硫化氢去除工艺制造技术

提出了一种用含有硫化染料催化剂的液体处理溶液处理含有烃(油和/或气)和硫化氢的工艺流的工艺。所述工艺流可以在含有硫化氢的管道、井筒、海底管道或井口内，其中所述液体处理溶液在预定点注入以限定清除剂区域，使得所述液体处理溶液中的所述硫化染料催化剂导致来自所述硫化氢的硫化物与所述催化剂反应。从含有废硫化染料催化剂的废处理溶液中分离出基本上不含所述硫化氢的烃组分，然后可将其进料到氧化容器中，在所述氧化容器中其与含氧气体接触，使所述硫化物氧化成硫代硫酸盐，并将所述废硫化染料催化剂转化成再生的硫化染料催化剂。所述硫代硫酸盐可以被回收，并且所述再生的硫化染料催化剂可以作为所述液体处理溶液的一部分被再循环。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】硫化氢去除工艺
本申请要求2018年10月15日提交的美国专利申请第16/160,549号的优先权，其据此通过引用并入到本申请中。相关申请的交叉引用本公开涉及一种用于从在管道中流动的工艺流(诸如海底管道、井筒或井口中的烃/水混合物)中连续地去除硫化氢气体(H2S)的方法和设备。该方法包括在含有硫化染料催化剂的水性处理溶液中吸收H2S，其中H2S中的硫化物与催化剂反应。废水性处理溶液可以随后进行氧化反应以产生硫代硫酸盐。废硫化染料催化剂也可以在氧化器中使用含氧气体再生，并且然后再循环用作水性处理溶液的一部分。
技术介绍
使用含水盐流从含油的工艺流中去除硫污染物(特别是H2S)是已知的。同样，从含烃的气流中除去H2S是已知的。然而，这些已知的工艺通常使用昂贵的清除化学品，并且不直接产生有用的化学品。因此，需要开发经济的用于处理管道中的烃的工艺，该工艺可以在环境温度下从这些工艺流中选择性地除去H2S，并且具有将除去的硫化物转化为有用的液体产品的潜力。从本公开的以下更详细的描述中，这些和其它优点将变得明显。
技术实现思路
本公开涉及一种用于处理包含在被硫化氢(H2S)污染的管道中的烃工艺流以获得基本上不含H2S的经处理的烃和任选的含有硫代硫酸盐的单独的液体水流的工艺。烃工艺流可以包含液态烃和气态烃，并且在一些情况下包含水。具体而言，本公开的一个可能的实施例包含一种处理存在于海底管道中的H2S的工艺，其中将包括硫化染料催化剂的液体处理溶液注入到可能含有油、水和硫化氢的海底管道中。注入的处理溶液导致混合物形成，其中将液体处理溶液注入到海底管道中的点被选择在海平面以下可测量的距离处，使得在管道内限定清除剂区域，在该区域硫化氢被吸收到液体处理溶液中并与硫化染料催化剂反应以形成废硫化染料催化剂。硫化氢在液体处理溶液中的吸收形成硫化物，该硫化物可以结合到硫化染料催化剂和/或其它硫化物上。混合物然后被送到分离器，在分离器中处理过的烃和溶解的气体从包括废硫化染料催化剂和水的废处理溶液中分离出来。上述实施例还可以包含将废处理溶液引导到氧化容器中，其中将含氧气体加入到氧化容器中，以再生废催化剂并从溶解的硫化物物质中产生硫代硫酸盐。从氧化容器中除去过量的含氧气体以及包括硫代硫酸盐和再生的硫化染料催化剂的再生的液体处理溶液的液流。在一些情况下，可能需要将再生的液体处理溶液循环至注入海底管道中的点。优选地，再生的液体处理溶液中预定的硫代硫酸盐浓度通过从工艺中除去一部分再生的液体处理溶液来保持。为了补偿工艺中催化剂总量的损失或耗尽，可以将补充催化剂流与再生的液体处理溶液混合，以形成注入到海底管道中的液体处理溶液的一部分。补充催化剂流优选地来自储罐，并且包括含有新鲜硫化染料催化剂的新鲜液体处理溶液。可以将一部分再生的液体处理溶液引入到第二分离工艺中，其中再生的硫化染料催化剂通过过滤步骤与硫代硫酸盐分离，并且然后可作为注入到海底管道中的液体处理溶液的一部分被再循环。过滤步骤优选地使用收集再生的硫化染料催化剂的过滤介质。反冲洗步骤也可以用于从过滤介质中去除再生的硫化染料催化剂。优选的反冲洗程序包括使过滤介质与液体溶液接触，所述液体溶液可以溶解再生的硫化染料催化剂，使得其可以从过滤介质中被去除。在一些情况下，可以使用含有硫化物的液体溶液。在另一个实施例中，公开了一种处理存在于井下井中的硫化氢的工艺，该工艺包含将包括硫化染料催化剂的液体处理溶液注入到可能含有油、水和硫化氢的井下井中以形成混合物，其中将液体处理溶液注入到井下井中的点被选择在地面以下可测量的距离处，以在井下井内限定清除剂区域，使得硫化氢被吸收到液体处理溶液中，并与硫化染料催化剂反应以形成废硫化染料催化剂。