[发明专利]用于消除硫化氢和硫醇的组合物和方法

说明书

一种用于从流体中清除硫化氢和/或硫醇的清除组合物和方法。所述清除组合物包含碱金属亚硝酸盐和含氮清除剂以及任选的无机碱，作为烃流体、特别是原油、油田油、燃料油、直馏馏出物、裂化馏出物、残余燃料、天然气、石油伴生气等的硫化氢和/或硫醇清除剂。

发明领域

本发明总体上涉及用于从流体中清除硫化氢和/或硫醇的组合物和方法。更具体地，本发明涉及包含碱金属亚硝酸盐和含氮清除剂以及任选的无机碱的组合物作为烃流体、特别是原油、油田油、燃料油、直馏馏出物、裂化馏出物、残余燃料、天然气、石油伴生气等的硫化氢和/或硫醇清除剂的用途。

背景技术

在原油和天然气(包括与原油和气体生产相关的废水)的钻井、井下完井、生产、运输、储存和加工中以及油和残余燃料油的储存中经常遇到硫化氢和/或挥发性硫醇(mercaptan)(也称为硫醇(thiol))。在原油、天然气、原石油气或合成气中硫化氢和/或硫醇的存在出于各种原因是不合需要的。硫化氢和硫醇是高毒性和腐蚀性的。它们还具有高度有害的气味，并且对人体健康和环境非常有害。在燃烧期间，由于生成的二氧化硫，富含硫化氢和/或硫醇的油或天然气产生严重的环境污染。在裂化工厂中，硫化氢充当催化剂的接触毒物。此外，它导致碳钢中氢诱导的脆性，并且导致更高合金化的材料中的应力腐蚀裂纹。由于上述原因，已经尝试过尽可能地从化石油和天然气或石油气中洗出或化学转化硫化氢和挥发性硫醇。

因此，存在用于纯化原油和气体的多种物理和化学方法。取决于原油和气体中硫化氢和杂质的含量以及最终产品的纯度的要求，这些方法在不同程度上是经济的。石油中硫化氢和硫醇的含量在ppm范围内，而硫化氢和硫醇(主要是硫化氢)在天然气中可以20％或更高的水平存在。

在大型生产设施中，用于除去气体工艺流中的硫化氢的经济解决方案是安装基于再生系统的胺溶液作为吸收剂。在吸收硫化氢后，通常通过加热使胺溶液再生，并且重新用于所述系统中。分离的硫化氢通常经由克劳斯法(Claus process)处理以形成元素硫。取决于酸性气体规格，若干类型的胺溶液可用作吸收剂。典型的胺是：单乙醇胺(MEA)；二乙醇胺(DEA)；N-甲基二乙醇胺(MDEA)；二异丙胺和二甘醇胺(DGA)，也称为2-(2-氨基乙氧基)乙醇。所有这些胺在克劳斯法工厂中假定用于吸收剂再生和硫化氢利用的大型设施。因此，这些技术被设计用于大规模应用。

使用醛清除硫化氢在本领域中也是已知的。例如，在美国专利号1,991,765中，描述了在20℃-100℃的温度下在广泛pH范围内硫化氢与醛的反应。特别地，在pH值为2或更低时，甲醛、乙二醛、丙烯醛和其他醛的反应是已知的(参见例如，美国专利号2,606,873、3,514,410、3,585,069、3,669,613、4,220,500、4,289,639和4,310,435)。

在实践中，甲醛溶液主要用于产生水不溶性的三噻烷产物，并且作为副产物，形成非常令人不愉快的气味的烷基硫醇(参见例如，“H2S-Scavenging”in Oil and GasJournal,Jan.1989,51-55(第1部分)；81-82(第2部分)；1989年2月,45-48(第3部分)；90-91(第4部分))。三噻烷沉积物难以除去，并且在pH值变化下可分解为起始材料。当使用基于甲醛的清除剂时，由于硫化氢和致癌甲醛两者的气味和毒性，必须采取特殊的安全预防措施。

由于甲醛的缺点，当前越来越多地使用其他醛。特别是乙二醛已作为硫化氢清除剂进入石油和天然气行业。美国专利号4,680,127描述了一种用于通过添加少量乙二醛或乙二醛与其他醛的组合来减少水性或湿性气态介质中的硫化氢含量的方法。然而，这种方法的主要缺点是乙二醛和硫化氢的加成产物，所述加成产物在这种情况下形成并且可能堵塞管道。在实践中典型的酸性pH条件下，这些加成产物不再稳定，并且随着硫化氢的释放而分解。