RU2800091C1 - Нейтрализатор сероводорода и способ его использования - Google Patents

Нейтрализатор сероводорода и способ его использования Download PDF

Info

Publication number
RU2800091C1
RU2800091C1 RU2022134500A RU2022134500A RU2800091C1 RU 2800091 C1 RU2800091 C1 RU 2800091C1 RU 2022134500 A RU2022134500 A RU 2022134500A RU 2022134500 A RU2022134500 A RU 2022134500A RU 2800091 C1 RU2800091 C1 RU 2800091C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hydrogen sulfide
neutralizer
urea
formaldehyde
oil
Prior art date
Application number
RU2022134500A
Other languages
English (en)
Inventor
Сергей Васильевич Афанасьев
Original Assignee
Сергей Васильевич Афанасьев
Публичное акционерное общество "Тольяттиазот"
Filing date
Publication date
Application filed by Сергей Васильевич Афанасьев, Публичное акционерное общество "Тольяттиазот" filed Critical Сергей Васильевич Афанасьев
Application granted granted Critical
Publication of RU2800091C1 publication Critical patent/RU2800091C1/ru

Links

Abstract

Изобретение относится к нейтрализации сероводорода и различных меркаптанов, присутствующих в углеводородных средах. Изобретение касается нейтрализатора сероводорода, включающего полиамин, синтезированный на основе карбамидоформальдегидного концентрата и аммиачной воды - 10-55 мас. %, алифатический спирт - 3-30 мас. %, неионогенное ПАВ в виде неонола АФ 9-12 в количестве 1-4 мас. %, органическое основание - смесь отработанных N-метилдиэтаноламина и моноэтаноламина 3-15 мас. %, гидроксид натрия или калия 0,05-0,5 мас. %, карбамидоформальдегидный концентрат КФК-85 – остальное. Технический результат - оптимизация состава нейтрализатора сероводорода и меркаптанов в добываемых нефтях с сохранением на необходимом уровне высокой эффективности их очистки. 4 з.п. ф-лы, 1 табл., 8 пр.

