TWI849339B - 腈溶劑 - Google Patents

腈溶劑 Download PDF

Info

Publication number
TWI849339B
TWI849339B TW110135743A TW110135743A TWI849339B TW I849339 B TWI849339 B TW I849339B TW 110135743 A TW110135743 A TW 110135743A TW 110135743 A TW110135743 A TW 110135743A TW I849339 B TWI849339 B TW I849339B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
sulfur
compounds
impurity composition
nitrile compound
nitrile
Prior art date
Application number
TW110135743A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202216268A (zh
Inventor
丹熙 加林多
柴政
傑斐遜·托馬斯 埃伯特
本傑明 哈塞爾廷
Original Assignee
美商阿散德性能材料營運公司
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 美商阿散德性能材料營運公司 filed Critical 美商阿散德性能材料營運公司
Publication of TW202216268A publication Critical patent/TW202216268A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI849339B publication Critical patent/TWI849339B/zh

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/52—Compositions for preventing, limiting or eliminating depositions, e.g. for cleaning
    • C09K8/524—Compositions for preventing, limiting or eliminating depositions, e.g. for cleaning organic depositions, e.g. paraffins or asphaltenes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D7/00—Compositions of detergents based essentially on non-surface-active compounds
    • C11D7/50—Solvents
    • C11D7/5004—Organic solvents
    • C11D7/5013—Organic solvents containing nitrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/16—Organic compounds
    • C11D3/26—Organic compounds containing nitrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/16—Organic compounds
    • C11D3/26—Organic compounds containing nitrogen
    • C11D3/28—Heterocyclic compounds containing nitrogen in the ring
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D7/00—Compositions of detergents based essentially on non-surface-active compounds
    • C11D7/22—Organic compounds
    • C11D7/32—Organic compounds containing nitrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D7/00—Compositions of detergents based essentially on non-surface-active compounds
    • C11D7/22—Organic compounds
    • C11D7/32—Organic compounds containing nitrogen
    • C11D7/3281—Heterocyclic compounds
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B37/00—Methods or apparatus for cleaning boreholes or wells
    • E21B37/06—Methods or apparatus for cleaning boreholes or wells using chemical means for preventing or limiting, e.g. eliminating, the deposition of paraffins or like substances

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
  • Extraction Or Liquid Replacement (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Detergent Compositions (AREA)

Abstract

一種從表面除去包含含硫化合物的固體含硫雜質組成物的方法，所述方法包含用腈化合物溶解含硫雜質組成物中的含硫化合物以形成處理過的含硫雜質組成物的步驟，所述處理過的含硫雜質組成物包含基於處理過的含硫雜質組成物的總重量計小於99.5重量%的含硫化合物。