离开清除剂区域的混合物然后被送到第一分离器，在第一分离器中，油和溶解的气体从包括废硫化染料催化剂和水的废处理溶液中分离出来。然后，废处理溶液可以被引导至和引入到氧化容器中。将含氧气体引入到氧化容器中，以再生废硫化染料催化剂，并从溶解的硫化物物质中产生硫代硫酸盐。从氧化容器中除去过量的含氧气体。单独去除的是包括硫代硫酸盐和再生的硫化染料催化剂的再生的液体处理溶液的液流。全部或部分再生的液体处理溶液可以被送至第二分离工艺，在该工艺中，再生的硫化染料催化剂通过过滤步骤与硫代硫酸盐分离，并被再循环以形成注入到井下井中的全部或部分液体处理溶液。如上所述，过滤步骤可以使用收集再生的硫化染料催化剂的过滤介质，并且包含反冲洗程序以回收再生的硫化染料催化剂。刚刚描述的第二实施例还可以包含将在第一分离器中从油和废液体处理溶液中分离的溶解的气体引导到吸收器的底部部分中，在吸收器的底部部分中，包括硫化氢的溶解的气体向上流动，与从吸收器的顶部部分向下流动的液体处理溶液流接触。优选地控制液体处理溶液和溶解的气体在吸收器中的停留时间，使得硫化氢被吸收到液体处理溶液中，并与硫化染料催化剂反应，形成废硫化染料催化剂。从吸收器容器中移除的废处理溶液含有废硫催化剂和水。来自吸收器的废处理溶液可以被引入到第二氧化容器中，其中含氧气体也被加入到第二氧化容器中，以再生废硫化染料催化剂并由溶解的硫化物物质产生硫代硫酸盐。然后可以从第二氧化容器中除去过量的含氧气体，与除去包括硫代硫酸盐和再生的硫化染料催化剂的再生的液体处理溶液的液流分开。再生的液体处理溶液可以被分成第一部分和第二部分，其中第二部分被再循环到吸收器中，并且第一部分被引入到第二分离工艺中，在第二分离工艺中再生的硫化染料催化剂通过第二过滤步骤与硫代硫酸盐分离，并被再循环到吸收器容器。如上所述，第二过滤步骤可以使用过滤介质，该过滤介质收集再生的硫化染料催化剂并产生硫代硫酸盐溶液，该硫代硫酸盐溶液可以从该工艺中除去，用于进一步加工以产生硫代硫酸盐产物流。在又一个实施例中，本公开的液体处理溶液可以被注入到井口中，以处理可能含有油、水并被硫化氢污染的油流，从而形成混合物，其中液体处理溶液注入到井口管道中的点位于地面以上预定距离处。该预定距离被定义为清除剂区域，在该清除剂区域中，最大量的硫化物被吸收到注入的液体处理溶液中。存在多种可接受的用于混合液体和/或将一或多种流体分散到另一种相中的方法，每种方法都涉及使用机械设备，诸如套管轴、喷雾器和静态混合器，每种方法都可以增加清除剂化合物与待处理的烃之间的传质。在本公开中，确定液体处理溶液的最佳注入点以及因此限定前述清除剂区域，采用了一种方法，该方法依赖于并允许在管道或导管中跟随的流体的湍流，以产生用于将注入的流体混合到在管道中流动的流体中的剪切。雷诺数和施密特数的组合可以为将注入的流体混合到含有流动流体的管道中的建模提供基础。根据此类模型，可以沿着给定的管道长度确定最佳的注入点。随着给定的管道中流体速度的增加，混合所需的管道长度降低。例如，水平管道中的流动将从水平气泡流切换到分散流，增加了传质，并且需要更短的处理距离。这种确定可以进一步在计算流体动力学(CFD)中建模，以确定混合两相所需的管道的适当长度或距离。在本公开中，在预定距离的末端取样可以确认实现了硫化物在液体处理溶液本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种处理海底管道中硫化氢的工艺，包括：/n将包括硫化染料催化剂的液体处理溶液注入到含有烃和硫化氢的海底管道中以形成混合物，其中将所述液体处理溶液注入到所述海底管道的点被选择在海平面以下的距离处，以限定所述管道内的清除剂区域，使得所述硫化氢被吸收到所述液体处理溶液中并反应以形成废硫化染料催化剂；和/n将所述混合物引导到分离器中，在所述分离器中将处理过的烃和溶解的气体从包括所述废硫化染料催化剂和水的废处理溶液中分离出来。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181015 US 16/160,5491.一种处理海底管道中硫化氢的工艺，包括：
将包括硫化染料催化剂的液体处理溶液注入到含有烃和硫化氢的海底管道中以形成混合物，其中将所述液体处理溶液注入到所述海底管道的点被选择在海平面以下的距离处，以限定所述管道内的清除剂区域，使得所述硫化氢被吸收到所述液体处理溶液中并反应以形成废硫化染料催化剂；和
将所述混合物引导到分离器中，在所述分离器中将处理过的烃和溶解的气体从包括所述废硫化染料催化剂和水的废处理溶液中分离出来。


