一种利用三嗪类化合物吸收硫化氢气体的方法技术

本发明专利技术提供了一种利用三嗪类化合物吸收硫化氢的方法，所述三嗪类化合物由分子具有如下式(I)的结构：其中，R1、R2、R3为相同或不同，各自独立地选自烷基、

【技术实现步骤摘要】
一种利用三嗪类化合物吸收硫化氢气体的方法


[0001]本专利技术涉及油田化学领域，具体涉及利用三嗪类化合物吸收硫化氢气体的方法。

技术介绍

[0002]H2S是油气开发过程中一种重要的伴生气体。一方面，原油中溶解的硫化氢在原油储运和加工过程中会不断析出，产生湿硫化氢腐蚀，而且会导致后续原油处理装置中的催化剂中毒；另一方面，H2S具有较强的毒性和刺激性，其存在会影响人体的呼吸道器官，对人体产生严重的危害。因此，含有H2S的原油生产和储运过程中，必须想方设法将H2S脱除至安全浓度以下。油田采出液中硫化氢气体治理技术的改进和新技术的开发，成为含H2S油田生产中必须解决的问题之一。
[0003]目前常用的原油脱硫剂主要产品包括：烷醇胺类、氧化剂类、醛类和三嗪类化合物等醛与胺的反应产物。其中，烷醇胺类脱硫剂对CO2和H2S没有选择性，氧化剂类脱硫剂会引起硫沉积和腐蚀问题，醛类脱硫剂毒性大，而且在低的温度下，与H2S的反应缓慢。三嗪化合物是一种大分子活性剂，分子链上富含氮原子，并且含有活泼氢原子，能与H2S里的S2‑
发生不可逆化学反应生成噻二嗪，从而达到脱除H2S的目的，三嗪类化合物与H2S的反应速度比醛迅速，脱硫性能较好，安全性高，而且无需回收，可直接回注地层，是目前认为最有发展前景的原油脱硫剂。然而，三嗪类液体脱硫剂但是在应用的过程中也发现了一些问题：(1) 三嗪类液体脱硫剂易水解，脱硫效果易受pH影响；(2)三嗪脱硫剂在吸收H2S过程中易出现沉淀。(3)吸收效果随时间的增长出现“失效”。
[0004]工业上常用的一种三嗪类脱硫剂——羟乙基六氢均三嗪，其性质不稳定，易水解，受热易分解为小分子的1,3
‑
氧氮杂环戊烷，脱硫效果易受pH、温度的影响，且吸收H2S后容易形成沉淀，会堵塞管道和滤网。因此，目前的国内外普遍采用添加各种助溶剂来提高其水溶性，常规的互溶剂有小分子醇类和醚类。例如专利CN107081041A中公布的一种硫化氢气体吸收剂及其应用，该硫化氢气体吸收剂由占其总体积19～60％的深共融溶剂体系以及81～40％的溶液体系组成，其中，深共融溶剂体系由1,3,5
‑
三(2
‑
羟乙基)
‑
六氢均三嗪与季铵盐按摩尔比 1:0.1～1:10组成；溶液体系由占硫化氢气体吸收剂总体积0～41％的乙二醇和占硫化氢气体吸收剂总体积40～1％的去离子水组成。该原油脱硫剂的脱硫效果较好，但这些助溶剂的加入影响了脱硫剂的容硫量，同时也降低了脱硫剂的对油气H2S的吸收速率。
[0005]由于羟乙基六氢均三嗪由于其分子结构特点限制了其作为脱硫剂的大规模使用。因此，寻求更高脱硫效率、更高脱硫稳定性的原油脱硫方法，是亟需解决的问题。

