一种用于H2S/CO2体系下硫沉积治理的高效环保溶硫剂制造技术

本发明专利技术涉及一种用于H2S/CO2体系下硫沉积治理的高效环保溶硫剂配方，用于采油平台上硫沉积的治理。该溶硫剂主要由主剂、助溶剂和缓蚀剂组成，其含量分别为：主剂70‑80重量％、助溶剂15‑25重量％，缓蚀剂2.5‑7.5重量％，所述主剂为路易斯碱、二甲基亚砜和水，所述助溶剂为N,N‑二甲基乙酰胺、有机胺或其混合物，所述缓蚀剂为酰胺咪唑啉季铵盐。本发明专利技术保护的溶硫剂借助各组分之间的协同作用可以高效溶硫，具有使用温度范围广、低毒环保、无恶臭气味等优势，可广泛应用于油田化工领域，尤其适用于H2S/CO2体系下硫沉积的治理。

An efficient and environmentally friendly sulfur dissolving agent for the treatment of sulfur deposition in the H2S/CO2 system

The invention relates to an efficient and environmentally friendly sulphur solution used for the treatment of sulfur deposition in the H2S/CO2 system, which is used for the treatment of sulfur deposition on the oil extraction platform. The sulfur dissolving agent is mainly composed of main agent, solvent and inhibitor composition, its contents are as follows: principal agent 70 80 wt%, solvent 15 25 wt%, corrosion inhibitor 2.5 7.5 wt%, the main agent for the Lewis base, two DMSO and water, the help the solvent is N, N dimethyl amine, amine or mixtures thereof, the corrosion inhibitor for amide imidazoline quaternary ammonium salt. The present invention protection soluble sulfur agent with synergistic effect between the components can dissolve high sulfur, with wide temperature range, low toxicity, no odor and other advantages, can be widely used in oil chemical industry, especially suitable for the governance of sulfur deposition under H2S/CO2 system.