Description

腈溶劑
本發明是有關於一種腈化合物作為溶劑的用途。本發明特別是有關於一種腈，如己烷三腈（tricyanohexane）作為例如工業流體中的雜質的溶劑（例如溶解添加劑）的用途。 交叉引用
本申請涉及並要求2020年9月25日提交的美國臨時專利申請No. 63/083,390的優先權，其經此引用併入本文。
硫化氫（H 2S）和其它有機硫化物化合物通常與各種油氣作業相關聯。例如，硫化氫作為雜質少量存在於原油中，天然氣可能包含多達30%的硫化氫。廣義地說，硫化氫和其它有機硫化物化合物可存在於與各種工業過程，如油氣作業有關的各種流體中。由於硫化氫和其它有機硫化物化合物是高度腐蝕性和毒性的，希望從工業流體中減少或除去硫化物化合物。例如，在油氣作業中，用於從這些流體中減少或除去硫化物化合物的各種方法通常被稱為「脫硫」方法。
減少或除去硫化物組分的常用方法使用化學清除劑，通常被稱為「硫化氫清除劑」或「H 2S清除劑」。例如，三嗪化合物常用作硫化氫清除劑。這些和其它硫化氫清除劑可直接注入油氣作業中的各種流體料流中，包括在井口注入水飽和料流中，或在處理設施處注入氣液接觸器中。硫化氫清除劑優先與硫化氫反應以形成揮發性較低和/或不揮發的產物。常規硫化氫清除劑在除去硫化氫方面非常有效，並且在北美每年使用數百萬加侖這樣的清除劑。
儘管如此，硫化氫清除劑的使用並非沒有缺點。特別地，常規硫化氫清除劑產生不需要的產物。例如，三嗪化合物通常與硫化氫反應形成包含無定形二噻嗪的固體雜質，通常被稱為二噻嗪固體。儘管這些固體雜質在某些溫度和壓力條件（例如井下條件）下充分可溶，但固體雜質在典型條件下是不溶的。因此在許多油氣加工系統中觀察到大量這些固體雜質的沉澱。例如，固體雜質可能在輸送和下游分配管線和設施中沉澱。在一些情況下，固體雜質的沉澱量可能足以在加工設備，如管道、容器、儲存和運輸罐，和甚至井中形成堵塞。與固體雜質沉澱相關的問題是有據可查的，並且是本領域技術人員已知的。當沉澱的固體積聚在油氣設備和/或其元件的內表面上時，需要專門的清理程序以確保正常運行。在一些情況下，積聚可能如此嚴重以致元件的更換不可避免。
常規的清理操作可能是昂貴、耗時和具有挑戰性的。典型的方法使用過氧化氫和/或過乙酸溶解固體雜質，通常在升高的溫度下。但是，這些化學品是高度腐蝕性的，並且經常損壞它們意圖清潔的設備。
因此，需要用於減輕固體雜質的沉澱和/或用於清潔沉澱的固體雜質的新型方法和化學品。
在一些方面，本公開提供一種從表面除去固體雜質，例如任選作為含硫雜質組成物的一部分存在的含硫化合物的方法，所述方法包含用腈化合物溶解固體雜質以優選形成處理過的含硫雜質組成物，其包含基於處理過的含硫雜質組成物的總重量計小於99.5重量%的含硫化合物，並且任選其中處理過的二噻嗪組成物進一步包含1 ppm至90重量%的聚合含硫化合物。在一些情況下，腈化合物具有化學式C x H 2 x‑1 (CN) 3，其中x為4至10。在一些情況下，腈化合物包含己烷三腈。在一些情況下，腈化合物具有化學式C x H 2 x (CN) 2，其中x為1至6。在一些情況下，腈化合物具有化學式C x H 2 x+1 CN，其中x為1至6。在一些情況下，腈化合物具有化學結構： 其中a、b和c獨立地為0至4。在一些情況下，固體雜質包含二噻嗪化合物。在一些情況下，腈化合物表現出在70℉下0.01 kg/l至20 kg/l的二噻嗪溶解度。在一些情況下，腈化合物表現出在125℉下0.5 kg/l至50 kg/l的二噻嗪溶解度。
在一些方面，本公開提供一種溶解器溶液，其包含：腈化合物；和硫化氫清除劑。在一些情況下，溶解器溶液包含0.1體積%至85體積%的量的腈化合物。在一些情況下，腈化合物具有化學式C x H 2 x‑1 (CN) 3，其中x為4至10。在一些情況下，腈化合物具有化學結構： 其中a、b和c獨立地為0至4。在一些情況下，腈化合物包含己烷三腈。在一些情況下，硫化氫清除劑包含三嗪化合物。在一些情況下，硫化氫清除劑包含六氫-1,3,5-三(羥乙基)-s-三嗪。
在一些方面，本公開提供一種溶解二噻嗪的方法，所述方法包含將前述實施方案任一項的溶解器溶液添加到含二噻嗪的系統中。
在一些實施方案中，本公開涉及一種處理包含含硫化合物的固體含硫雜質組成物的方法，所述方法包含使含硫雜質組成物中的含硫化合物與腈化合物接觸以形成處理過的含硫雜質組成物，其包含小於99.5重量%含硫化合物和任選1 ppm至90重量%三噻烷。
在一些實施方案中，本公開涉及一種抑制在包含含硫化合物的含硫雜質組成物中形成聚合含硫化合物的方法，所述方法包含將腈化合物添加到含硫雜質組成物中，其中將含硫雜質組成物中的至少一些單體含硫化合物溶解，以形成處理過的含硫雜質組成物，其包含減少量的單體含硫化合物；其中處理過的含硫雜質組成物包含小於90重量%的聚合含硫化合物，例如三噻烷。減少量的單體含硫化合物任選比含硫雜質組成物中存在的含硫化合物的初始量小至少10%。
引言
如上所述，已經確認的是，常規硫化氫清除劑由於與硫化氫反應而產生雜質。例如，當使用常用的硫化氫清除劑六氫-1,3,5,-三(羥乙基)二噻嗪時產生5-(2-羥乙基)二噻嗪。參見例如Jan M. Bakke等人, Hydrolysis of  1,3,5,-Tris(2-hydroxyethyl)hexahydrodithiazine and Its Reaction with H 2S, 40 Ind. Eng. Chem. Res. 6051 (2001)；Grahame N. Taylor & Ron Matherly, Gas Chromatographic- Mass Spectroscopic Analysis of Chemically Derivatized Hexahydrotriazine-based Hydrogen Sulfide Scavengers: Part II,49 Ind. Eng. Chem. Res. 6267 (2010)。當形成時，雜質可能短暫地為緻密液層的形式。但是，通常，雜質作為無定形固體（例如無定形（單體）二噻嗪）從溶液中沉澱，其在常規石油和/或天然氣作業的條件下高度不溶。已經發現，在一些但不一定所有情況下，單體形式的二噻嗪可能有害地聚合形成另外的雜質，例如三噻烷，這增加了總固體雜質脫除的難度和複雜性。結果，固體雜質可能積聚在機械的內表面上，以造成各種元件的堵塞、阻塞、損壞和最終發生故障。
此外，常規硫化氫清除劑經常用於油氣作業以外的工業。例如，除了它們在油氣作業中清除硫化氫或其它有機硫化物化合物的用途外，三嗪化合物還可用於諸如採礦、紙和紙漿加工、水力發電廠、燃煤發電廠和市政供水設施之類的領域。要理解的是，本申請中使用的術語「硫化氫清除劑」既不限於油氣作業也不限於該化合物的預期功能。也就是說，本公開的硫化氫清除劑在其沒有明確用於與硫化氫反應或以其它方式螯合硫化氫的目的時仍然如此。
本公開提供用於減少或減輕這些固體雜質的形成和/或積聚的組成物和方法。固體雜質可能是例如含硫雜質，例如含硫化合物。在一些情況下，固體雜質是固體含硫雜質組成物的一部分。含硫雜質組成物包含可能是含硫化合物的固體雜質。
在一些實施方案中，本公開涉及腈化合物在溶解由常規硫化氫清除劑，如三嗪化合物與硫化氫的反應產生的固體雜質（含硫雜質組成物）中的用途。本發明人已經發現，本文所述的腈化合物對常規油氣作業中可能形成的固體雜質表現出高溶解度。換言之，固體雜質容易溶解（或保持溶解而不沉澱）在本文所述的腈化合物（包含本文所述的腈化合物的溶液）中。
本公開還涉及一種處理包含含硫化合物的（固體）含硫雜質組成物的方法。該方法包含使含硫雜質組成物中的含硫化合物與腈化合物接觸以形成處理過的含硫雜質組成物，其因此包含減少量的含硫化合物和任選三噻烷，優選為少量。
在一些方面，本公開提供包含腈化合物和硫化氫清除劑的溶解器溶液。當（例如在油氣作業中）使用這些溶解器溶液時，硫化氫清除劑優先與硫化氫反應並產生固體雜質，腈化合物有利地溶解固體雜質（例如通過再溶解沉澱的固體雜質和/或通過使固體雜質保持溶解在溶液中而不沉澱）。在另一些方面，本公開還提供使用本文所述的溶解器溶液和/或腈化合物的方法，例如用於減少和/或除去硫化氫，用於溶解二噻嗪，和/或用於除去固體雜質。
在一些情況下，本公開涉及一種抑制在包含含硫化合物的含硫雜質組成物中形成聚合含硫化合物，例如三噻烷的方法。該方法將腈化合物添加到含硫雜質組成物中以形成處理過的含硫雜質組成物，其中將含硫雜質組成物中的至少一些含硫化合物溶解。處理過的含硫雜質組成物包含減少量的單體含硫化合物，且處理過的含硫雜質組成物包含小於50重量%的聚合含硫化合物，例如三噻烷。
在一些方面，腈化合物可用於（例如獨自存在）溶解固體雜質。一些腈化合物是已知的並可購得。但是，已經出乎意料地發現所公開的腈化合物對本文所述的用途和方法有效。常規教導尚未指出所公開的腈化合物用於這些目的。
腈化合物
本文描述了許多腈化合物，本發明人已經發現它們有利地溶解可能不溶於（例如難溶於）常規溶劑的固體雜質。因此，腈化合物可用於溶解（例如再溶解或保持溶解）本文所述的固體雜質。此外，腈化合物可用於包含腈化合物和硫化氫清除劑的溶解器溶液，硫化氫清除劑（例如與硫化氫）反應產生固體雜質。
腈化合物可以是任何包含一個或多個氰基或腈官能團的有機化合物。本發明人已經發現，這些腈化合物的存在可有利地提供各種固體雜質的提高的溶解度。例如，腈化合物可優先溶解（例如再溶解或保持溶解）在油氣作業的脫硫製程的過程中沉澱的固體雜質。固體沉澱物的存在和/或積聚，例如在加工設備、管、容器、儲存罐、運輸罐或水處理井的內表面上，可能導致機械中的堵塞，然後需要清潔或更換。通過溶解固體雜質，腈化合物減輕或消除固體雜質在表面上的積累。此外，固體雜質在腈化合物中的溶解度允許在機械的清潔中使用腈化合物（例如包含腈化合物的溶液）。本公開設想了在許多這樣的應用（其中一些在上面作為非限制性實例提及）中使用腈化合物溶解固體雜質。
