NO870353L - Fremgangsmaate for fjerning av hydrogensulfid. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for fjerning av hydrogensulfid fra råolje.

Et petroleumreservoar er dannet av et hensiktsmessig formet, porøst bergartlag som er forseglet med en ugjennomtrengelig bergart. Typen av reservoarbergarten er meget viktig siden oljen er til stede i de små rommene eller porene som skiller individuelle bergartkorn.

Råolje finnes generelt i et reservoar i forbindelse med vann, som ofte er saltoppløsning, og gass. Avhengig av egenskapene til råoljen, temperaturen og trykket, kan gassen forekomme i oppløsning i oljen eller i tillegg som en separat fase i form av en gasskappe. Oljen og gassen opptar den øvre delen av reservoaret, og under kan det være et betydelig volum vann, kjent som vannreservoaret, som strekker seg gjennom alle de nedre nivåene av bergarten.

For at olje skal bevege seg gjennom porene i reservoarbergarten og inn i en brønn, må det trykk under hvilket oljen forekommer i reservoaret være større enn trykket ved brønnen.

Vannet som inneholdes i vannreservoaret er under trykk og er en drivkilde. Den oppløste gassen forbundet med oljen er en annen, og det gjelder også den frie gassen i gasskappen når denne er til stede.

Når olje produseres fra en brønn, presses den fra reservoaret av naturlig trykk til bunnen av brønnen, gjennom hvilken den stiger opp til overflaten. Etter hvert som oljen stiger, blir trykket mindre, og gass forbundet med oljen frigjøres gradvis fra oppløsning.

Etter at den kommer ut fra brønnen, er det nødvendig å behandle flerfase-blandingen av olje, gass og eventuelt vann, i det følgende betegnet "produsert brønnfluid", i separatorer for å fjerne fri eller potensielt fri gass, hovedsakelig metan og etan. Med potensielt fri gass menes gass som det er sannsynlig vil komme ut av oppløsning dersom oljen ble holdt ved omkring atmosfæretrykk, f.eks. under transport i en tankskip eller i lagringstanker, uten behandling.

Noen råoljer inneholder ikke bare oppløste hydrokarbongasser, men også betydelige mengder hydrogensulfid. Dette problemet er særlig forbundet med "utvannede" reservoarer som nærmer seg slutten på deres levetid, skjønt det er ikke begrenset til disse.

Hydrogensulfid er en toksisk, illeluktende og korroderende gass og er uakseptabel i mengde ut fra både sikkerhets- og miljømessige betraktninger. Når hydrogensulfid er til stede, er det nødvendig å tilveiebringe ytterligere behandling for å redusere konsentrasjonen av hydrogensulfid i alle produkter til et akseptabelt lavt nivå.

Mye av hydrogensulfidet knytter seg til gassene som resulte-rer fra gass-olje-separeringsprosessen, og denne kan fjernes ved vasking av gassene, f.eks. med aminer. Dette krever kostbare gass/væske-kontakt-, —regenererings- og —omdannelsesanlegg. Kostnadene for denne ekstra behandling er betydelig, og i noen tilfeller, f.eks. offshore-felter, kan gassvasking vanskelig gjennomføres fordi det kan være dårlig med plass på feltplattformene for tilpasning av det nødvendige utstyr.

Selv når gassvasking er mulig, etterlater dette imidlertid fremdeles noe hydrogensulfid forbundet med oljen og vandige faser.

Det ville være klart mer hensiktsmessig å fremstille den produserte brønnfluiden med et rensemiddel for hydrogensulfid før de forskjellige fasene separeres.

Man har nå oppdaget at visse forbindelser inneholdende elektrofile acylgrupper er i stand til å reagere med hydrogensulfid under blandede fasebetingelser og danne relativt uskadelige tiolforbindelser.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det således tilveiebragt en fremgangsmåte for rensing av hydrogensulfid fra et råmateriale omfattende råolje og hydrogensulfid, hvilken fremgangsmåte er kjennetegnet ved at man tilsetter en forbindelse med den generelle formel:

hvor R er en alkylgruppe inneholdende 1-18 karbonatomer, en arylgruppe, eller en alkylarylgruppe hvor alkyldelen inneholder 1-18 karbonatomer, og L er en avspaltningsgruppe, til råmaterialet og lar forbindelsen reagere med hydrogensulfidet som inneholdes deri.

Med en avspaltningsgruppe menes en gruppe som lett fortrenges av hydrogensulfid eller dets anion.

