 мас.%.2. The treatment solution according to claim 1, wherein the total concentration of at least one hydroxide compound in the solution is 45-55% by weight. 3. Раствор для обработки по п.1, содержащий по меньшей мере два различных гидроксидных соединения.3. Treatment solution according to claim 1, containing at least two different hydroxide compounds. 4. Раствор для обработки по п.1, где по меньшей мере одно гидроксидное соединение включает по меньшей мере один из гидроксида натрия (NaOH) и гидроксида калия (KOH).4. The treatment solution according to claim 1, wherein the at least one hydroxide compound comprises at least one of sodium hydroxide (NaOH) and potassium hydroxide (KOH). 5. Раствор для обработки по п.1, где он дополнительно содержит моноэтаноламин (MEA) и концентрация MEA в растворе для обработки равна по меньшей мере 0,05 об.%.5. The treatment solution according to claim 1, wherein it further comprises monoethanolamine (MEA) and the concentration of MEA in the treatment solution is at least 0.05% by volume. - 18 041530- 18 041530 6. Раствор для обработки по п.1, где концентрация МЕА в растворе для обработки составляет 0,052,0 об.%.6. The treatment solution according to claim 1, wherein the concentration of MEA in the treatment solution is 0.052.0% by volume. 7. Раствор для обработки по п.1, где он дополнительно содержит по меньшей мере одно силикатное соединение и барий в качестве антибактериального средства.7. The treatment solution according to claim 1, wherein it further comprises at least one silicate compound and barium as an antibacterial agent. 8. Способ обработки для очистки загрязненной жидкости, изначально содержащей более 5 ч./млн сероводорода (H2S), по существу без образования осадка, включающий стадии, на которых готовят водный раствор, содержащий по меньшей мере одно гидроксидное соединение, выбранное из группы, включающей гидроксид натрия (NaOH), гидроксид калия (КОН), гидроксид магния (Mg(OH)2) и гидроксид марганца (Мп(ОН)2, Мп(ОН)4), где суммарная концентрация по меньшей мере одного гидроксидного соединения в водном растворе лежит в диапазоне от 35 до 55 мае.%;8. A treatment method for purifying a contaminated liquid initially containing more than 5 ppm hydrogen sulfide (H 2 S), essentially without the formation of a precipitate, comprising the steps of preparing an aqueous solution containing at least one hydroxide compound selected from the group , including sodium hydroxide (NaOH), potassium hydroxide (KOH), magnesium hydroxide (Mg(OH) 2 ) and manganese hydroxide (Mn(OH) 2 , Mn(OH) 4 ), where the total concentration of at least one hydroxide compound in aqueous solution lies in the range from 35 to 55 wt.%; добавляют водный раствор к загрязненной жидкости в дозе, которая обеспечивает концентрацию по меньшей мере одного гидроксидного соединения в диапазоне от 125 до 5000 ч./млн в загрязненной жидкости;adding an aqueous solution to the contaminated liquid at a dose that provides a concentration of at least one hydroxide compound in the range from 125 to 5000 ppm in the contaminated liquid; добавляют по меньшей мере одну органическую кислоту, которая включает по меньшей мере одну из фульвовой кислоты и гуминовой кислоты, к загрязненной жидкости в дозе, которая обеспечивает концентрацию по меньшей мере одной органической кислоты, равную по меньшей мере 0,01 ч./млн в загрязненной жидкости; и диспергируют водный раствор и по меньшей мере одну органическую кислоту в загрязненной жидкости и позволяют взаимодействовать водному раствору и по меньшей мере одной органической кислоте с загрязненной жидкостью в течение периода времени до снижения концентрации сероводорода в загрязненной жидкости до <5 ч./млн.add at least one organic acid, which includes at least one of fulvic acid and humic acid, to the contaminated liquid in a dose that provides a concentration of at least one organic acid equal to at least 0.01 ppm in the contaminated liquids; and dispersing the aqueous solution and at least one organic acid in the contaminated liquid and allowing the aqueous solution and at least one organic acid to interact with the contaminated liquid for a period of time until the concentration of hydrogen sulfide in the contaminated liquid decreases to <5 ppm. 9. Способ обработки по п.8, где доза водного раствора, добавленная к загрязненной жидкости, обеспечивает концентрацию по меньшей мере одного гидроксидного соединения в диапазоне от 500 до 2500 ч./млн в загрязненной жидкости.9. The treatment method of claim 8, wherein the dose of the aqueous solution added to the contaminated fluid provides a concentration of at least one hydroxide compound in the range of 500 to 2500 ppm in the contaminated fluid. 10. Способ обработки по п.8, где по меньшей мере одну органическую кислоту добавляют в дозе, которая обеспечивает концентрацию по меньшей мере одной органической кислоты в диапазоне от 0,1 до 10 ч./млн в загрязненной жидкости.10. The treatment method of claim 8, wherein the at least one organic acid is added at a dose that provides a concentration of at least one organic acid in the range of 0.1 to 10 ppm in the contaminated fluid. 11. Способ обработки по п.8, где он дополнительно включает стадию, на которой добавляют моноэтаноламин (МЕА) к загрязненной жидкости в концентрации от 0,5 до 15 ч./млн МЕА в загрязненной жидкости.11. The treatment method of claim 8, further comprising adding monoethanolamine (MEA) to the contaminated fluid at a concentration of 0.5 to 15 ppm MEA in the contaminated fluid. 