[發明專利]脫汞劑、其制備方法及應用

有效

• 申請號: 201910735752.5
• 申請日: 2019-08-09
• 公開（公告）號: CN112342094B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 陳曉明;張鋒;馬喜平;王傳平;馮學章;石新樸;王曉磊;劉明璐
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: C11D1/83
• 分類號: C11D1/83;C10L3/10
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 路秀麗

本發明提供了一種脫汞劑、其制備方法及應用。該脫汞劑包括0.40wt％～0.60wt％的碘，3.22wt％～4.98wt％碘化鉀，1wt％～2wt％的表面活性劑及余量的水。碘溶于碘化鉀水溶液形成碘?碘化鉀水溶液，碘?碘化鉀水溶液中的碘與氣態單質汞反應，生成碘化汞，使得單質氣態汞轉變為汞離子，從而脫除了氣態單質汞。而表面活性劑具有良好的洗滌作用，從而能夠將設備中沉積的油泥清洗下來。本申請所改進的汞脫除劑在以低溫分離工藝進行三相分離的儲罐等容器內部進行檢修時，具有脫除天然氣中氣態汞及清洗容器底部油泥的雙重綜合作用，為設備檢修中防止汞蒸氣污染、設備的安全檢修提供保障。

技術領域

本發明涉及天然氣開采設備清洗領域，具體而言，涉及一種脫汞劑、其制備方法及應用。

背景技術

天然氣的開采均伴隨著油、氣和水同時生產，為了得到純凈的天然氣，基本都是采用低溫分離的工藝進行三相分離的。近年來，不同油氣田在天然氣生產的分離容器中發現了氣態單質汞(汞蒸氣)，特別是在新疆塔里木油田、新疆油田克拉瑪依氣田和海南福山油田較嚴重，氣態單質汞含量高。含汞天然氣中的汞蒸氣隨著物流進入設備中與油污、凝析油、垢等一起富集在設備內并在設備內壁擴散。

汞具有高揮發性、高毒性及腐蝕性，其直接影響氣田開發和利用的安全性。且汞在設備里富集，對環境和工藝設備都有嚴重危害性，如長期沉積在管道或設備中會引發汞腐蝕，導致材質焊縫破裂，存在巨大的安全隱患。汞對石油天然氣集輸過程中的危害主要有：(1)對操作及檢修人員造成人身安全危害；(2)對環境產生影響，污染土壤及地下水；(3)外輸商品天然氣汞含量不達標；(4)沉積在管道或設備中,引發汞腐蝕，導致設備焊縫破裂。

盡管一些氣田天然氣分離后集輸的天然氣中的汞蒸氣含量達到天然氣輸送要求的容許范圍，但在低溫分離工藝進行三相分離的設備：三相分離器、低溫分離器、閃蒸分離器、液烴分離器等容器內部汞富集，當進行內部檢修時，汞揮發產生大量的汞蒸氣，使得分離器內部汞蒸氣含量高。以新疆油田分公司采氣一廠克拉瑪依氣田低溫三相分離設備檢修為例，在汞蒸氣含量最高的2#低溫分離器分離器檢修中測得汞蒸氣達到2000μg/m³-3000μg/m³；這樣檢修工作人員就暴露于汞蒸氣中，危害工作人員的身體健康，上同時汞蒸氣直接進入大氣，污染環境。為了清除這些設備中的汞蒸氣和沉積的含油污泥，就必須對這些設備進行清洗，一方面是清洗脫除汞蒸氣，另一方面是清洗掉含油污泥。

設備清汞方法主要分為物理清洗法和化學清洗法兩類。物理清洗法包括高壓水射流人工噴射清洗法及蒸汽清洗法；化學清洗法即使用清洗劑進行清洗的方法，如循環化學清洗法。國外已使用的方法有蒸汽清洗法、人工噴射清洗法和循環清洗法。有時也會將幾種方法結合使用，以達到高效清汞的目的。

化學清洗法清汞效率高，可在常溫下進行，清潔環保，但國內油氣田尚無應用。

物理清洗法目前使用的主要有：(1)高壓水射流人工噴射清洗法。這種方法是人工噴射清洗通過噴射水去除吸附在設備內壁上的汞，清洗一定時間，直至達到要求。(2)蒸汽清洗法。蒸汽清洗法是蒸汽從下部注入容器中，并通過一定熱源對它進行加熱，容器上半部通過泵送壓力充滿蒸汽，形成蒸汽相，蒸汽溫度120℃-140℃，汞通過蒸發而被清除，清洗污水從容器下部排出。物理清洗法很好的清洗了設備的油泥、但仍然使得氣態單質汞進入大氣、污染環境。

化學清洗法清汞是將清汞化學溶液被泵送至設備中做循環運動，將設備內壁附著的汞污染物清洗除去。化學清洗的清汞效果關鍵在于脫汞化學劑的選擇，不能夠用強酸性對設備有腐蝕的物質。

化學清洗法脫除氣態單質汞的脫汞劑在天然氣開采中到目前為止沒有使用過，但在火電廠煙道氣中脫汞，大部分采用載硫的活性炭固體物質或者高錳酸鉀的硫酸溶液，當這些含汞煙道氣通過固體吸附劑、液體脫汞劑后就除去氣態單質汞，同時在氣態汞含量的檢測中也常用高錳酸鉀的硫酸溶液作為氣態汞吸收劑，它們具有非常好的吸收氣態汞的性質，但不具有清洗油泥的作用。