在一些實施方案中，腈化合物是三腈化合物，例如在飽和或不飽和碳原子鏈上具有三個氰基或腈官能團的有機化合物。例如，在一些實施方案中，腈化合物是三腈烷烴，例如具有化學式C x H 2 x-1 (CN) 3的有機化合物，其中x為4至10。示例性的三腈化合物包括丁烷三腈（例如三氰基丁烷)、戊烷三腈（例如三氰基戊烷）、己烷三腈（例如三氰基己烷）、庚烷三腈（例如三氰基庚烷）、辛烷三腈（例如三氰基辛烷）、壬烷三腈（例如三氰基壬烷）和癸烷三腈（例如三氰基癸烷）及其組合。在一些實施方案中，三腈化合物包含三氰基己烷，例如1,3,6-三氰基己烷和/或1,3,5-三氰基己烷。
就化學結構而言，三腈化合物可具有結構 , 其中a、b和c獨立地為0至4。在一些實施方案中，a、b和c的總和為3至10。
在一些實施方案中，腈化合物是二腈化合物，例如在飽和或不飽和碳原子鏈上具有兩個氰基或腈官能團的有機化合物。例如，在一些實施方案中，腈化合物是二腈烷烴，例如具有化學式C x H 2 x (CN) 2的有機化合物，其中x為1至6。示例性的二腈化合物包括丙二腈（例如二氰基甲烷）、丁二腈（例如二氰基乙烷）、戊二腈（glutaronitrile）（例如二氰基丙烷）、己二腈（例如二氰基丁烷）、戊烷二腈（pentane dinitrile）（例如二氰基戊烷）和己烷二腈（例如二氰基己烷）。
在一些實施方案中，腈化合物是單腈化合物，例如在飽和或不飽和碳原子鏈上具有一個氰基或腈官能團的有機化合物。例如，在一些實施方案中，腈化合物是腈烷烴，例如具有化學式C x H 2 x+1 (CN)的有機化合物，其中x為1至6。示例性的腈化合物包括乙腈（例如氰基甲烷）、丙腈（例如氰基乙烷）、丁腈（例如氰基丙烷）、戊腈（valeronitrile）（例如氰基丁烷）、戊腈（pentane nitrile）（例如氰基戊烷）和己腈（例如氰基己烷）。
在一些實施方案中，腈化合物包含上述化合物的混合物。例如，可使用一種或多種三腈、二腈和/或單腈的組合。據設想，在一些情況下，腈化合物可在沒有硫化氫清除劑的情況下使用（例如溶解器溶液可能僅包含腈化合物），例如以在各種應用中溶解固體雜質，包括但不限於油氣作業、採礦、紙和紙漿加工、水力發電廠、燃煤發電廠和市政供水設施。
當併入溶解器溶液時，溶解器溶液中存在的腈化合物的含量不受特別限制並可廣泛變化。在一個實施方案中，溶解器溶液包含0.1體積%至20體積%的腈化合物，例如0.1體積%至18.5體積%、0.1體積%至17體積%、0.1體積%至15.5體積%、0.1體積%至12體積%、0.2體積%至20體積%、0.2體積%至18.5體積%、0.2體積%至17體積%、0.2體積%至15.5體積%、0.2體積%至12體積%、0.5體積%至20體積%、0.5體積%至18.5體積%、0.5體積%至17體積%、0.5體積%至15.5體積%、0.5體積%至12體積%、0.8體積%至20體積%、0.8體積%至18.5體積%、0.8體積%至17體積%、0.8體積%至15.5體積%、或0.8體積%至12體積%。就下限而言，溶解器溶液可包含大於0.1體積%的腈化合物，例如大於0.2體積%、大於0.5體積%或大於0.8體積%。就上限而言，溶解器溶液可包含小於20體積%的腈化合物，例如小於18.5體積%、小於17體積%、小於15.5體積%或小於12體積%。
在一些情況下，溶解器溶液中存在的腈化合物的含量可相對較高。在一個實施方案中，例如，溶解器溶液包含15體積%至85體積%的腈化合物，例如15體積%至80體積%、15體積%至75體積%、15體積%至70體積%、15體積%至65體積%、20體積%至85體積%、20體積%至80體積%、20體積%至75體積%、20體積%至70體積%、20體積%至65體積%、25體積%至85體積%、25體積%至80體積%、25體積%至75體積%、25體積%至70體積%、25體積%至65體積%、30體積%至85體積%、30體積%至80體積%、30體積%至75體積%、30體積%至70體積%、或30體積%至65體積%。就下限而言，溶解器溶液可包含大於15體積%的腈化合物，例如大於20體積%、大於25體積%或大於30體積%。就上限而言，溶解器溶液可包含小於85體積%的腈化合物，例如小於80體積%、小於75體積%、小於70體積%或小於65體積%。
硫化氫清除劑
本文所述的溶解器溶液除腈化合物外還包含硫化氫清除劑。硫化氫清除劑可廣泛變化並且許多硫化氫清除劑是已知的。
硫化氫清除劑可以是選擇性地與流體料流中的硫化氫（或其它有機硫化物組分）反應或以其它方式螯合和/或除去流體料流中的硫化氫（或其它有機硫化物組分)的任何有機或無機化合物。優選地，硫化氫清除劑通過不可逆反應將硫化物組分轉化成更惰性的形式。
在一些實施方案中，硫化氫清除劑可包含無機化合物。例如，硫化氫清除劑可包含金屬化合物，如含銅化合物（例如碳酸銅）、含鐵化合物（例如氧化鐵）或含鋅化合物（例如碳酸鋅或氧化鋅），它們可能反應形成不溶性硫化銅。作為另一實例，硫化氫清除劑可包含過氧化氫，其可能反應形成游離硫。
在一些實施方案中，硫化氫清除劑可包含有機化合物。例如，硫化氫清除劑可包含含氮化合物，如含氮雜環。在一些實施方案中，硫化氫清除劑包含三嗪（例如三嗪衍生物）。換言之，硫化氫清除劑可以是三嗪化合物。示例性三嗪化合物包括三嗪（例如s-三嗪）、六氫-三嗪（例如六氫-s-三嗪）、六氫-1,3,5-三(甲基)-s-三嗪、六氫-1,3,5-三(乙基)-s-三嗪、六氫-1,3,5-三(丙基)-s-三嗪、六氫-1,3,5-三(丁基)-s-三嗪、六氫-1,3,5-三(丁基)-s-三嗪、六氫-1,3,5-三(羥甲基)-s-三嗪、六氫-1,3,5-三(羥乙基)-s-三嗪、六氫-1,3,5-三(羥丙基)-s-三嗪、六氫-1,3,5-三(羥丁基)-s-三嗪、六氫-1,3,5-三(羥戊基)-s-三嗪及其組合。
就化學結構而言，硫化氫清除劑可具有結構： , 其中R 1、R 2和R 3獨立地為氫、C 1-C 5烷基、C 2-C 5烯基或C 1-C 5醇基團。在一些實施方案中，例如，R 1、R 2和R 3各自是C 1-C 5醇基團，如羥甲基、羥乙基、羥丙基、羥丁基和/或羥戊基。
市售硫化氫清除劑包括來自Foremark的PureMark產品、來自Nalco的GasTreat產品、來自Hexion的MEA Traizine產品和來自Baker Hughes的Sulfix。
溶解器溶液中存在的硫化氫清除劑的含量不受特別限制並可廣泛變化。在一個實施方案中，溶解器溶液包含15體積%至85體積%的硫化氫清除劑，例如15體積%至80體積%、15體積%至75體積%、15體積%至70體積%、15體積%至65體積%、20體積%至85體積%、20體積%至80體積%、20體積%至75體積%、20體積%至70體積%、20體積%至65體積%、25體積%至85體積%、25體積%至80體積%、25體積%至75體積%、25體積%至70體積%、25體積%至65體積%、30體積%至85體積%、30體積%至80體積%、30體積%至75體積%、30體積%至70體積%、或30體積%至65體積%。就下限而言，溶解器溶液可包含大於15體積%的硫化氫清除劑，例如大於20體積%、大於25體積%或大於30體積%。就上限而言，溶解器溶液可包含小於85體積%的硫化氫清除劑，例如小於80體積%、小於75體積%、小於70體積%或小於65體積%。
附加組分
本文所述的溶解器溶液可包含除腈化合物和硫化氫清除劑外的其它（任選）組分。這些附加組分可為溶解器溶液提供進一步的功能。例如附加組分可穩定溶解器溶液或可促進其使用。
在一些實施方案中，將腈化合物和硫化氫清除劑分散（例如溶解）在溶劑中。在一些實施方案中，腈化合物在不存在硫化氫清除劑的情況下使用，但分散（例如溶解）在溶劑中。不受制於任何機制或理論，本文所述的溶解器溶液可包含任何溶劑。在一些情況下，溶劑是水性溶劑，如水。在一些情況下，溶劑是有機溶劑，如戊烷、己烷、甲醇、乙醇、丙醇（例如正丙醇或異丙醇）、丙酮、苯、甲苯、二甲苯。對溶解器溶液中存在的溶劑量沒有特別限制。在一些情況下，溶劑構成溶解器溶液的剩餘部分。例如，溶解器溶液可包含一定體積百分比的腈化合物和硫化氫化合物（和任何附加組分），其餘為溶劑。
在一些實施方案中，溶解器溶液進一步包含附加組分，如酸、分散劑、增黏劑、潤滑劑、阻垢劑、減摩劑、交聯劑、界面活性劑、pH調節劑、鐵控制劑、破乳劑或其組合。在一些實施方案中，腈化合物在不存在硫化氫清除劑的情況下使用，但與這些附加組分的任一種混合。
在一些實施方案中，溶解器溶液進一步包含界面活性劑。在一些實施方案中，腈化合物在不存在硫化氫清除劑的情況下使用，但與界面活性劑混合。界面活性劑降低整個組成物的表面張力並改進固體雜質的分散和溶解度。合適的界面活性劑的實例包括失水山梨糖醇脂肪酸酯乙氧基化物（例如Tween 40）、烷基酚醇乙氧基化物（例如NP-9、NP-4）、非離子聚合物界面活性劑（例如CRODA Hypermer A70）、陽離子界面活性劑（乙氧基化牛脂烷基乙基硫酸銨（ethoxylated tallow alkylmonium ethosulfate），Crodaquat TES）和失水山梨糖醇單油酸酯（例如SPAN 80）。
固體雜質
如上所述，硫化氫清除劑，例如三嗪化合物與硫化氫的反應產生固體雜質。這些固體雜質在機械內表面上的積累可能導致油氣作業中的各種元件的堵塞、阻塞、損壞和最終發生故障。在使用硫化氫清除劑的各種製程中，例如在油氣作業中可能形成各種固體雜質，並且已經有利地發現本文所述的腈化合物（單獨和/或作為溶解器溶液的組分）溶解固體雜質。
在一些實施方案中，固體雜質是硫化氫清除劑與硫化氫和/或其它硫化物組分的反應產物。在一些特定實施方案中，固體雜質是三嗪基化合物與硫化氫的產物。在一些情況下，固體雜質包含具有含三個氮和/或硫雜原子的六元環的有機化合物。例如，固體雜質可包含噻二嗪化合物、二噻嗪化合物或其組合。就化學結構而言，固體雜質可具有以下結構： , 其中R是氫、C 1-C 5烷基、C 2-C 5烯基或C 1-C 5醇基團。在一些實施方案中，例如，R是C 1-C 5醇基團，如羥甲基、羥乙基、羥丙基、羥丁基和/或羥戊基。
