[發明專利]一種油田酸化硫化氫脫除劑及其使用方法

有效

• 申請號: 202110660777.0
• 申請日: 2021-06-15
• 公開（公告）號: CN113289481B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 虞建業;王彪;王進濤;黃一漢;王志明
• 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江蘇油田分公司
• 主分類號: B01D53/79
• 分類號: B01D53/79;B01D53/52
• 代理公司: 北京文苑專利代理有限公司 11516
• 代理人: 喬志員

本發明涉及一種油田酸化硫化氫脫除劑及其使用方法，屬于硫化氫脫除技術領域。本發明中的油田酸化硫化氫脫除劑的組成包括：焦磷酸或焦磷酸鹽、聚磷酸或聚磷酸鹽；二者的摩爾比為：焦磷酸或焦磷酸鹽:聚磷酸或聚磷酸鹽＝(1～2.5):1。本發明中的硫化氫脫硫劑利用磷酸根水解形成磷酸根自由基，將硫化氫氧化為硫單質，反應效率高，脫除效果好；同時這種硫化氫脫除劑與酸的配伍性好，可以直接與酸液配制，配制簡單，使用靈活方便。

技術領域

本發明屬于脫除劑制造領域，具體涉及一種油田酸化硫化氫脫除劑及使用方法。

背景技術

硫化氫是僅次于氰化物的劇毒物，在油氣田修井、酸化等作業過程中，對現場施工技術人員身體健康，甚至生命造成極大的威脅。在油氣井中硫化氫溶于水形成弱酸，其對金屬形成電化學腐蝕、氫脆和硫化物應力開裂，造成井下管柱腐蝕斷裂或井口設備腐蝕穿孔，大大縮短油氣井設備壽命。油水井若含有硫化亞鐵垢，則在酸化過程中會產生硫化氫氣體，這不僅會造成管柱腐蝕、降低處理液效率，更重要的是會造成人身傷害和環境破壞，給油田開發和安全生產帶來很多問題。2007年勝利油田某采油廠在注水井酸化過程中產生了大量的硫化氫氣體，造成作業工人1死3傷的嚴重事故。硫化氫的脫除問題，一直是油氣田工業中最為棘手而又必須解決的難題之一。

用化學方法脫除硫化氫其原理是酸堿中和作用和氧化還原作用，已形成多種不同類型的化學脫硫劑。

化學脫硫法第一代產品是無機化學堿液，如氫氧化鈉、氨水等，其中氫氧化鈉、氫氧化鉀和氨水是典型代表。因硫化氫氣體是酸性物質，氫氧化物可以與酸發生酸堿中和反應。氫氧化物用于脫除硫化氫固然很好，但是當上述氫氧化物與原油中的硫化氫反應以后，在原油中造成一種堿性狀態，進而生成性質穩定的乳狀物，在進一步加工原油的過程中會使后續加工的設備發生堵塞，而且還會使下游原油煉制過程中的脫水增加難度。

化學脫硫法第二代產品是由低分子有機胺類和醇胺類制成的可同時溶于油、水的制劑。這是當前研究和應用最廣的一類，由于該非氧化性脫硫劑在脫硫過程中的高選擇性，且在原油進一步加工中的良好安全性，再加上該脫硫劑不會與原油發生化學反應，更不會影響到原油的進一步煉化與加工，使得在各國油田普遍的使用。MDEA:N－甲基二乙醇胺作為醇胺類有機物中的一種，由于其化學結構的特殊性，它可以跟硫化氫發生化學反應生成穩定的鹽類物質，且對于硫化氫的選擇性高，這種液體脫硫劑對于輸油管道和儲油裝置腐蝕小，因而會延長輸油管道等設備的使用壽命。該物質存在的不足是在有機溶劑中的效果不佳。MEA：它是油田上使用最早的一種，且適于在溫度低時使用，然而對于有的油田剛開采出的原油溫度往往會比較高，但在較高的溫度下時，MEA常常會將吸收的硫化氫釋放出來。DIPA：該種化學脫硫劑是考慮到MEA脫硫劑的自身性質不穩定，且在酸性氛圍中容易變質改進的。該種脫硫劑較之MEA脫硫劑來講，它是一種氣體性質的脫硫劑，它不會對輸送原油的管道以及儲存原油的儲罐產生較大腐蝕作用，從而能夠延長輸油管道與儲油罐的使用壽命，而且對于氣體的吸收具有一定的選擇性，在實際使用過程中容易發生發泡現象。將胺類脫硫劑與其他一些化合物復配然后再將其應用于原油脫硫的過程中，而且已經有了一定的成果進展，代表性的有以下幾種：揚子石油化工有限公司研發的以羥胺、酮肟和有機酸復配得到的有機脫硫劑。上述幾種脫硫劑雖然對硫化氫的去除有作用，但是與硫化氫反應得到的產物在一定溫度下會將吸收的硫化氫釋放出來，因而如何避免這種現象的發生，是改進該醇胺類脫硫劑的關鍵所在

化學脫硫法第三代產品則是以三嗪為主導成分的化學制劑復制而成，是當前最有發展前途的液體脫硫劑，其優點是對硫化氫的高選擇性和作用迅速，缺點是在p H極低或高溫環境下易水解，脫硫能力下降。

油井酸化主要使用鹽酸，鹽酸與硫化亞鐵反應產生硫化氫，化學脫硫法第一代產品無機化學堿液與酸液反應，第二代產品低分子有機胺和醇胺與鹽酸作用成胺鹽，第三代產品以三嗪為主導成分的化學制劑酸性條件水解速度很快，均不適用于酸液中除硫化氫。酸液中可使用強氧化性脫硫劑，最常見到的是過氧化氫和高錳酸鉀，與硫化氫反應生成金屬鹽類化合物，但強氧化劑腐蝕難以控制，而且存在作業安全隱患。