Description

Изобретение относится к нейтрализации сероводорода и различных меркаптанов, присутствующих в углеводородных средах и рекомендовано к применению в нефтегазодобывающей, нефтегазоперерабатывающей и других отраслях промышленности с целью очистки сероводородсодержащих нефтей, газоконденсатов и их фракций (нефтепродуктов), водонефтяных эмульсий и технологических жидкостей (растворителей парафиноотложений, жидкости глушения скважин и т.п.).
Известен способ очистки нефти и нефтепродуктов от сероводорода и меркаптанов путем их обработки водным раствором уротропина при температуре 100-350°F. При этом используемый нейтрализатор представляет собой примерно 40%-ный водный раствор, получаемый смешением безводного аммиака с ~37%-ным формалином при их мольном соотношении 1:1,5 [Пат. США №5213680, МПК C10G 29/20, 1993 г.].
К его существенным недостаткам следует отнести низкую эффективность очистки нефти от сероводорода при обычных температурах и ее несоответствие современным требованиям (ГОСТ Р 51858-2002 с изм.1 от 01.01.2006 г.) по остаточному содержанию воды.
Известен способ очистки нефти, газоконденсата и их фракций от сероводорода и различных меркаптанов с применением в качестве нейтрализатора продуктов взаимодействия формальдегида с моно- и/или диэтано-ламином [RU №2121492, МПК C10G 29/20, 1998 г.].
Недостатками указанного способа являются недостаточно высокая поглотительная способность по отношению к сероводороду (4,5-6 г/г сероводорода) и пониженная стабильность при хранении вследствие высокой температуры застывания. Рассматриваемый нейтрализатор содержит в своем составе значительное количество воды (около 40%), что приводит к повышению содержания воды в обработанной нейтрализатором нефти и, следовательно, необходимости ее дополнительного обезвоживания до уровня требований ГОСТ Р 51858.
Известен [RU №2418036. МПК C10G 29/20, 2009 г.] нейтрализатор сероводорода, включающий гемиформаль(и) общей формулы R-O-(CH2O)nH, где R - алкил с числом атомов углерода от 1 до 6, предпочтительно метил, этил; n=1-4, и дополнительно содержащий органическое основание и формальдегидсодержащий продукт при следующем соотношении компонентов, мас. %:
В качестве органического основания в предлагаемом нейтрализаторе применяется третичный амин и/или четвертичное аммониевое основание, или смеси третичного амина с первичными и вторичными аминами, а в роли неорганического основания выступает гидроксид и/или карбонаты щелочного металла, преимущественно гидроксид натрия или калия. В качестве формальдегидсодержащего продукта используется формалин марки «ФМ» (ГОСТ 1625-89, ТУ 38.602-09-43-92) и/или карбамидоформальдегидный концентрат (КФК), представляющий собой 85%-ный раствор формальдегида и продуктов его конденсации с карбамидом в мольном соотношении (4,5-6):1 и синтезируемый каталитическим окислением метанола в формальдегид на железо-молибденовом катализаторе с последующей абсорбцией его из контактных газов раствором карбамида [С.В. Афанасьев. С.В. Махлай. Карбамидоформальдегидный концентрат. Технология. Переработка. Самара.: Изд. СНЦ РАН. 2012. - 298 с., RU №2331654, RU №2418008 и др.).
Один из основных компонентов нейтрализатора - гемиформали получают известным способом: взаимодействием формалина или кристаллического параформальдегида со спиртами при 40-80°С в щелочной среде при рН не ниже 7,5-8.
Предлагаемое техническое решение характеризуется недостаточной совместимостью нейтрализатора с очищаемыми нефтепродуктами, что увеличивает длительность проведения сероочистки.
Наиболее близким по технической сущности является нейтрализатор очистки нефти и нефтепродуктов от сероводорода и меркаптанов, изложенный в [RU №2561169, МПК C10G 29/20, 2015 г.], включающий отход аммиачного производства в виде отработанного абсорбента диоксида углерода на основе N-метилдиэтаноламина, N-метилпирролидон, карбамидоформальдегидный концентрат и дополнительно кубовые остатки производства бутиловых спиртов при оксосинтезе, или эфироальдегидную фракцию - побочный продукт при ректификации этилового спирта, или низкомолекулярный полиэтиленгликоль марок ПЭГ-4-400, или полигликоль марки Гликойл-1 при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Указанная композиция обладает недостаточно высокой эффективностью удаления сероводорода и меркаптанов из высоковязких нефтей и нефтепродуктов, к тому же ее промышленное использование ограничено присутствием в ней взрывоопасного N-метилпирролидона.
Технической задачей изобретения является оптимизация состава нейтрализатора сероводорода и меркаптанов в добываемых нефтях с сохранением на необходимом уровне высокой эффективности их очистки.
Поставленная цель достигается тем, что нейтрализатор сероводорода включает полиамин, получаемый взаимодействием карбамидоформальдегидного концентрата и аммиака или аммиачной воды и дополнительно алифатический спирт, неионогенное ПАВ, органическое основание, неорганическое основание и карбамидоформальдегидный концентрат КФК-85, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Полиамин 10-55
Алифатический спирт 3-30
Неионогенные ПАВ 1-4
Органическое основание 3-15
Неорганическое основание 0,05-0,5
Карбамидоформальдегидный
концентрат марки КФК-85 остальное
причем в качестве алифатического спирта выступают метанол или этанол, в роли неионогенного ПАВ - оксиэтилированный нонилфенол марки неонол АФ 9-12, органическим основанием является смесь отработанных N-метилдиэтаноламина и моноэтаноламина с установок абсорбции диоксида углерода аммиачных и нефтеперерабатывающих заводов в массовом соотношении 1:(0,1-10), а в роли неорганического основания используется гидроксид натрия или калия.
Полиамином служит продукт ИКФ-1 по ТУ2433-022-00206492-03, синтезируемый на основе карбамидоформальдегидного концентрата, аммиака или аммиачной воды согласно [RU №2228925, 2002 г.].
При смешение обоих веществ происходит связывание содержащегося в КФК-85 свободного формальдегида с образованием гексагидро-1,3,5-триазина и уротропина.
3 СН2O + 3 NH3 → (CH2NH)3 + 3H2O
6 СН2О + 4 NH3 → C6N4H12 + 6 H2O
Оба соединения играют позитивную роль при очистке нефти и нефтепродуктов от содержащихся в них сероводорода и меркаптанов.
Формальдегид, присутствующий в полиамине, а также добавляемый с карбамидоформальдегидным концентратом КФК-85, взаимодействует с молекулами алифатического спирта в щелочной среде с образованием гемиформалей
СН2O + СН3ОН → НОСН2ОСН3