2.根据权利要求1所述的工艺，进一步包括，
将所述废处理溶液引入到氧化容器中；
将含氧气体引入到所述氧化容器中以接触所述废处理溶液，导致结合到所述硫化染料催化剂的硫化物氧化成硫代硫酸盐并形成再生的硫化染料催化剂；和
从所述氧化容器中除去过量的含氧气体，并从所述氧化容器中单独地除去包括所述硫代硫酸盐和所述再生的硫化染料催化剂的再生的液体处理溶液的液体流。


3.根据权利要求2所述的工艺，进一步包括，
将所述再生的液体处理溶液再循环至注入所述海底管道的所述点；和
通过从所述工艺中除去一部分所述再生的液体处理溶液，保持所述再生的液体处理溶液中预定的硫代硫酸盐浓度。


4.根据权利要求2所述的工艺，其中将补充催化剂流与再生的液体处理溶液混合，以形成注入到所述海底管道中的所述液体处理溶液的一部分。


5.根据权利要求3所述的工艺，其中将所述再生的液体处理溶液的所述部分引入到分离工艺中，在所述分离工艺中，通过过滤步骤将所述再生的硫化染料催化剂与所述硫代硫酸盐分离，并且作为注入到所述海底管道中的所述液体处理溶液的一部分进行再循环，其中所述过滤步骤使用收集所述再生的硫化染料催化剂的过滤介质。


