[发明专利]脱汞剂、其制备方法及应用

说明书

本发明提供了一种脱汞剂、其制备方法及应用。该脱汞剂包括0.40wt％～0.60wt％的碘，3.22wt％～4.98wt％碘化钾，1wt％～2wt％的表面活性剂及余量的水。碘溶于碘化钾水溶液形成碘‑碘化钾水溶液，碘‑碘化钾水溶液中的碘与气态单质汞反应，生成碘化汞，使得单质气态汞转变为汞离子，从而脱除了气态单质汞。而表面活性剂具有良好的洗涤作用，从而能够将设备中沉积的油泥清洗下来。本申请所改进的汞脱除剂在以低温分离工艺进行三相分离的储罐等容器内部进行检修时，具有脱除天然气中气态汞及清洗容器底部油泥的双重综合作用，为设备检修中防止汞蒸气污染、设备的安全检修提供保障。

技术领域

本发明涉及天然气开采设备清洗领域，具体而言，涉及一种脱汞剂、其制备方法及应用。

背景技术

天然气的开采均伴随着油、气和水同时生产，为了得到纯净的天然气，基本都是采用低温分离的工艺进行三相分离的。近年来，不同油气田在天然气生产的分离容器中发现了气态单质汞(汞蒸气)，特别是在新疆塔里木油田、新疆油田克拉玛依气田和海南福山油田较严重，气态单质汞含量高。含汞天然气中的汞蒸气随着物流进入设备中与油污、凝析油、垢等一起富集在设备内并在设备内壁扩散。

汞具有高挥发性、高毒性及腐蚀性，其直接影响气田开发和利用的安全性。且汞在设备里富集，对环境和工艺设备都有严重危害性，如长期沉积在管道或设备中会引发汞腐蚀，导致材质焊缝破裂，存在巨大的安全隐患。汞对石油天然气集输过程中的危害主要有：(1)对操作及检修人员造成人身安全危害；(2)对环境产生影响，污染土壤及地下水；(3)外输商品天然气汞含量不达标；(4)沉积在管道或设备中,引发汞腐蚀，导致设备焊缝破裂。

尽管一些气田天然气分离后集输的天然气中的汞蒸气含量达到天然气输送要求的容许范围，但在低温分离工艺进行三相分离的设备：三相分离器、低温分离器、闪蒸分离器、液烃分离器等容器内部汞富集，当进行内部检修时，汞挥发产生大量的汞蒸气，使得分离器内部汞蒸气含量高。以新疆油田分公司采气一厂克拉玛依气田低温三相分离设备检修为例，在汞蒸气含量最高的2#低温分离器分离器检修中测得汞蒸气达到2000μg/m³-3000μg/m³；这样检修工作人员就暴露于汞蒸气中，危害工作人员的身体健康，上同时汞蒸气直接进入大气，污染环境。为了清除这些设备中的汞蒸气和沉积的含油污泥，就必须对这些设备进行清洗，一方面是清洗脱除汞蒸气，另一方面是清洗掉含油污泥。

设备清汞方法主要分为物理清洗法和化学清洗法两类。物理清洗法包括高压水射流人工喷射清洗法及蒸汽清洗法；化学清洗法即使用清洗剂进行清洗的方法，如循环化学清洗法。国外已使用的方法有蒸汽清洗法、人工喷射清洗法和循环清洗法。有时也会将几种方法结合使用，以达到高效清汞的目的。

化学清洗法清汞效率高，可在常温下进行，清洁环保，但国内油气田尚无应用。

物理清洗法目前使用的主要有：(1)高压水射流人工喷射清洗法。这种方法是人工喷射清洗通过喷射水去除吸附在设备内壁上的汞，清洗一定时间，直至达到要求。(2)蒸汽清洗法。蒸汽清洗法是蒸汽从下部注入容器中，并通过一定热源对它进行加热，容器上半部通过泵送压力充满蒸汽，形成蒸汽相，蒸汽温度120℃-140℃，汞通过蒸发而被清除，清洗污水从容器下部排出。物理清洗法很好的清洗了设备的油泥、但仍然使得气态单质汞进入大气、污染环境。

化学清洗法清汞是将清汞化学溶液被泵送至设备中做循环运动，将设备内壁附着的汞污染物清洗除去。化学清洗的清汞效果关键在于脱汞化学剂的选择，不能够用强酸性对设备有腐蚀的物质。

化学清洗法脱除气态单质汞的脱汞剂在天然气开采中到目前为止没有使用过，但在火电厂烟道气中脱汞，大部分采用载硫的活性炭固体物质或者高锰酸钾的硫酸溶液，当这些含汞烟道气通过固体吸附剂、液体脱汞剂后就除去气态单质汞，同时在气态汞含量的检测中也常用高锰酸钾的硫酸溶液作为气态汞吸收剂，它们具有非常好的吸收气态汞的性质，但不具有清洗油泥的作用。