在一些實施方案中，硫化氫清除劑是具有先前論述的結構的疊氮基化合物，固體雜質具有上述結構，且R官能團等同於疊氮基化合物的R 1、R 2和/或R 3官能團。例如，硫化氫清除劑可包含六氫-1,3,5-三(羥乙基)-s-三嗪，且固體雜質可包含5-羥乙基-1,3,5-二噻嗪。
在一些情況下，固體雜質包含無定形二噻嗪。例如，固體雜質可包含由硫化氫清除劑與硫化氫和/或其它硫化物組分的反應產生的二噻嗪化合物的無定形產物和/或衍生物。無定形二噻嗪的化學結構以及它們的形成機理描述在Grahame N. Taylor & Ron Matherly, Structural Elucidation of the Solid Byproduct from the Use of 1,3,5,-Tris(2-hydroxyethyl)hexahydro-s-triazine Based Hydrogen Sulfide Scavengers50 Ind. Eng. Chem. Res. 735 (2011)中，其經此引用併入本文。
在一些實施方案中，固體雜質包含無機硫化合物。在一些情況下，例如，固體雜質包括金屬硫化物，如硫化鐵（例如黃鐵礦）、硫化鉛（例如方鉛礦）、硫化鋅（例如閃鋅礦）、硫化銀（例如輝銀礦）、硫化汞（例如朱砂）、硫化鉬（例如輝鉬礦）、硫化鎳（例如鎳黃鐵礦）、硫化砷（例如雄黃）、硫化銻（例如輝銻礦）、鐵銅硫化物（例如黃銅礦）或其組合。在一些情況下，固體雜質包含硫酸鹽，如硫酸鈣（例如石膏、半水合物、無水石膏）、硫酸鍶（例如天青石）、硫酸鉛（例如鉛礬）、硫酸鋇（例如重晶石）或其組合。
在一些實施方案中，固體雜質包含元素硫。
固體雜質，例如二噻嗪化合物通常不溶於油和氣體流體。因此，固體雜質作為固體從溶液中沉澱，隨後可能積聚在機械上。但是，本發明人已經發現，腈化合物（和包含腈化合物的溶解器溶液）對固體雜質表現出高溶解度。也就是說，腈化合物可以再溶解沉澱的固體雜質和/或使固體雜質保持為溶質（例如通過減少或消除沉澱）。固體雜質（例如二噻嗪化合物）溶解在腈化合物中的傾向可通過溶解率量化，其指示在給定溫度下溶解在腈化合物中的固體雜質（例如二噻嗪化合物）的最大量。
如上所述，上文提到的腈化合物具有出乎意料的溶解固體雜質的能力。換言之，固體雜質（例如二噻嗪化合物）在腈化合物中的溶解度驚人地高。例如，在70℉下的溶解度可為0.01 kg/l至20 kg/l，例如0.01 kg/l至18 kg/l、0.01 kg/l至16 kg/l、0.01 kg/l至14 kg/l、0.01 kg/l至12 kg/l、0.02 kg/l至20 kg/l、0.02 kg/l至18 kg/l、0.02 kg/l至16 kg/l、0.02 kg/l至14 kg/l、0.02 kg/l至12 kg/l、0.04 kg/l至20 kg/l、0.04 kg/l至18 kg/l、0.04 kg/l至16 kg/l、0.04 kg/l至14 kg/l、0.04 kg/l至12 kg/l、0.06 kg/l至20 kg/l、0.06 kg/l至18 kg/l、0.06 kg/l至16 kg/l、0.06 kg/l至14 kg/l、0.06 kg/l至12 kg/l、0.08 kg/l至20 kg/l、0.08 kg/l至18 kg/l、0.08 kg/l至16 kg/l、0.08 kg/l至14 kg/l、或0.08 kg/l至12 kg/l。就下限而言，在70℉下固體雜質（例如二噻嗪化合物）在腈化合物中的溶解度可為大於0.01 kg/l，例如大於0.02 kg/l、大於0.04 kg/l、大於0.06 kg/l或大於0.08 kg/l。就上限而言，在70℉下固體雜質（例如二噻嗪化合物）在腈化合物中的溶解度可為小於20 kg/l，例如小於18 kg/l、小於16 kg/l、小於14 kg/l或小於12 kg/l。
在一些實施方案中，在125℉下固體雜質（例如二噻嗪化合物）在腈化合物中的溶解度為0.5 kg/l至50 kg/l，例如0.5 kg/l至45 kg/l、0.5 kg/l至40 kg/l、0.5 kg/l至35 kg/l、0.6 kg/l至50 kg/l、0.6 kg/l至45 kg/l、0.6 kg/l至40 kg/l、0.6 kg/l至35 kg/l、0.8 kg/l至50 kg/l、0.8 kg/l至45 kg/l、0.8 kg/l至40 kg/l、0.8 kg/l至35 kg/l、1 kg/l至50 kg/l、1 kg/l至45 kg/l、1 kg/l至40 kg/l、或1 kg/l至35 kg/l。就下限而言，在125℉下固體雜質（例如二噻嗪化合物）在腈化合物中的溶解度可為大於0.5 kg/l，例如大於0.6 kg/l、大於0.8 kg/l或大於1 kg/l。就上限而言，在125℉下固體雜質（例如二噻嗪化合物）在腈化合物中的溶解度可為小於50 kg/l，例如小於45 kg/l、小於40 kg/l或小於35 kg/l。
含硫雜質組成物
當含硫雜質組成物中的固體含硫化合物與腈接觸（並任選經受其它處理，如溫度）時，形成處理過的含硫雜質組成物。
含硫雜質組成物可包含（單體）含硫化合物，例如二噻嗪。例如，含硫雜質組成物可包含基於含硫雜質組成物的總重量計大於25重量%的含硫化合物，例如大於35重量%、大於50重量%、大於75重量%、大於85重量%、大於90重量%、大於95重量%或大於99重量%。就範圍而言，含硫雜質組成物可包含25重量%至100重量%的含硫化合物，例如50重量%至100重量%、25重量%至75重量%、35重量%至65重量%、75重量%至100重量%、85重量%至99.5重量%、或90重量%至99重量%。就上限而言，含硫雜質組成物可包含小於100%的含硫化合物，例如小於95重量%、小於90重量%、小於75重量%、小於50重量%或小於35重量%。
處理過的含硫雜質組成物可包含減少量的含硫化合物，例如單體二噻嗪（與初始含硫雜質組成物相比減少）。例如，處理過的含硫雜質組成物可包含基於處理過的含硫雜質組成物的總重量計小於99.5%的含硫化合物，例如小於99重量%、小於95重量%、小於92重量%、小於90重量%、小於75重量%、小於60重量%、小於50重量%、小於40重量%、小於35重量%、小於25重量%、小於15重量%、小於10重量%、小於5重量%或小於1重量%。就範圍而言，處理過的含硫雜質組成物可包含0重量%至95重量%的含硫化合物，例如0重量%至75重量%、0重量%至50重量%、1重量%至35重量%、5重量%至25重量%、或10重量%至20重量%。就下限而言，含硫雜質組成物可包含大於0重量%的含硫化合物，例如大於1重量%、大於5重量%、大於10重量%、大於25重量%或大於50重量%。
在一些情況下，減少量的單體含硫化合物比未處理的含硫雜質組成物中存在的含硫化合物的初始量小至少10%，例如小15%、小25%、小35%、小50%、小至少75%或小至少90%。
在一些實施方案中，單體含硫雜質可能聚合形成聚合含硫雜質。在一些情況下，通過用本文公開的腈化合物處理可能有益地延緩或阻止這種聚合。作為處理的結果，也延緩或消除由單體二噻嗪形成(聚合的)含噻嗪聚合物/化合物，例如三噻烷雜質。因此，處理過的含硫雜質組成物包含僅少量的聚合含硫化合物，例如含噻嗪聚合物/化合物。
例如，處理過的含硫雜質組成物可包含小於100%的聚合含硫化合物，例如三噻烷，例如小於95%、小於90重量%、小於80重量%、小於75重量%、小於65重量%、小於60重量%、小於50重量%、小於40重量%、小於30重量%、小於25重量%或小於10重量%。就範圍而言，處理過的含硫雜質組成物可包含1 ppb至90重量%的聚合含硫化合物，例如1 ppm至90重量%、1重量%至90重量%、10重量%至80重量%、20重量%至75重量%、35重量%至75重量%、40重量%至70重量%、或45重量%至70重量%。就上限而言，含硫雜質組成物可包含大於1 ppb的聚合含硫化合物，例如大於10 ppm、大於1重量%、大於10重量%、大於15重量%、大於25重量%、大於35重量%、大於45重量%、大於50重量%、大於60重量%、大於65重量%或大於75重量%。
溶解固體雜質
考慮到固體雜質（或多種雜質）在腈化合物中的相對較高溶解度，本文所述的腈化合物（和含有腈化合物的溶解器溶液）可有益地用於溶解（例如再溶解或保持溶解）固體雜質。因此，本公開的若干實施方案提供了利用溶解器溶液和/或腈化合物的方法。
在一些實施方案中，腈化合物和/或溶解器溶液用於減少或除去硫化物雜質，如硫化氫或有機硫化物化合物。在這些實施方案中，將本文所述的溶解器溶液添加到含硫化物雜質的系統中。含硫化物雜質的系統可以是油氣作業的元件或機械，例如脫硫製程的元件。向系統添加溶解器溶液的機制不受特別限制。在一些實施方案中，通過直接注射將溶解器溶液添加到系統中。例如，可將溶解器溶液噴入（例如用霧化套管）或以其它方式注入含硫化物雜質的系統的流體料流（例如油、氣體或流體混合物）中。在一些實施方案中，通過接觸器，如接觸器塔將溶解器溶液添加到系統中。例如，可將含硫化物雜質的系統的流體料流（例如油、氣體或流體混合物）鼓泡或以其它方式進給經過裝有溶解器溶液的接觸器塔。在這些實施方案中，硫化氫清除劑優先與硫化物雜質反應，並且腈化合物溶解（例如再溶解和/或保持溶解）該反應的產物。
本公開還涉及處理可能包含固體雜質（作為含硫雜質組成物的一部分）的含硫組成物，其包含使（含硫雜質組成物中的）固體雜質與腈化合物接觸以形成具有如本文所述的組成的處理過的含硫組成物的步驟。
在一些實施方案中，腈化合物和/或溶解器溶液用於溶解固體雜質，如二噻嗪化合物。在這些實施方案中，將本文所述的溶解器溶液添加到含雜質的系統中。含（硫化物）雜質的系統可以是油氣作業的元件或機械，例如脫硫製程的元件。雜質，例如二噻嗪在一些情況下可能是脫硫製程的產物。為了除去固體，例如二噻嗪，將溶解器溶液引入含雜質的系統。向系統添加溶解器溶液的機制不受特別限制。在這一實施方案中，溶解器溶液可用於在不斷清除硫化物雜質的同時清潔或除去沉澱的二噻嗪化合物。