技术实现思路

[0006]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种利用三嗪类化合物吸收硫化氢的方法，所述三嗪类化合物不同于现有的羟乙基六氢均三嗪的分子结构，通过将羟乙基替换为烷基或其他直链/ 支链醇基，避免了羟乙基六氢均三嗪使用时易水解、失效的问题，即使不添加任何助溶剂也能获得较高的脱硫效率和稳定性。
[0007]本专利技术的技术方案如下：
[0008]本专利技术提供一种利用三嗪类化合物吸收硫化氢气体的方法，所述三嗪类化合物具有如下分子式(I)的结构：
[0009][0010]其中，R1、R2、R3为相同或不同，各自独立地选自烷基、
‑
(CH2)
n
OH。
[0011]进一步地，所述烷基为直链烷基或支链烷基。
[0012]进一步地，所述烷基为
‑
CH3、
‑
CH2CH3、
‑
CH2CH2CH3。
[0013]进一步地，所述
‑
(CH2)
n
OH为直链醇基或支链醇基，其中，3≤n≤5。
[0014]更优选地，本专利技术的式(I)化合物为甲基三嗪或丙醇基三嗪。
[0015]进一步地，所述方法包括如下步骤：
[0016]将含有硫化氢气体的混合气通入盛装脱硫剂的第一吸收器中，所述脱硫剂为式(I)三嗪类化合物的水溶液，通入所述混合气的同时振荡所述第一吸收器，所述混合气的流速为15～ 35mL/min。
[0017]进一步地，所述式(I)三嗪类化合物的水溶液的浓度为10％。
[0018]进一步地，将含有所述硫化氢气体的混合气通入所述脱硫剂盛装脱硫剂的第一吸收器和盛装乙酸锌溶液的第二吸收器中，通入所述混合气的同时振荡所述第一吸收器和所述第二吸收器，所述混合气的流速为15～35mL/min。
[0019]进一步地，所述含有硫化氢气体的混合气包含甲烷、乙烷、二氧化碳和硫化氢，其中，硫化氢含量为121g/m3。
[0020]进一步地，为了测定所述式(I)三嗪类化合物的脱硫能力，先将含有所述硫化氢气体的混合气通入所述第一吸收器，通过流量计计算通入硫化氢气体的总量，然后将剩余的混合气通入所述第二吸收器，用于收集所述第一吸收器未能吸收的硫化氢气体。通过将硫化氢总量减去所述第二吸收器吸收的硫化氢气体含量来计算式(I)三嗪类化合物吸收硫化氢的脱硫能力。
[0021]具体地，所述脱硫能力的测定方法如下：
[0022]首先，首先打开通风橱运行，调整硫化氢气体检测仪，尾气吸收器加入氢氧化钾溶液。再将50mL脱硫剂溶液装入管线连接的所述第一吸收器和50mL乙酸锌溶液装入所述第二吸收器，轻轻振荡吸收器，使溶液充分进入吸收器玻璃孔板下部空间。然后缓慢打开包含硫化氢气体的混合气气瓶，让气体流通整个管线。通过阀门控制硫化氢气体流速为30mL/min。
[0023]硫化氢脱硫能力的计算公式：
[0024]Q＝(ρ1V1‑
ρ2V2)
×
1000/V3[0025]式中：
[0026]Q——脱硫能力，mg/L；
[0027]ρ1——混合气气瓶中的硫化氢含量，g/mL；
[0028]V1——通入硫化氢的体积，mL；
[0029]ρ2——乙酸锌溶液吸收的硫化氢浓度，g/mL；
[0030]V2——乙酸锌溶液体积，mL；
[0031]V3——脱硫剂溶液体积，L。
[0032]本专利技术中，前述式(I)三嗪类化合物的制备方法包括如下步骤：
[0033]在装有机械搅拌器、温度计的三颈圆底烧瓶中，按照摩尔比例为(0.8:1)～(1.1:1)加入端基胺与甲醛，开启机械搅拌，控制反应温度为50℃至75℃，将30％的二甲苯作为共沸溶液加入，用对甲基苯磺酸P
‑
TSA催化所述反应。当反应时间历经2～4小时之后，将反应混合物升温至140℃下继续搅拌，直到收集到理论量的水，蒸除溶剂纯化产物。
[0034]进一步地，对甲基苯磺酸P
‑
TSA的质量分数占总反应体系的0.01
‑
1％。
[0035]进一步地，所述端基胺为烷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用三嗪类化合物吸收硫化氢气体的方法，其特征在于，所述三嗪类化合物由分子具有如下式(I)的结构：其中，R1、R2、R3为相同或不同，各自独立地选自烷基、
‑
(CH2)
n
OH。2.根据要求1所述的方法，其特征在于，所述烷基为直链烷基或支链烷基。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述烷基为
‑
CH3、
‑
CH2CH3、
‑
CH2CH2CH3。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述
‑
(CH2)
n
OH为直链醇基或支链醇基，其中，3≤n≤5。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述式(I)化合物为甲基三嗪或丙醇基三嗪。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：将含有硫化氢气体的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玲玉，王亭沂，亓强，徐英彪，王兴彤，张坤，马洪建，李翔，于洲，李有才，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司技术检测中心胜利油田检测评价研究有限公司，
类型：发明
国别省市：