[發明專利]一種高含硫天然氣凈化裝置清洗劑

在審

• 申請號: 202011080203.8
• 申請日: 2020-10-10
• 公開（公告）號: CN114427098A
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 杜永慧;劉長松;曾浩;陳傳東;趙斌;譚肖;孟蓮香;楊杰
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司中原油田分公司石油工程技術研究院
• 主分類號: C23G1/24
• 分類號: C23G1/24;C23F11/08
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 郭佳效

本發明屬于清洗劑領域，具體涉及一種高含硫天然氣凈化裝置清洗劑。該清洗劑至少由氧化主劑、氧化助劑、螯合助劑和水組成；氧化主劑選自高鐵酸鹽；氧化助劑選自氯酸鹽、過硫酸鹽中的一種或兩種；氧化主劑、氧化助劑的質量比為0.1～1.5：0.01～0.2。本發明的高含硫天然氣凈化裝置清洗劑，通過大量實驗優選得到，一劑多能，具有同時清除硫化亞鐵、硫沉積及硫化氫等物質的功能。清洗后的金屬表面可以形成保護鈍化膜，再次生產時能夠減緩物料對裝置金屬內壁的腐蝕傷害，有效延長裝置使用年限。

技術領域

本發明屬于清洗劑領域，具體涉及一種高含硫天然氣凈化裝置清洗劑。

背景技術

井底采出的高含硫天然氣通常含有甲烷、乙烷等烴類，以及硫化氫(H₂S體積百分比大于2％)、硫醇、硫醚、二氧化碳、水蒸汽等成分，須經過脫硫、脫水等凈化處理才能進入集輸系統。高含硫天然氣凈化裝置由脫硫、脫水、硫磺回收、尾氣處理、酸水汽提等不同單元組成,為保證凈化裝置安全平穩運行，及時消除運行中出現的隱患問題，需要定期開展全面檢修。

由于凈化裝置處理的天然氣含硫組分較高，不同凈化處理單元在長期運行后，會因設備腐蝕產生大量的硫化亞鐵(FeS)，吸附在設備和管道內壁，裝置檢修期間，空氣進入設備、管道內部，由于硫化亞鐵具有較強的還原性，當它與空氣中的氧充分接觸后，會發生強烈的氧化還原反應并放出大量的熱，此熱量足夠使低沸點輕質、易燃成分燃燒，引發“硫化亞鐵自燃”現象，導致火災和爆炸事故發生；同時，井底高溫、高壓天然氣運移至地面后，由于溫度、壓力降低，高含硫天然氣中的溶解元素硫會在凈化裝置內析出，在管道和設備內壁沉積，并在沉積區引起腐蝕與堵塞，從而增加生產過程的能耗，縮短裝置壽命；此外，設備運行期間，工藝物料中的硫化氫、二氧化硫、硫醇、硫醚等有毒有害物質淤積在設備及管線內部，在裝置停工吹掃時，隨放空蒸汽擴散到裝置現場及周圍環境中，會造成嚴重的人身傷害和環境污染。為此，高含硫天然氣凈化裝置在檢修前有必要開展清洗措施，以清除設備和管道上的硫化亞鐵、硫沉積及硫化氫等有害物質，保證凈化裝置的安全正常運行。

目前石油化工常用清除硫化亞鐵和硫化氫的方法主要有：蒸汽吹掃、酸洗、堿洗和多級氧化劑清洗等。

蒸汽吹掃方法應用最早，是采用蒸汽多次吹掃石油化工設備與管線達到清洗去除垢物的目的，由于需要多次暖管、吹掃、降溫，故施工時間長，且清洗效果較差。

酸洗法是用硫酸、鹽酸、磷酸等溶解清洗硫化亞鐵等垢物，清洗效果好，但費用高、腐蝕率高，產生的硫化氫需要進行二次處理。

堿洗法是用氫氧化鈉、碳酸鈉、磷酸三鈉等堿性物質清洗硫化亞鐵、水、油等垢物，對水垢、油垢有一定清除效果，但清除硫化亞鐵效果較差。

多級氧化劑清洗法是目前石油化工設備清除硫化亞鐵的常用方法，該方法是指采用高錳酸鉀、重鉻酸鉀、次氯酸鈉等氧化劑將硫化亞鐵等轉變為可溶解的氧化物，能夠有效清除硫化亞鐵，但廢液中有錳、鉻等重金屬離子需要進行二次處理。采用這些方法清洗裝置的硫化亞鐵、硫化氫有一定效果，但是大多存在廢液需要進行二次處理的問題。

目前清除硫沉積的方法有加熱熔化法、化學反應法、加注溶硫劑法，其中加注溶硫劑是目前抑制硫沉積、解除硫沉積堵塞最直接可靠的方法。溶硫劑可分為物理溶劑和化學溶劑，物理溶劑有二硫化碳、輕礦物油或液體烴、石蠟基礦物油、苯、環烷烴等，一般僅用于處理中等量的硫沉積，當硫沉積量很大時該方法不適用；化學溶劑主要有無機堿類、有機堿類、有機二硫化物類，適用于硫沉積量很大的情況，目前應用較多的是有機二硫化物類和有機堿中的有機胺類溶劑，但都存在毒性大、腐蝕性強的問題，且只能溶解清除單一的硫沉積，與硫化亞鐵無化學反應，清除硫化亞鐵效果較差。

為滿足同時清除硫化亞鐵、硫化氫及硫沉積的目的，若將目前常用清除硫化亞鐵的氧化劑與常用的二硫化物和有機胺等溶硫劑簡單混合，除有不安全因素外(如二甲基二硫與氧化劑接觸，有引起燃燒爆炸的危險)，還會產生新的沉淀物質(如高錳酸鉀與二乙醇胺反應產生沉淀)；若將清除硫化亞鐵、硫化氫與硫沉積分為二個階段進行，清洗工藝復雜、周期長，影響生產。