在一些實施方案中，腈化合物和/或溶解器溶液用於從表面除去固體雜質，如二噻嗪化合物。在這些實施方案中，腈化合物溶解固體雜質。待清潔的表面不受特別限制，並且可以是例如油氣作業的元件或機械，例如脫硫製程的元件。在一些情況下，含雜質的系統可以是雜質，例如二噻嗪化合物已沉澱和/或積聚在其上的機械元件。在一些實施方案中，例如，其可以是石油和/或天然氣作業、採礦作業、紙和紙漿加工、水力發電廠、燃煤發電廠或市政供水設施的元件。二噻嗪在一些情況下可能是脫硫製程的產物。為了除去固體二噻嗪，將腈化合物引入表面。向系統添加溶解器溶液的機制不受特別限制。在這一實施方案中，腈化合物可獨自用於清潔或除去沉澱的二噻嗪化合物。
如上文論述，固體雜質在環境溫度下可溶於腈化合物。因此，上述方法可包含在環境溫度下利用腈化合物和/或溶解器溶液。在一些實施方案中，在50℉至90℉，例如50℉至85℉、50℉至80℉、50℉至75℉、55℉至90℉、55℉至85℉、55℉至80℉、55℉至75℉、60℉至90℉、60℉至85℉、60℉至80℉、60℉至75℉、65℉至90℉、65℉至85℉、65℉至80℉、或65℉至75℉的溫度下利用腈化合物和/或溶解器溶液。就下限而言，可在大於50℉，例如大於55℉、大於60℉或大於65℉的溫度下利用腈化合物和/或溶解器溶液。就上限而言，可在小於90℉，例如小於85℉、小於80℉或小於75℉的溫度下利用腈化合物和/或溶解器溶液。
固體雜質在腈化合物中的溶解度隨溫度提高而提高。因此，上述方法可進一步包含加熱腈化合物和/或溶解器溶液（和任選加熱固體雜質或含有固體雜質的溶液）到升高的溫度。在一些實施方案中，將腈化合物和/或溶解器溶液加熱到90℉至400℉，例如90℉至390℉、90℉至380℉、90℉至375℉、100℉至400℉、100℉至390℉、100℉至380℉、100℉至375℉、110℉至400℉、110℉至390℉、110℉至380℉、110℉至375℉、115℉至400℉、115℉至390℉、115℉至380℉、或115℉至375℉的溫度。就下限而言，可將腈化合物和/或溶解器溶液加熱到大於90℉，例如大於100℉、大於110℉或大於115℉的溫度。就上限而言，可將腈化合物和/或溶解器溶液加熱到小於400℉，例如小於390℉、小於380℉或小於375℉的溫度。
固體雜質在腈化合物中的溶解可能要求固體雜質長時間暴露於腈化合物。因此，上述方法可進一步包含允許固體雜質（例如二噻嗪化合物）溶解延長的時間。在一些實施方案中，使固體雜質（例如二噻嗪化合物）暴露於腈化合物0.5小時至48小時，例如0.5小時至120小時、0.5小時至96小時、0.5小時至72小時、0.5小時至48小時、1小時至48小時、1小時至120小時、1小時至96小時、1小時至72小時、1小時至48小時、1.5小時至48小時、1.5小時至120小時、1.5小時至96小時、1.5小時至72小時、1.5小時至48、2小時至48小時、2小時至120小時、2小時至96小時、2小時至72小時、或2小時至48。就下限而言，可使固體雜質暴露於腈化合物至少0.5小時，例如至少1小時、至少1.5小時或至少2小時。就上限而言，可使固體雜質暴露於腈化合物小於48小時，例如小於120小時、小於96小時、小於72小時或小於48小時。
三噻烷抑制
在一些情況下，二噻嗪的溶解可用於延緩由二噻嗪（二噻嗪單體）形成的雜質的形成。由二噻嗪單體形成的雜質的一些實例是噻烷（thianes），例如三噻烷。
在一些實施方案中，本公開涉及一種抑制在包含含硫化合物，例如二噻嗪的含硫雜質組成物中形成（聚合）含硫化合物，如（聚合）含噻嗪聚合物/化合物，例如三噻烷的方法。聚合含硫化合物可以是是含有（單體）二噻嗪或由（單體）二噻嗪形成的聚合物。該方法包含將腈化合物，例如己烷三腈（任選在溶解器溶液中）添加到含硫雜質組成物中的步驟。由此，腈化合物溶解含硫雜質組成物中的至少一些二噻嗪以形成處理過的含硫雜質組成物。在一些情況下，處理過的含硫雜質組成物包含減少量的（單體）含硫化合物（二噻嗪），或在一些情況下不含單體含硫化合物。因此，延緩或消除由單體二噻嗪形成（聚合）含噻嗪聚合物/化合物，例如三噻烷雜質。換言之，幾乎或完全沒有形成三噻烷，因為幾乎或完全不存在用於形成它的單體二噻嗪。處理過的含硫雜質組成物中的三噻烷（或其它（聚合）含噻嗪聚合物/化合物）的量可如本文所討論。
在一些情況下，處理過的含硫雜質組成物包含小於100重量%（聚合）含噻嗪聚合物/化合物，例如三噻烷（關於處理過的含硫雜質組成物的組成，參見上文的論述）。
在一些實施方案中，本文中公開的任何或一些步驟或元件可能被認為是任選的。在一些情況下，本說明書中的任何或一些前述項目可能例如通過請求項的措辭明確地排除。例如，請求項的措辭可能被修改為指出該組成物不包含或排除蓖麻油。
如本文所用，「大於」和「小於」界限也可能包括與其關聯的數位。換言之，「大於」和「小於」可被解釋為「大於或等於」和「小於或等於」。據設想，該措辭可隨後在請求項中被修改為包括「或等於」。例如，「大於4.0」可解釋為並且隨後在請求項中被修改為「大於或等於4.0」。
實施例
參考下列非限制性實施例進一步理解本公開。
實施例1
運行試驗以評估腈化合物在硫化氫清除劑中的溶解度並由此確定溶解器溶液的組成。使用60體積%六氫-1,3,5-三(羥乙基)-s-三嗪的水溶液作為硫化氫清除劑。使用己烷三腈作為腈化合物。
通過將腈化合物添加到硫化氫清除劑中製備五個樣品，各5毫升。加入不同量的腈化合物以製備分別包含1體積%、2體積%、3體積%、4體積%和5體積%腈化合物的樣品，餘量為硫化氫清除劑。搖動各樣品直至視覺上均勻並使其沉降和分離。在初始分離後再次搖動樣品以確保最大溶解，然後評價分離。
對於各樣品，搖動產生乳狀液，其在觀察到分離前有利地穩定長達1小時。因此，所有樣品都是高度穩定的。特別地，包含1體積%和2體積%腈化合物的樣品在任何點都沒有完全分離；相反，腈化合物的小微滴僅聚結在表面。因此，發現包含大約1-2體積%的溶解器溶液特別穩定和有效。因此，一些腈溶液/組成物可以在低於100體積%，例如小於75體積%、小於50體積%、小於35體積%、小於25體積%、小於15體積%、小於10體積%、小於5體積%或小於3體積%的濃度下是有效的。
實施例2
運行試驗以評估固體雜質在腈化合物中的溶解度。使用己烷三腈作為腈化合物。使用二噻嗪化合物的兩個樣品作為固體雜質：「實驗室樣品」通過用硫化氫和氮氣的混合物連續鼓泡40體積%六氫-1,3,5-三(羥乙基)-s-三嗪溶液直至發生分離而生成，「現場樣品（field sample）」是從脫硫製程的接觸器塔收集的無定形二噻嗪的樣品。
在第一個試驗中，評估實驗室樣品在腈化合物中的溶解度。通過將來自實驗室樣品的固體二噻嗪與腈化合物混合製備樣品。將樣品加熱到70℉和125℉ 24小時。在24小時後，回收未溶解的固體雜質，用冷異丙醇沖洗，風乾並稱重。測定溶解的固體雜質的量並用於計算實驗室樣品的溶解度。該試驗的結果報告在表1中。
表1: 實驗室樣品試驗
  實施例1 實施例2
溫度(℉) 70 125
接觸時間(小時) 24 24
腈化合物(g) 25.03 25.01
初始固體雜質(g) 5.13 5.16
最終固體雜質(g) 4.84 4.24
溶解量(g) 0.29 0.92
計算溶解度(kg/l) 0.012 0.038
如表1的資料所示，腈化合物令人驚訝地有效溶解實驗室樣品。特別地，在125℉下，計算溶解度為~0.04 kg/l。
在第二個試驗中，評估現場樣品在腈化合物中的溶解度。通過將來自現場樣品的固體二噻嗪與腈化合物混合製備樣品。將樣品加熱到70℉和125℉ 2小時或24小時。在該時間後，回收未溶解的固體雜質，用冷異丙醇沖洗，風乾並稱重。測定溶解的固體雜質的量並用於計算實驗室樣品的溶解度。該試驗的結果報告在表2中。
表2: 現場樣品試驗
  實施例3 實施例4 實施例5 實施例6
溫度(℉) 70 70 125 125
接觸時間(小時) 2 24 2 2
腈化合物(g) 10.02 10.01 10.7 5.08
初始固體雜質(g) 12.28 12.45 12.65 45.82
最終固體雜質(g) 11.24 7.559 0 1.186
溶解量(g) 1.040 4.891 12.65 44.63
計算溶解度(kg/l) 0.107 0.506 ＞1.30 3.92
如表2的資料所示，腈化合物在70℉下令人驚訝地有效溶解現場樣品。此外，實施例3和實施例4表明，在70℉的較低溫度下2小時後，固體雜質已顯著溶解，但尚未完全溶解。有意思的是，固體雜質進一步暴露於腈化合物，例如暴露24小時表現出比在2小時高的溶解率。這一結果表明，使用延長的接觸時間可進一步改進溶解效果。
也如表2中所示，腈化合物在125℉下令人驚訝地有效溶解現場樣品。在前兩個小時內，實施例5中的固體雜質已全部溶解。因此，固體雜質的實際溶解度大於計算溶解度，因為沒有達到飽和（如表2中的「＞」所示）。但是，在實施例6中，固體雜質沒有全部溶解（即達到飽和），因此可全數計算溶解度。實施例5-6證實腈化合物在溶解固體二噻嗪雜質方面的出乎意料的效果。
在對比試驗中，測試替代性溶劑以評估現場樣品的相對溶解度。通過將來自現場樣品的固體二噻嗪與20毫升各種溶劑混合製備樣品。將樣品加熱到70℉ 2小時或24小時。在該時間後，回收未溶解的固體雜質，用冷異丙醇沖洗，風乾並稱重。測定溶解的固體雜質的量並用於計算實驗室樣品的溶解度。該試驗的結果報告在表3中。包括己烷三腈（樣品3和4）以用於對比。
表3: 對比現場樣品試驗
    對比例A 對比例B 對比例C 對比例D
  溶劑 甲醇 乙醇 異丙醇 乙二醇
  接觸時間(小時) 2 24 2 24 2 24 2 24
  初始固體雜質(g) 5.31 10.18 5.36 5.57 5.48 5.32 5.15 5.06
  最終固體雜質(g) 0.849 2.070 1.477 1.472 4.061 4.005 6.603 3.467
  計算溶解度(kg/l) 0.2233 0.405 0.194 0.204 0.070 0.065 0 0.054
   