【技术实现步骤摘要】
一种用于H2S/CO2体系下硫沉积治理的高效环保溶硫剂
本专利技术涉及一种溶硫剂，尤其是涉及一种用于H2S/CO2体系下硫沉积治理的高效环保溶硫剂。
技术介绍
随着能源需求的极速增长，一大批高含硫。油气田被相继开发出来，H2S和CO2含量较高是这类油气田的主要特征，硫沉积的问题日益突出。硫沉积物会降低地层的渗透率与孔隙度、堵塞井筒、反应床和集输管路等，造成含硫气体泄漏以及停产等严重后果。不仅会给企业带来巨大损失，还会危害到人民的生命财产安全。加注溶硫剂是目前国内外广泛采用的一套硫沉积治理方法。现在应用效果较好的溶硫剂是以二烷基二硫化物作为主剂的复配溶硫剂，较为典型的有1970年Fisher提出的Merox体系、加拿大Alberta硫磺研究公司提出的DMDS-DMF-NaHS溶硫剂体系以及美国Pennwalt公司报道的硫速通等。21世纪以后，我国也针对硫沉积问题进行了一些研究，例如李丽等人开发出了DMDS和DADS复配加入PT催化剂的复配溶剂。这些多硫化物的硫溶剂虽然具有较好的溶硫能力，但是恶臭味极强、毒性大、刺激性大，给现场应用带来不便，影响工作人员的身体健康和周围居民的正常生活。针对此问题，可以采用不含DMDS的溶硫剂，例如CS2、胺类、正庚烷、甲苯、烷烃、芳烃等虽然也具有一定的溶硫能力，但是溶硫量小、速度慢、用量大、成本高，在工业中的应用有限。USP4322307和USP20090136414均介绍了一种以烷基萘为主的溶硫剂，其应用避免了环保方面的压力，但是会出现溶硫剂对管道和脱硫装置的局部腐蚀问题，该腐蚀问题在H2S/CO2体系下更为严重。中国专利CN102408886B公开了一种高效无恶臭溶硫剂，主要成分是氢氧化钠水溶液、环丁砜、N-甲基吡咯烷酮和N，N-二甲基甲酰胺，没有加入缓蚀剂可能会造成腐蚀问题，另外在低温下可能会存在冻结问题，并且作为催化剂使用的N，N-二甲基甲酰胺在氢氧化钠的存在下不稳定容易分解。因此，研发出一种高效环保、性能稳定、使用温度范围广并且具有防腐蚀性能的溶硫剂是解决H2S/CO2体系下硫沉积问题的关键技术，可以得到广泛应用，避免现有溶硫剂存在的问题，缓解对环境的压力。
技术实现思路
本专利技术针对上述存在的问题作出改进，提供一种高效环保、性能稳定、使用温度范围广并且具有防腐蚀性能的用于H2S/CO2体系下硫沉积治理的高效环保溶硫剂。该溶硫剂不采用二硫化物，且溶硫量在40℃时，1g溶硫剂的溶硫量达到2g以上，溶硫时间短，有良好的防冻性能，并且无腐蚀性。本专利技术采用如下技术方案：本专利技术提供了一种用于H2S/CO2体系下硫沉积治理的高效环保溶硫剂，由以下成分按照重量百分比组成：主剂70-80％助溶剂15-25％缓蚀剂2.5-7.5％所述的主剂由以下重量百分比的物质组成：路易斯碱30-40％二甲基亚砜50-65％水3-10％其中，主剂中所述的路易斯碱为甲醇钠、乙醇钠、乙醇钾或异丁醇钾中的一种。所述的助溶剂为N,N-二甲基乙酰胺与乙醇胺的混合物，或者是N,N-二甲基乙酰胺与六甲基磷酰胺的混合物，或者是以上三种物质的混合物。所述的缓蚀剂为酰胺咪唑啉季铵盐化合物，其分子式为：其中，R1是由环烷酸衍生的环烷基，R2是-CH2CH2OH、-CH2CH2NHC(O)CH2CH3、-CH2CH2NHC(O)CH＝CH2、-CH2CH2NHC(O)C(CH3)＝CH2和-CH2CH2NHC(O)CH(C2H5)CH2CH2CH2CH3中的一种。本专利技术还提供了一种制备溶硫剂的方法，包括以下步骤：在通风处按比例依次向反应容器中加入主溶剂、助溶剂充分搅拌均匀，再加入缓蚀剂，充分搅拌均匀后制得。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术保护的溶硫剂未使用二烷基二硫醚化合物，无恶臭气味，刺激性低，制备简单，对环境友好，同时多组分能起到协同作用，能使体系保持较高活性，使用环境温度范围宽，溶硫性能好，可以广泛应用于油田和化工领域的硫沉积问题，加入酰胺咪唑啉季铵盐化合物作为缓蚀剂，尤其适用于H2S/CO2体系下的硫沉积问题。附图说明图1是温度对本专利技术溶硫剂的溶硫量和溶硫时间的影响实验图。具体实施方式下面结合具体实施例及说明书附图对本专利技术技术方案作进一步说明。本专利技术实施例中涉及的溶硫实验的方法、步骤和计算公式如下：(1)溶硫时间：实施例中制得的溶硫剂在一定温度下溶解50％最大溶硫量的硫磺所需时间。