12. Способ обработки по п.8, где водный раствор содержит по меньшей мере два различных гидроксидных соединения.12. The treatment method of claim 8, wherein the aqueous solution contains at least two different hydroxide compounds. 13. Способ обработки по п.8, где загрязненная жидкость является жидкостью на основе углеводородов.13. The treatment method of claim 8, wherein the contaminated fluid is a hydrocarbon-based fluid. 14. Способ обработки по п.8, где он дополнительно включает стадию, на которой объединяют водный раствор и по меньшей мере одну органическую кислоту перед добавлением водного раствора и по меньшей мере одной органической кислоты к загрязненной жидкости.14. The treatment method of claim 8, further comprising combining the aqueous solution and at least one organic acid before adding the aqueous solution and at least one organic acid to the contaminated liquid. 15. Способ обработки по п.8, где по меньшей мере одно гидроксидное соединение в водном растворе выбрано так, чтобы обеспечить удельную температуру замерзания водного раствора, равную 0°С или ниже.15. The treatment method of claim 8, wherein the at least one hydroxide compound in the aqueous solution is selected to provide the aqueous solution with a specific freezing point of 0°C or less. 16. Способ обработки по п.8, где дозы водного раствора и по меньшей мере одной органической кислоты, добавляемых к загрязненной жидкости, отрегулированы на основе по меньшей мере одного из: концентрации сероводорода в загрязненной жидкости, желаемого времени реакции для снижения концентрации сероводорода в загрязненной жидкости до <5 ч./млн и вязкости загрязненной жидкости.16. The treatment method according to claim 8, where the doses of an aqueous solution and at least one organic acid added to the contaminated fluid are adjusted based on at least one of: the concentration of hydrogen sulfide in the contaminated fluid, the desired reaction time to reduce the concentration of hydrogen sulfide in the contaminated liquids up to <5 ppm and the viscosity of the contaminated liquid. 17. Раствор для обработки по п.1, где по меньшей мере одна органическая кислота включает фульвовую кислоту.17. The treatment solution of claim 1, wherein the at least one organic acid comprises fulvic acid. ^jj) Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2^jj) Eurasian Patent Organization, EAPO Russia, 109012, Moscow, Maly Cherkassky per., 2
EA202090158 2018-04-23 2018-12-05 COMPOSITIONS AND METHODS FOR REMOVING HYDROGEN SULFIDE AND OTHER CONTAMINANTS FROM HYDROCARBON-BASED LIQUIDS AND AQUEOUS SOLUTIONS EA041530B1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US62/661,289 2018-04-23
US62/702,960 2018-07-25
USPCT/US2018/050913 2018-09-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EA041530B1 true EA041530B1 (en) 2022-11-01

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10550337B2 (en) Chemical compositions and methods for remediating hydrogen sulfide and other contaminants in hydrocarbon based liquids and aqueous solutions without the formation of precipitates or scale
CA2661124C (en) Fast, high capacity hydrogen sulfide scavengers
US10858595B2 (en) Chemical solution and methods of using same for remediating hydrogen sulfide and other contaminants in petroleum based and other liquids
CA2784112C (en) Improved method of removing hydrogen sulfide
CA3105166C (en) Ionic liquids and methods of using same
AU2018421446B2 (en) Compositions and methods for remediating hydrogen sulfide and other contaminants in hydrocarbon based liquids and aqueous solutions
US11613710B2 (en) Methods of remediating liquid compositions containing sulfur and other contaminants
CN108883360A (en) The chemical method that sulphur for hydrocarbon restores
US20220204872A1 (en) Compositions and methods for remediating hydrogen sulfide in hydrocarbon based liquids
WO2014172080A1 (en) Metal carboxylate salts as h2s scavengers in mixed production or dry gas systems
CA3021519A1 (en) Corrosion inhibitor compositions and methods of using same
AU2011302353A1 (en) Process, method, and system for removing heavy metals from fluids
US20120067779A1 (en) Process, Method, and System for Removing Heavy Metals from Fluids
RU2791535C2 (en) Compositions and methods for removing hydrogen sulfide and other contaminants from liquids based on hydrocarbons and aqueous solutions
EA041530B1 (en) COMPOSITIONS AND METHODS FOR REMOVING HYDROGEN SULFIDE AND OTHER CONTAMINANTS FROM HYDROCARBON-BASED LIQUIDS AND AQUEOUS SOLUTIONS
OA19829A (en) Chemical compositions and methods for remediating hydrogen sulfide and other contaminants in hydrocarbon based liquids and aqueous solutions without the formation of precipitates or scale.
US20210040400A1 (en) Chemical compositions and methods of using same for remediating low to moderate amounts of sulfur-containing compositions and other contaminants in liquids
JP5011107B2 (en) Method for reducing elemental and total sulfur levels in a hydrocarbon stream
RU2641910C1 (en) Process of cleaning hydrocarbon media from h2s and/or mercaptanes
CA2674954C (en) Removal of elemental sulfur in pipelines using static mixers
US10731072B2 (en) Method of preventing or mitigating formation of metal sulfide scales during oil and gas production
WO2022099192A1 (en) Chemical compositions and treatment systems and treatment methods using same for remediating h2s and other contaminants in mixtures of contaminated fluids