  對比例E 對比例F 對比例G 實施例3 /實施例4  
  二乙二醇 丙二醇 丙酮 腈 化合物  
接觸時間(小時) 2 24 2 24 2 24 2 24  
初始固體雜質(g) 5.52 5 5.02 5 5.78 10 12.28 12.45  
最終固體雜質(g) 6.825 3.911 5.650 2.995 1.124 2.584 11.24 7.559  
計算溶解度(kg/l) 0 0.054 0 0.100 0.232 0.370 0.107 0.506  
如表3的資料所示，腈化合物在2小時後表現出相當的現場樣品溶解度。但是，在24小時後，腈化合物表現出最高溶解度0.506 kg/l，其遠高於甲醇表現出的0.4 kg/l，而甲醇是對比溶劑中表現最好的。此外，腈化合物具有明顯低於甲醇的閃點。因此在關心可燃性時（精煉廠），腈化合物是用於溶解固體的有利產品。
實施例3
運行試驗以評估溶解器溶液與硫化物雜質反應並溶解產物的能力。通過混合20毫升60體積%六氫-1,3,5-三(羥乙基)-s-三嗪的水溶液與3.6毫升包含己烷三腈的腈化合物，製備溶解器溶液（實施例8）。所得溶解器溶液包含15體積%的腈化合物。對比例使用20毫升60體積%六氫-1,3,5-三(羥乙基)-s-三嗪的水溶液，沒有腈化合物（對比例H）。
在各試驗中，將溶液置於試驗容器中，向該容器接入硫化氫（H2S）氣體供應。在設定的流量下打開氣閥，並將硫化氫鼓過受試溶液。該處理持續到不再消耗硫化氫——如通過帶出（carryover）樣品中的硫化氫檢測測定。此時，關閉氣閥，停止硫化氫供應，並記錄突破時間。對於溶解器溶液，在測試過程中或之後沒有觀察到硫化氫清除劑和腈化合物之間的明顯分離。該試驗的結果報告在表4中。
表4: 清除劑試驗
  實施例7 對比例H
突破時間(min) 59.7 61.4
清除的硫化物(mol/gas) 15.28 15.72
清除的硫化物(lb/gal) 1.48 1.181
固體形成清除的硫化物(mol/gas) 25.64 25.63
固體形成清除的硫化物(lb/gal) 1.927 1.941
如表4的資料所示，對於這兩個試驗，硫化氫的突破時間出現在相似的時間。這表明腈化合物不干擾硫化氫清除劑的反應或效用。
在上述測試完成後，將各樣品倒入管瓶並使其在70℉下靜置24小時。在24小時後，對比例A已變得完全不透明，並且固體在稠漿中可見。在24小時後，實施例7僅變得輕微渾濁，並且沒有可見固體。這表明腈化合物的存在最大限度減少和/或延緩固體雜質的形成。
實施方案
如下文所用，對一系列實施方案的任何提及被理解為是分別提及這些實施方案的每一個（例如「實施方案1-4」被理解為是「實施方案1、2、3或4」）。
實施方案1是一種從表面除去固體雜質，例如任選作為含硫雜質組成物的一部分存在的含硫化合物的方法，所述方法包含用腈化合物溶解固體雜質以優選形成處理過的含硫雜質組成物，其包含基於處理過的含硫雜質組成物的總重量計小於99.5重量%的含硫化合物，並且任選其中處理過的二噻嗪組成物進一步包含1 ppm至90重量%的聚合含硫化合物。
實施方案2是前述實施方案任一項的方法，其中所述腈化合物具有化學式C x H 2 x‑1 (CN) 3，其中x為4至10。
實施方案3是前述實施方案任一項的方法，其中所述腈化合物包含己烷三腈。
實施方案4是前述實施方案任一項的方法，其中所述腈化合物具有化學式C x H 2 x (CN) 2，其中x為1至6。
實施方案5是前述實施方案任一項的方法，其中所述腈化合物具有化學式C x H 2 x+1 CN，其中x為1至6。
實施方案6是前述實施方案任一項的方法，其中所述腈化合物具有化學結構： ， 其中a、b和c獨立地為0至4。
實施方案7是前述實施方案任一項的方法，其中所述固體雜質包含二噻嗪化合物。
實施方案8是前述實施方案任一項的方法，其中所述腈化合物表現出在70℉下0.01 kg/l至20 kg/l的二噻嗪溶解度。
實施方案9是前述實施方案任一項的方法，其中所述腈化合物表現出在125℉下0.5 kg/l至50 kg/l的二噻嗪溶解度。
實施方案10是一種溶解器溶液，其包含：腈化合物；和硫化氫清除劑。
實施方案11是前述實施方案任一項的溶解器溶液，其中所述溶解器溶液包含0.1體積%至85體積%的量的腈化合物。
實施方案12是前述實施方案任一項的溶解器溶液，其中所述腈化合物具有化學式C x H 2 x‑1 (CN) 3，其中x為4至10。
實施方案13是前述實施方案任一項的溶解器溶液，其中所述腈化合物具有化學結構： ， 其中a、b和c獨立地為0至4。
實施方案14是前述實施方案任一項的溶解器溶液，其中所述腈化合物包含己烷三腈。
實施方案15是前述實施方案任一項的溶解器溶液，其中所述硫化氫清除劑包含三嗪化合物。
實施方案16是前述實施方案任一項的溶解器溶液，其中所述硫化氫清除劑包含六氫-1,3,5-三(羥乙基)-s-三嗪。
實施方案17是一種溶解二噻嗪的方法，所述方法包含將前述實施方案任一項的溶解器溶液添加到含二噻嗪的系統中。
實施方案18是一種處理包含含硫化合物的固體含硫雜質組成物的方法，所述方法包含使含硫雜質組成物中的含硫化合物與腈化合物接觸以形成處理過的含硫雜質組成物，其包含小於99.5重量%的含硫化合物。
實施方案19是實施方案18的方法，其中所述處理過的含硫雜質組成物包含1 ppm至90重量%的三噻烷。
實施方案20是一種抑制在包含含硫化合物的含硫雜質組成物中形成聚合含硫化合物的方法，所述方法包含將腈化合物添加到含硫雜質組成物中，其中將含硫雜質組成物中的至少一些單體含硫化合物溶解，以形成處理過的含硫雜質組成物，其包含減少量的單體含硫化合物；其中處理過的含硫雜質組成物包含小於90重量%的聚合含硫化合物。
實施方案21是實施方案20的方法，其中所述減少量的單體含硫化合物比含硫雜質組成物中存在的含硫化合物的初始量小至少10%。
實施方案22是實施方案20或21的方法，其中所述聚合含硫化合物包含三噻烷。
無。
無。
無。