(2)1g溶硫剂的溶硫量：将质量为M0的硫磺加入质量为M的硫溶剂中，在常压一定温度下进行搅拌溶解15min，转速为200r/min，溶解充分后将混合物倒入装装有质量为M1的滤纸的漏斗中过滤，过滤后用相应温度的四氢呋喃洗涤，低温烘干后称重为M2。最后求出1g溶硫剂的溶硫量S＝(M0+M1-M2)/M.(3)质量腐蚀速率：用质量失重法采用N80挂片进行腐蚀试验，用单位面积上金属损失或增加的重量来表示腐蚀速率的大小，计算公式：V＝(W0-Wt)/St。其中，W0为挂片腐蚀前的质量，g；Wt为挂片洗去腐蚀产物后的质量，g；S为挂片的表面积，m2；t为腐蚀进行的时间，h。实施例1将25g乙醇钠、40g二甲基亚砜和5g水搅拌均匀后，加入15gN,N-二甲基乙酰胺与10g乙醇胺搅拌均匀，再加入5g酰胺咪唑啉季铵盐化合物，得到溶硫剂。在40℃时进行溶硫实验和腐蚀试验，得到1g溶硫剂溶硫量和质量腐蚀速率。实施例2将25g甲醇钠、50g二甲基亚砜和5g水搅拌均匀后，加入10gN,N-二甲基乙酰胺与5g六甲基磷酰胺搅拌均匀，再加入5g酰胺咪唑啉季铵盐化合物，得到溶硫剂。在40℃时进行溶硫实验和腐蚀试验，得到1g溶硫剂溶硫量和质量腐蚀速率。实施例3将26g乙醇钾、50g二甲基亚砜和4g水搅拌均匀后，加入7.5gN,N-二甲基乙酰胺与5g六甲基磷酰胺、5g乙醇胺搅拌均匀，再加入2.5g酰胺咪唑啉季铵盐化合物，得到溶硫剂。在40℃时进行溶硫实验和腐蚀试验，得到1g溶硫剂溶硫量和质量腐蚀速率。实施例4将24g异丁醇钾、48g二甲基亚砜和3g水搅拌均匀后，加入7.5gN,N-二甲基乙酰胺与5g六甲基磷酰胺、5g乙醇胺搅拌均匀，再加入7.5g酰胺咪唑啉季铵盐化合物，得到溶硫剂。在40℃时进行溶硫实验和腐蚀试验，得到1g溶硫剂溶硫量和质量腐蚀速率。实施例5将24g异丁醇钾、48g二甲基亚砜和3g水搅拌均匀后，加入5gN,N-二甲基乙酰胺与5g六甲基磷酰胺、5g乙醇胺搅拌均匀，再加入5g酰胺咪唑啉季铵盐化合物，得到溶硫剂。溶硫剂性能和腐蚀实验：将实施例1-4所制得的溶硫剂分别在溶硫剂中加入硫磺，在40℃下进行溶硫实验，并且进行腐蚀实验，得到1g溶硫剂溶硫量和质量腐蚀速率，实验结果如下表1：表1实施例1-4溶硫剂的溶硫量和质量腐蚀速率结果比较项目实施例1实施例2实施例3实施例41g溶硫剂溶硫量(g)2.152.22.412.32质量腐蚀速率(g/m2h)0.0610.0580.0820.049温度对溶硫量和溶硫时间的影响实验：用实施例5中所制得的溶硫剂分别在30、40、50、60、70、80、90℃下进行溶硫实验和溶硫时间实验，得到在不同温度下的1g溶硫剂的溶硫量和溶解50％最大溶硫量的硫磺所需时间。实验结果见图1。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于H2S/CO2体系下硫沉积治理的高效环保溶硫剂，其特征在于：由以下物质按照重量百分比组成：主剂      70‑80％助溶剂    15‑25％缓蚀剂    2.5‑7.5％其中，所述的主剂由以下重量百分比的物质组成：路易斯碱      30‑40％二甲基亚砜    50‑65％水            3‑10％所述的助溶剂为N,N‑二甲基乙酰胺与乙醇胺的混合物，或者是N,N‑二甲基乙酰胺与六甲基磷酰胺的混合物，或者是以上三种物质的混合物。所述的缓蚀剂为酰胺咪唑啉季铵盐化合物，其分子式为：

【技术特征摘要】
1.一种用于H2S/CO2体系下硫沉积治理的高效环保溶硫剂，其特征在于：由以下物质按照重量百分比组成：主剂70-80％助溶剂15-25％缓蚀剂2.5-7.5％其中，所述的主剂由以下重量百分比的物质组成：路易斯碱30-40％二甲基亚砜50-65％水3-10％所述的助溶剂为N,N-二甲基乙酰胺与乙醇胺的混合物，或者是N,N-二甲基乙酰胺与六甲基磷酰胺的混合物，或者是以上三种物质的混合物。所述的缓蚀剂为酰胺咪唑啉季铵盐化合物，其分子式为：其中，R1是由环烷酸衍生的环烷基，R2是-CH2CH2OH、-CH...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛心蕙，周立山，宋晓莉，滕大勇，滕厚开，
申请(专利权)人：中海油天津化工研究设计院有限公司，中海油能源发展股份有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12