低粘度的具有溶硫功能的组合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及溶硫剂技术领域，公开了一种低粘度的具有溶硫功能的组合物及其制备方法和应用。该组合物包括主剂、助剂和相转移催化剂，其中，所述主剂为无机碱和/或金属醇盐，所述助剂包括助剂A和助剂B，所述助剂A为多乙烯多胺，助剂B为二元胺，所述相转移催化剂为季铵碱和/或芳香类化合物。本发明专利技术的溶硫剂无刺激性气味，无恶臭。本发明专利技术的溶硫剂的粘度低，有利于在含硫气田或高含硫气田现场注入溶硫剂；且溶硫剂与硫反应后的溶液的粘度也较低，为后续处理提供了方便。提供了方便。

【技术实现步骤摘要】
低粘度的具有溶硫功能的组合物及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及溶硫剂
，具体涉及一种低粘度的具有溶硫功能的组合物及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着含硫气田进入开发阶段，伴随着H2S本身带来的高风险之外，还引发了一种新的开发问题：硫沉积。硫沉积不仅会导致开发系统和地面集输系统的堵塞，还会引发严重的腐蚀问题，导致气田减产、停产，而一旦发生刺漏乃至泄漏，将会给沿线居民造成巨大的生命财产威胁，进而引发不可估量的社会影响。因此，研发一种绿色高效的溶硫剂来解决硫沉积问题是十分必要的。
[0003]市面现有溶硫剂大致可以分为物理溶硫剂和化学溶硫剂。从溶硫效果来讲，一般情况下化学溶硫剂溶硫效果好于物理溶硫剂，所以现有研究多围绕化学溶硫剂展开，其中二甲基二硫醚(DMDS)因良好的溶硫效果成为现有溶硫剂复配中的一种主要成分。
[0004]较为典型的Fisher于1970年提出将二烷基二硫醚作为溶硫剂。80年代中期，加拿大ASRL和美国华宾公司分别提出了二甲基二硫醚
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二甲基甲酰胺
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硫氢化钠的溶硫剂体系；在国内，2011年李丽等人在美国SULFA
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HITECH和加拿大DMDS
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DMF
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NaHS体系的基础上，开发了一种更高效的DMDS
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二芳基二硫醚(DADS)
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催化剂(PT)溶硫剂体系；2011年李林辉等人在DMDS体系中加入胺类溶液；2013年李丽等人又在DMDS中加入催化剂DMA，形成DMDS
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DMA体系；2014年张广东等人开发了低毒、低刺激性的DMA
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DMB
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DMC
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DMF体系。
[0005]但DMDS却有着极强的副作用：强刺激性、恶臭气味、高毒性、高挥发性同时沸点较低。
[0006]CN102181276B公开了一种用于高含硫气田的溶硫剂，提出了二甲基二硫醚
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三乙烯四胺
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乙醇
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乙醇胺的溶硫体系；虽然该溶硫剂溶硫效果较好，但不足之处是：使用了DMDS，刺激性高，有恶臭气味，毒性强，沸点较低，不适用于含硫、高含硫气田的高温地下条件。
[0007]2012年黄雪松等人在论文《高含硫气田溶硫剂的研究与应用》中，提出了以DMDS(二甲基二硫醚)为溶硫主剂，MAT为催化剂的复配溶硫剂。该溶硫剂溶硫效果良好，溶解速率较快，但不足之处：该溶硫剂同样使用了DMDS试剂为溶硫主剂，高毒性高刺激性，不适合现场工况的大规模使用，较低的沸点也不适用于含硫、高含硫气田的高温地下条件。
[0008]CN104140800B公开了一种用于高含硫气田的胺类溶硫剂，该溶硫剂采用二乙烯三胺(DETA)复配二甲基甲酰胺(DMF)的溶硫剂；该溶硫剂未使用DMDS，且制备简单，但不足之处：溶硫量较低，溶液体系粘度仍然很高，甚至不能流动，为溶硫剂的注入、后续的处理和回收增加了难度。
[0009]因此研发一种高效低毒、适用温度范围广、对环境损害小的溶硫剂配方是解决硫沉积问题的关键技术。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的上述技术问题，提供低粘度的具有溶硫功能的组合物及其制备方法和应用。
[0011]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供了一种低粘度的具有溶硫功能的组合物，该组合物包括主剂、助剂和相转移催化剂，其中，所述主剂为无机碱和/或金属醇盐，所述助剂包括助剂A和助剂B，所述助剂A为多乙烯多胺，助剂B为二元胺，所述相转移催化剂为季铵碱和/或芳香类化合物。
[0012]本专利技术第二方面提供了一种制备上述所述组合物的方法，该方法包括：将主剂、助剂、相转移催化剂和任选的溶剂混合。
[0013]本专利技术第三方面提供了一种上述所述组合物在含硫气田开采中的应用。