Claims (19)

  1. 一種從表面除去包含含硫化合物的固體含硫雜質組成物的方法，所述方法包含：用腈化合物溶解含硫雜質組成物中的含硫化合物，以形成處理過的含硫雜質組成物，其包含基於處理過的含硫雜質組成物的總重量計小於99.5重量%的含硫化合物，其中所述腈化合物包含單腈烷烴、二腈烷烴或三腈烷烴、或其組合。
  2. 如請求項1所述的方法，其中所述處理過的含硫雜質組成物進一步包含1ppm至90重量%的聚合含硫化合物。
  3. 如請求項1所述的方法，其中所述腈化合物具有化學式C x H2x-1(CN)3，其中x為4至10。
  4. 如請求項1所述的方法，其中所述腈化合物在飽和或不飽和碳原子鏈上包含一個或多個腈官能團。
  5. 如請求項1所述的方法，其中所述腈化合物包含己烷三腈。
  6. 如請求項1所述的方法，其中所述固體含硫雜質組成物包含二噻嗪。
  7. 如請求項1所述的方法，其中所述腈化合物表現出在70℉下0.01kg/l至20kg/l或在125℉下0.5kg/l至50kg/l的二噻嗪溶解度。
  8. 一種溶解器溶液，其包含： 腈化合物，其在飽和或不飽和碳原子鏈上包含一個或多個腈官能團；和硫化氫清除劑，其中所述腈化合物包含單腈烷烴、二腈烷烴或三腈烷烴、或其組合。
  9. 如請求項8所述的溶解器溶液，其中所述溶解器溶液包含0.1體積%至85體積%的量的腈化合物。
  10. 如請求項8所述的溶解器溶液，其中所述腈化合物具有化學式C x H2x-1(CN)3，其中x為4至10。
  11. 如請求項8所述的溶解器溶液，其中所述腈化合物包含己烷三腈。
  12. 如請求項8所述的溶解器溶液，其中所述硫化氫清除劑包含三嗪化合物。
  13. 如請求項8所述的溶解器溶液，其中所述硫化氫清除劑包含六氫-1,3,5-三(羥乙基)-s-三嗪。
  14. 一種溶解二噻嗪的方法，所述方法包含：將請求項8所述的溶解器溶液添加到含二噻嗪的系統中。
  15. 一種處理包含含硫化合物的固體含硫雜質組成物的方法，所述方法包含使含硫雜質組成物中的含硫化合物與腈化合物接觸以形成處理過的含硫雜質組成物，其包含小於99.5重量%的含硫化合物，其中所述腈化合物包含單腈烷烴、二腈烷烴或三腈烷烴、或其組合。
  16. 如請求項15所述的方法，其中所述處理過的含硫雜質組成物包含1ppm至90重量%的三噻烷。
  17. 一種抑制在包含含硫化合物的含硫雜質組成物中形成聚合含硫化合物的方法，所述方法包含：將腈化合物添加到含硫雜質組成物中，其中將含硫雜質組成物中的至少一些單體含硫化合物溶解，以形成處理過的含硫雜質組成物，其包含減少量的單體含硫化合物；其中所述處理過的含硫雜質組成物包含小於90重量%的聚合含硫化合物，其中所述腈化合物包含單腈烷烴、二腈烷烴或三腈烷烴、或其組合。
  18. 如請求項17所述的方法，其中所述減少量的單體含硫化合物比含硫雜質組成物中存在的含硫化合物的初始量小至少10%。
  19. 如請求項17所述的方法，其中所述聚合含硫化合物包含三噻烷。
TW110135743A 2020-09-25 2021-09-27 腈溶劑 TWI849339B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202063083390P 2020-09-25 2020-09-25
US63/083,390 2020-09-25