В свою очередь гемиформали реагируют с сероводородом и меркаптаном в соответствии со следующими реакциями
НОСН2ОСН3 + H2S → HOCH2SH + СН3ОН
НОСН2ОСН3 + CH3SH → СН3ОН + CH3SCH2OH
С целью увеличения скорости очистки в состав композиции вводится неионогенный ПАВ - неонол АФ 9-10, который способствует лучшему распределению гемиформалей и других компонентов нейтрализатора в добываемых нефтепродуктах, особенно в высоковязких нефтях.
Метилолмочевины в КФК-85 и в полиамине обеспечивают высокий уровень ингибирования коррозии нефтедобывающих установок. Для предложенного состава нейтрализатора отпадает необходимость ввода бактерицида. Его функции выполняют формальдегид и продукты на его основе.
Анализ отобранных в процессе поиска известных технических решений показал, что в науке и технике в данной области нет объекта, аналогичного по заявленной совокупности признаков и наличию свойств, что позволяет сделать вывод о соответствии его критериям «новизна» и «изобретательский уровень».
Для доказательства соответствия заявленного объекта критерию «промышленная применимость» приведены конкретные примеры получения нейтрализатора (примеры №1-№4) и способа его использования (примеры №5-№8). В качестве прототипа взята проба под номером 4, приведенная в патенте RU №2561169.
Пример №1. В емкость, снабженную мешалкой, загружают 100 мас. ч. карбамидоформальдегидного концентрата КФК-85, содержащего 48 мас. % свободного формальдегида и 56 мас. ч. 25%-ного водного раствора аммиака (мольное соотношение аммиак: несвязанный формальдегид в исходной смеси равно 0,4). Реакционную массу нагревают в течение одного часа при температуре 70-80°С, охлаждают до 60°С и в полученный полиамин добавляют остальные компоненты: метанол - 50 мас. ч., неонол АФ 9-12-8 мас. ч., смесь отработанных N-метилдиэтаноламина и моноэтаноламина в массовом соотношении 9:1-20 мас. ч. и едкий натр - 0,3 мас. ч., карбамидоформальдегидный концентрат КФК-85 - 70 мас. ч.. Полученную композицию прогревают при 50-60°С в течение 3 час. и используют в качестве нейтрализатора (Пример №5).
Пример №2. В емкость с мешалкой загружают 50 мас. % карбамидо-формальдегидного концентрата и 26 мас.ч. 25%-ного водного раствора аммиака (мольное соотношение аммиак: несвязанный формальдегид в исходной смеси равно 0,4). В полученный по примеру 1 полиамин после его охлаждения до 60°С вносят: метанол - 60 мас. ч., неонол АФ 9-12-7 мас. ч., смесь отработанных N-метилдиэтаноламина и моноэтаноламина в массовом соотношении 1-9-30 мас. ч., едкий натр - 0,4 мас. ч., карбамидоформальдегидный концентрат - 47 мас. ч. Полученную композицию используют в качестве нейтрализатора (Пример №6).
Пример №3. В емкость с мешалкой по примеру 1 загружают 25 мас. ч. карбамидоформальдегидного концентрата и 13,2 мас. ч. водного раствора аммиака (мольное соотношение аммиак: несвязанный формальдегид в исходной смеси равно 0,4). В полученный по примеру 1 полиамин с температурой 60°С добавляют при перемешивании: метанол 30 мас. ч., неонол АФ 9-12 - 4 мас. ч., смесь отработанных N-метилдиэтаноламина и моноэтаноламина в массовом соотношении 1:1 - 20 мас. ч., едкий натр 0,7 мас. ч., карбамидоформальдегидный концентрат КФК-85 - 87 мас. ч.. Полученную композицию используют в качестве нейтрализатора (Пример №7).
Пример №4. В емкость с мешалкой загружают 30 мас. % карбамидоформальдегидного концентрата и 15 мас. ч. 25%-ного водного раствора аммиака (мольное соотношение аммиак: несвязанный формальдегид в исходной смеси равно 0,4). В полученный по примеру 1 полиамин после его охлаждения до 60°С вносят: этанол - 10 мас. ч., неонол АФ 9-12 - 4,5 мас. ч., смесь отработанных N- метилдиэтаноламина и моноэтаноламина в массовом соотношении 1:1-15 мас. ч., гидроксид калия - 0,6 мас.ч., карбамидоформальдегидный концентрат КФК-85 - 225 мас. ч. Полученную композицию используют в качестве нейтрализатора (Пример №8).
Состав исследованных проб нейтрализатора сероводорода по примерам №1-№4 приведен в таблице.
Пример №5. Использование нейтрализатора по примеру 1 для нейтрализации сероводорода в нефти. В реакционную колбу с мешалкой, помещенную в термостат, вводят 0,08 г нейтрализатора по примеру 1, затем загружают 100 мл (92 г) высокосернистой карбоновой нефти, содержащей 0,040 мас. % сероводорода и 0,3 мас. % эмульсионной воды. Массовое соотношение нейтрализатор: сероводород в реакционной смеси составляет 2:1, т.е. удельный расход нейтрализатора (расходный коэффициент) составляет 2 г/г. Реакционную смесь перемешивают при температуре 40°С в течение 3 ч и после охлаждения до 25°С проводят количественный анализ нефти на содержание остаточного сероводорода, и оценивают достигнутую степень очистки нефти, которая составила 99%. Это свидетельствует о том, что предлагаемый нейтрализатор по примеру 1 обладает высокой реакционной способностью и обеспечивает эффективную нейтрализацию сероводорода в нефти до требований (ГОСТ Р 51858).
Пример №6. Испытание нейтрализатора по примеру 2 на эффективность связывания сероводорода в нефти проведена аналогично примера 5 при расходном коэффициенте 2,1 г/г. Достигаемая степень очистки нефти от сернистых соединений составила 98%. Это свидетельствует о том, что его применение позволяет получить товарную нефть требуемого качества согласно ГОСТ Р 51588.
Пример №7. Испытание нейтрализатора по примеру 3 проводят аналогично условиях примера 5 при его расходном коэффициенте 2,3 г/г. Степень очистки нефти от сероводорода составляет 99%.
Пример №8. Испытание нейтрализатора по примеру 4 проводят аналогично условиях примера 5 при значении расходного коэффициента 2,3 г/г. Степень очистки нефти от сероводорода составляет 99%, т.е. нейтрализатор по примеру 4 при расходном коэффициенте 2,5 г/г обеспечивает эффективную нейтрализацию сернистых соединений.
Согласно проведенных испытаний по примерам №1-№4, установлено, что предлагаемый нейтрализатор по сравнению с прототипом (степень очистки 94%) обладает более высокой реакционной способностью но отношению к сероводороду и легким меркаптанам и обеспечивает эффективную их нейтрализацию в нефти, газоконденсате, водонефтяной эмульсии, нефтепродуктах и технологических жидкостях до уровня современных требований при низких удельных расходах (2-2,5 г/г).
Нейтрализатор обладает и достаточно высокой бактерицидной активностью по отношению к сульфатвосстанавливающим бактериям, и, соответственно, может быть использован и в качестве бактерицида для подавления их роста в нефтепромысловых средах.