Foretrukne avspaltningssgrupper omfatter karboksylatanhydrid og —amid. Andre egnede avspaltningsgrupper omfatter halogenid og fenoksyd.

Råmaterialet kan være produsert brønnfluid som definert ovenfor.

Selv om de ovenfor definerte rensemidlene er særlig nyttige ved behandling av produserte brønnfluider fordi de kan motstå strenge miljøer av • sistnevnte, er de også egnet for behandling av råolje- eller petroleumfraksJoner under mildere betingelser, f.eks. i rørledninger, lagringstanker, Jernbane-vogner, tankskip, osv., etter at brønnfluiden har blitt avvannet og avgasset.

Når vann er til stede, avhenger skillingen av hydrogensulfid mellom de forskjellige fasene stort sett av pH-verdien og redokspotensialet til den vandige fasen. Disse vil normalt være slik at hydrogensulfidet konsentreres i oljefasen og den vandige fasen (dvs. i områdene 4-9,5 og fra —0,2 til —0,3 V med hensyn til hydrogenpotensialet, respektivt).

Rensemidlene er fortrinnsvis oljeoppløselige og reagerer med hydrogensulfidet i oljefasen. Ved masseoverføring reduserer dette også konsentrasjonen av hydrogensulfid i gassfasen og den vandige fasen. De oljeoppløselige rensemidlene bør også være stabile i nærvær av vann og termisk stabile siden brønn-fluider ofte produseres ved forhøyet temperatur.

Egnede rensemidler omfatter

Rensemidlene blir hensiktsmessig benyttet i en mengde på 1-50, fortrinnsvis 5-15 ganger mengden av tilstedeværende hydrogensulfid, på en molar basis.

Den tidslengde som skal til for å utrense hydrogensulfidet, er i alminnelighet av størrelsesorden fra 1 minutt til 24 timer.

Oppfinnelsen illustreres under henvisning til følgende eksempler.

Eksempler

50 g råolje (fra Nettleham B-reservoaret i Midt-England) og 10 g destillert vann ble spylt med gassformig hydrogensulfid og innført i en autoklav. I eksemplene 1 og 3 ble intet rensemiddel tilsatt. I eksemplene 2, 4, 5 og 6 ble rensemiddel tilsatt i de spesifiserte mengdene. Autoklaven ble forseglet og fikk likevektsinnstilles i en spesifisert tid ved en ønsket temperatur. Gassen over olje/vandig fase ble deretter fjernet og boblet langsomt gjennom et kjent volum av 3% boraksoppløsning.

Autoklaven ble deretter påsatt et trykk til 5 bar med nitrogen. Denne operasjon førte mer hydrogensulfid fra nevnte olje/vandig fase. Etter 5 min. ble gassen over nevnte olje/vandig fase fjernet og boblet gjennom samme boraksoppløsning. Mengden av hydrogensulfid oppsamlet 1 nevnte boraks som SH" og S<2>_ioner ble bestemt ved standrad lodtitreringer.

Mengden av utvunnet hydrogensulfid ble deretter sammenlignet med den innførte mengden.

Følgende resultater ble oppnådd.

Claims (8)

1. Fremgangsmåte for rensing av hydrogensulfid fra et råmateriale omfattende råolje og hydrogensulfid,karakterisert vedat man tilsetter en forbindelse med den generelle formel:

hvor R er en alkylgruppe inneholdende 1-18 karbonatomer, en arylgruppe, eller en alkylarylgruppe hvor alkyldelen inneholder 1-18 karbonatomer, og L er en avspaltningssgruppe, til råmaterialet og lar forbindelsen reagere med hydrogensulfidet som inneholdes deri.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat avspaltningsgruppen er karboksylatanhydrid eller —amid.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat avspaltningsgruppen er halogenid eller f enoksyd.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 2,karakterisert vedat forbindelsen er eddiksyreanhydrid eller triacetamid.

5. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de fore-gående krav,karakterisert vedat råmaterialet er produsert brønnfluid som definert heri.

6. Fremgangsmåte ifølge hvilke som helst av kravene 1-4,karakterisert vedat råmateriaalet er avvannet og/eller avgasset råpetroleum.

7. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de fore-gående krav,karakterisert vedat forbindelsen anvendes i en mengde på 1-5 0 ganger mengden av tilstedeværende hydrogensulfid, på en molar basis.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7,karakterisert vedat forbindelsen anvendes i en mengde på 5-15 ganger mengden av tilstedeværende hydrogensulfid, på en molarbasis.