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202216268A TW202216268A (zh) 2022-05-01
TWI849339B true TWI849339B (zh) 2024-07-21

Family

ID=78483475

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW110135743A TWI849339B (zh) 2020-09-25 2021-09-27 腈溶劑

Country Status (8)

Country Link
US (1) US12006493B2 (zh)
EP (1) EP4217585A1 (zh)
CN (1) CN116194547A (zh)
AU (1) AU2021347335A1 (zh)
CA (1) CA3193144A1 (zh)
MX (1) MX2023003518A (zh)
TW (1) TWI849339B (zh)
WO (1) WO2022066969A1 (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005097300A1 (en) * 2004-03-31 2005-10-20 M-I L.L.C. Removal of mercaptans and related compounds form hydrocarbons
CN110573232A (zh) * 2017-05-12 2019-12-13 株式会社可乐丽 含硫化合物去除装置和含硫化合物去除方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4539189A (en) * 1984-01-23 1985-09-03 Chevron Research Company Method for removing sulfides from industrial gas
US5531916A (en) * 1990-10-03 1996-07-02 E. I. Du Pont De Nemours And Company Hydrofluorocarbon cleaning compositions
JP3619261B2 (ja) * 1993-06-15 2005-02-09 三菱レイヨン株式会社 溶剤組成物
US6010997A (en) * 1998-06-25 2000-01-04 Alliedsignal Inc. Compositions of 1-bromopropane, nitromethane or acetonitrile and an alcohol
US6103684A (en) * 1998-06-25 2000-08-15 Alliedsignal Inc. Compositions of 1-bromopropane and an organic solvent
US6660701B1 (en) * 2000-10-23 2003-12-09 Polysystems Usa, Inc. Stabilized solvent system for cleaning and drying
US6663841B2 (en) * 2002-04-18 2003-12-16 Baker Hughes Incorporated Removal of H2S and/or mercaptans form supercritical and/or liquid CO2
CA2603022C (en) 2006-10-26 2010-06-29 Canwell Enviro-Industries Ltd. Formulation for hydrogen sulphide scavenging from hydrocarbon streams and use thereof
MX2009010625A (es) 2007-04-03 2009-10-28 Mi Llc Proceso para la prevencion o remedio del deposito de la triatiazina en pozos de alto contenido de h2s.
US8920568B2 (en) 2011-03-28 2014-12-30 Baker Hughes Incorporated Method for the dissolution of amorphous dithiazine
US20130118996A1 (en) * 2011-11-10 2013-05-16 General Electric Company Hexahydrotriazines, synthesis and use
US9303236B2 (en) * 2013-07-02 2016-04-05 Ecolab Usa Inc. Oilfield cleaner and corrosion inhibitor comprising a polyamine sulfonic acid salt
DK3283600T3 (da) * 2015-04-16 2020-01-02 Dow Global Technologies Llc Fremgangsmåde til reduktion af hydrogensulfidniveauer i væskeformige eller gasformige strømme under anvendelse af sammensætninger, som omfatter triaziner og anioniske overfladeaktive stoffer
WO2018001604A1 (en) 2016-06-27 2018-01-04 Clariant International Ltd Amorphous dithiazine dissolution formulation and method for using the same
CN106381182B (zh) * 2016-09-27 2019-04-19 中国石油化工股份有限公司 一种用于脱除硫化氢的液体吸收剂及其应用
US11597868B2 (en) * 2016-11-30 2023-03-07 Championx Usa Inc. Composition for remediating iron sulfide in oilfield production systems
US10934507B2 (en) * 2018-02-02 2021-03-02 Shellef Holdings Inc. Compositions comprising trans-1,2-dichloroethylene and an organic compound, and methods of using the same
WO2020154251A1 (en) * 2019-01-23 2020-07-30 Ecolab Usa Inc. Complete removal of solids during hydrogen sulfide scavenging operations using a scavenger and a michael acceptor
US20230183534A1 (en) * 2021-12-14 2023-06-15 Saudi Arabian Oil Company 3d-printed polyrotaxane additives and compositions

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005097300A1 (en) * 2004-03-31 2005-10-20 M-I L.L.C. Removal of mercaptans and related compounds form hydrocarbons
CN110573232A (zh) * 2017-05-12 2019-12-13 株式会社可乐丽 含硫化合物去除装置和含硫化合物去除方法

Also Published As

Publication number Publication date
MX2023003518A (es) 2023-06-08
AU2021347335A1 (en) 2023-05-11
CA3193144A1 (en) 2022-03-31
US20220098526A1 (en) 2022-03-31
TW202216268A (zh) 2022-05-01
WO2022066969A1 (en) 2022-03-31
US12006493B2 (en) 2024-06-11
CN116194547A (zh) 2023-05-30
EP4217585A1 (en) 2023-08-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11530347B2 (en) Synergized acetals composition and method for scavenging sulfides and mercaptans
CN107438601B (zh) 开发用于去除硫化氢的高温稳定清除剂
CA2784112C (en) Improved method of removing hydrogen sulfide
RU2709784C2 (ru) Композиции добавок для удаления сероводорода и среда, содержащая их
CA2837992C (en) Processes and compositions for scavenging hydrogen sulfide
EP3294831B1 (en) Composition and method for scavenging sulfides and mercaptans
US20170335204A1 (en) Heavy amines as hydrogen sulfide and mercaptan scavengers
WO2012003267A2 (en) Water-based formulation of h2s/mercaptan scavenger for fluids in oilfield and refinery applications
TWI849339B (zh) 腈溶劑
KR102048218B1 (ko) 황화수소 스캐빈징 첨가제 조성물 및 이의 사용방법
US20230182069A1 (en) Hydrogen sulfide scavenging compositions with supramolecular structures and methods of use
WO2018122680A1 (en) Amine based hydrogen sulfide scavenging additive compositions of copper salts, and medium comprising the same
EP4093836A1 (en) Compositions of heterocyclic compounds and uses as sulfidogenesis inhibitors
EA036744B1 (ru) Синергетические ацетальные композиции и способ улавливания сульфидов и меркаптанов
OA18421A (en) Composition and method for scavenging sulfides and mercaptans.