Claims (6)

1. Нейтрализатор сероводорода, отличающийся тем, что содержит полиамин, получаемый взаимодействием карбамидоформальдегидного концентрата и аммиака или аммиачной воды, и дополнительно алифатический спирт, неионогенное ПАВ, органическое основание, неорганическое основание и карбамидоформальдегидный концентрат КФК-85 при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Полиамин 10-55 Алифатический спирт 3-30 Неионогенные ПАВ 1-4 Органическое основание 3-15 Неорганическое основание 0,05-0,5 Карбамидоформальдегидный концентрат марки КФК-85 остальное
2. Нейтрализатор сероводорода по п. 1, отличающийся тем, что в качестве алифатического спирта он содержит метанол или этанол.
3. Нейтрализатор сероводорода по п. 1, отличающийся тем, что в качестве неионогенного ПАВ он содержит оксиэтилированный нонилфенол марки неонол АФ 9-12.
4. Нейтрализатор сероводорода по п. 1, отличающийся тем, что в качестве органического основания он содержит смесь N-метилдиэтаноламина и моноэтаноламина в массовом соотношении 1:(0,1-10).
5. Нейтрализатор по п. 1, отличающийся тем, что в качестве неорганического основания он содержит гидроксид калия или натрия.
RU2022134500A 2022-12-26 Нейтрализатор сероводорода и способ его использования RU2800091C1 (ru)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2800091C1 true RU2800091C1 (ru) 2023-07-18