[0014]本专利技术第四方面提供了一种回收硫单质的方法，该方法包括：将上述组合物作为溶硫剂用于含硫气田开采中进行溶硫，再将溶硫后的溶液与酸反应，得到硫单质。
[0015]通过上述技术方案，本专利技术取得了以下有益效果：
[0016](1)本专利技术提供了一种不含DMDS成分的绿色溶硫剂，该溶硫剂无刺激性气味，无恶臭。
[0017](2)本专利技术的溶硫剂的粘度低(在40mPa
·
s以下，优选20
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40mPa
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s)，有利于在含硫气田或高含硫气田现场注入溶硫剂；且溶硫剂与硫反应后的溶液的粘度也较低(60
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90mPa
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s)，为后续处理提供了方便。而现有技术中的溶硫剂与硫反应后的溶液的粘度一般在5
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10Pa
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s，不易从管道中去除，后处理难度大。
[0018](3)本专利技术提供的溶硫剂在35℃时，溶硫效果达到110％以上，可有效解决硫沉积的问题。同时溶硫剂体系沸点高且稳定，实验室测试在120℃条件下不分解，广泛适应于含硫气田和高含硫气田的地下高温环境(约100℃)及地面管线中硫沉积的处理。
[0019](4)本专利技术溶硫剂对酸性气田井下管柱和集输管道中非金属密封材料产生溶胀影响较小，不出现发粘、破损等情况，外径变化率小于10％，可有效减少因非金属密封材料密封失效引发的安全问题。
[0020](5)本专利技术溶硫剂现场实施方式简易可行，井下管柱可在停产期间直接采用连续油管进行加注，或正常生产期间连续加注，集气站管道、设备及集输管道可连续加注或停产期间采用浸泡的方式进行溶硫处理；克服了二烷基二硫化物等溶硫剂使用时需要停产的困难。
[0021](6)本专利技术的溶硫剂与硫粉反应后的溶液可再次分离出硫粉，解决了溶硫剂与硫粉反应后的溶液的存放问题，同时回收的硫粉也可以作为产品，具有经济效益和环保效益。
具体实施方式
[0022]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0023]本专利技术第一方面提供了一种低粘度的具有溶硫功能的组合物，该组合物包括主剂、助剂和相转移催化剂，其中，所述主剂为无机碱和/或金属醇盐，所述助剂包括助剂A和
助剂B，所述助剂A为多乙烯多胺，助剂B为二元胺，所述相转移催化剂为季铵碱和/或芳香类化合物。
[0024]根据本专利技术，所述主剂、助剂A、助剂B和相转移催化剂的用量可以在较宽的范围内选择。优选地，所述主剂、助剂A、助剂B和相转移催化剂的质量比为1：0.2
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0.8：0.1
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0.6：0.02
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0.3；优选为1：0.3
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低粘度的具有溶硫功能的组合物，其特征在于，该组合物包括主剂、助剂和相转移催化剂，其中，所述主剂为无机碱和/或金属醇盐，所述助剂包括助剂A和助剂B，所述助剂A为多乙烯多胺，助剂B为二元胺，所述相转移催化剂为季铵碱和/或芳香类化合物。2.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述主剂、助剂A、助剂B和相转移催化剂的质量比为1：0.2
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0.8：0.1
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0.6：0.02
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0.3；优选为1：0.3
‑
0.7：0.2
‑
0.4：0.05
‑
0.2。3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中，所述无机碱包括碱金属的氢氧化物和碱金属的无机盐；优选的，所述碱金属氢氧化物为氢氧化钾和/或氢氧化钠；优选的，所述碱金属无机盐为碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾和碳酸氢钾中的至少一种；优选的，所述金属醇盐为碱金属醇盐。4.根据权利要求1
‑
3中任意一种所述的组合物，其中，所述助剂A的碳原子数为4
‑
14且氮原子数为3
‑
8，优选为二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺和五乙烯六胺中的至少一种。5.根据权利要求1
‑
4中任意一种所述的组合物，其中，所述助剂B的碳原子数为2
‑
8，优选为乙二胺、己二胺和丙二胺中的至少一种。6.根据权利要求1
‑
5中任意一种所述的组合物，其中，所述相转移催化剂为含氮杂环芳香类化合物和/或四烷基氢氧化铵，优选为喹啉、异喹啉和四甲基氢氧化铵中的至少一种。7.根据权利要求1
‑
6中任意一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：于超，蒋秀，花靖，谷成林，靳彦欣，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院，
类型：发明
国别省市：