6.根据权利要求5所述的工艺，其中所述分离工艺包含反冲洗步骤，所述反冲洗步骤从所述过滤介质中除去所述再生的硫化染料催化剂。


7.根据权利要求6所述的工艺，其中所述反冲洗步骤包括使所述过滤介质与液体溶液接触。


8.一种处理存在于井下井中的硫化氢的工艺，包括：
a)将包括硫化染料催化剂的液体处理溶液注入到含有烃和硫化氢的井下井中以形成混合物，其中将所述液体处理溶液注入到所述井下井中的点被选择在地平面以下一定距离处，以限定所述井下井中的清除剂区域，使得所述硫化氢被吸收到所述液体处理溶液中并反应以形成包括与所述硫化染料催化剂结合的硫化物的废硫化染料催化剂；
b)将所述混合物引导到分离器中，在所述分离器中将烃和溶解的气体从包括所述废硫化染料催化剂和水的废处理溶液中分离出来；
c)将所述废处理溶液引入到氧化容器中；
d)将含氧气体引入到所述氧化容器中以接触所述废处理溶液，导致结合到所述硫化染料催化剂的所述硫化物氧化成硫代硫酸盐并形成再生的硫化染料催化剂；
e)从所述氧化容器中除去过量的含氧气体，并从所述氧化容器中单独地除去包括所述硫代硫酸盐和所述再生的硫化染料催化剂的再生的液体处理溶液的液体流；和
f)将所述再生的液体处理溶液引入到分离工艺中，在所述分离工艺中，所述再生的硫化染料催化剂通过过滤步骤与所述硫代硫酸盐分离，并被再循环以形成注入到所述井下井中的全部或部分所述液体处理溶液，其中所述过滤步骤使用收集所述再生的硫化染料催化剂的过滤介质。


9.根据权利要求8所述的工艺，其中所述分离工艺包含反冲洗步骤，所述反冲洗步骤从所述过滤介质中除去所述再生的硫化染料催化剂。


10.根据权利要求9所述的工艺，其中所述反冲洗步骤包括使所述过滤介质与液体溶液接触。


11.根据权利要求8所述的工艺，进一步包括：
g)将所述溶解的气体引导到吸收器的底部部分中，在所述吸收器的底部部分中包括硫化氢的所述溶解的气体向上流动，与从所述吸收器的顶部部分向下流动的液体处理溶液流接触；
h)控制所述液体处理溶液和溶解的气体在所述吸收器中的停留时间，使得所述硫化氢被吸收到所述液体处理溶液中，并与所述硫化染料催化剂反应以形成废硫化染料催化剂；
i)从所述吸收器容器中移除废处理溶液，其中所述废处理溶液含有所述废硫化染料催化剂和水；
j)将来自所述吸收器的所述废处理溶液引入到第二氧化容器中；
k)将含氧气体引入到所述第二氧化容器中以接触所述废处理溶液，导致结合到所述硫催化剂的所述硫化物氧化成硫代硫酸盐并形成再生的硫化染料催化剂；
l)从所述第二氧化容器中除去过量的含氧气体，并从所述第二氧化容器中单独地除去包括所述硫代硫酸盐和所述再生的硫化染料催化剂的再生的液体处理溶液的液体流；
m)将来自步骤l)的所述再生的液体处理溶液分成第一部分和第二部分；
n)将再生的液体处理溶液的所述第二部分再循环至所述吸收器；和
j)将所述第一部分引入到第二分离工艺中，在所述第二分离工艺中所述再生的硫化染料催化剂通过第二过滤步骤与所述硫代硫酸盐分离，并被再循环至所述吸收器容器。


12.根据权利要求11所述的工艺，其中所述第二过滤步骤包括：
使用收集所述再生的硫化染料催化剂并产生硫...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·贾瓦德，J·B·戈马赫，E·C·尼尔森，D·杰克逊，K·M·哈迪，
申请(专利权)人：摩瑞奇曼公司，
类型：发明
国别省市：美国;US