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5284576A (en) * 1989-08-01 1994-02-08 Petrolite Corporation Method of scavenging hydrogen sulfide from hydrocarbons
GB2391015B (en) * 2001-04-25 2004-12-22 Clearwater Int Llc Treatment of hydrocarbons containing sulfides
RU2370508C1 (ru) * 2008-05-13 2009-10-20 Ахматфаиль Магсумович Фахриев Нейтрализатор сероводорода и способ его использования
RU2490311C1 (ru) * 2012-03-12 2013-08-20 Ахматфаиль Магсумович Фахриев Нейтрализатор сероводорода
RU2561169C1 (ru) * 2014-05-06 2015-08-27 Общество с ограниченной ответственностью "Дельта-пром инновации" Нейтрализатор (поглотитель) сероводорода и способ его использования
RU2646757C1 (ru) * 2017-08-02 2018-03-07 Закрытое акционерное общество "Научно-производственный центр "Химтехно" Нейтрализатор сероводорода

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5284576A (en) * 1989-08-01 1994-02-08 Petrolite Corporation Method of scavenging hydrogen sulfide from hydrocarbons
GB2391015B (en) * 2001-04-25 2004-12-22 Clearwater Int Llc Treatment of hydrocarbons containing sulfides
RU2370508C1 (ru) * 2008-05-13 2009-10-20 Ахматфаиль Магсумович Фахриев Нейтрализатор сероводорода и способ его использования
RU2490311C1 (ru) * 2012-03-12 2013-08-20 Ахматфаиль Магсумович Фахриев Нейтрализатор сероводорода
RU2561169C1 (ru) * 2014-05-06 2015-08-27 Общество с ограниченной ответственностью "Дельта-пром инновации" Нейтрализатор (поглотитель) сероводорода и способ его использования
RU2646757C1 (ru) * 2017-08-02 2018-03-07 Закрытое акционерное общество "Научно-производственный центр "Химтехно" Нейтрализатор сероводорода

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2418036C1 (ru) Нейтрализатор сероводорода и способ его использования
RU2490311C1 (ru) Нейтрализатор сероводорода
US7438877B2 (en) Fast, high capacity hydrogen sulfide scavengers
US8337792B2 (en) Aromatic imine compounds for use as sulfide scavengers
RU2510615C2 (ru) Нейтрализатор сероводорода и меркаптанов
CN104955800B (zh) 硫化氢清除剂
RU2470987C1 (ru) Нейтрализатор сероводорода и способ его получения
CA2175847A1 (en) Method of treating sour gas and liquid hydrocarbon
US20210198583A1 (en) Composition and method for elimination of hydrogen sulfide and mercaptans
US20020157989A1 (en) Treatment of hydrocarbons Containing Sulfides
US10669228B2 (en) Preparation of new stable hydrogen sulfide scavengers useful in both water as well as oil medium applications
RU2466175C2 (ru) Нейтрализатор сероводорода и способ его использования
RU2302523C1 (ru) Нейтрализатор сероводорода и/или легких меркаптанов и способ его использования
CA2148849A1 (en) Method of treating sour gas and liquid hydrocarbons
RU2800091C1 (ru) Нейтрализатор сероводорода и способ его использования
RU2430956C2 (ru) Нейтрализатор сероводорода и меркаптанов и способ его использования
RU2370508C1 (ru) Нейтрализатор сероводорода и способ его использования
RU2269567C1 (ru) Способ очистки нефти и газоконденсата от сероводорода и меркаптанов поглотительными растворами
RU2220756C2 (ru) Способ подготовки сероводородсодержащей нефти
RU2496853C9 (ru) Нейтрализатор сероводорода и способ его использования
RU2118649C1 (ru) Способ очистки нефти и газоконденсата от сероводорода
RU2479615C2 (ru) Нейтрализатор сероводорода и меркаптанов
RU2349627C2 (ru) Средство для удаления сероводорода и/или низкомолекулярных меркаптанов и способ его использования
RU2522459C1 (ru) Нейтрализатор сероводорода и способ его использования
RU2641910C1 (ru) Процесс очистки углеводородных сред от h2s и/или меркаптанов