НЕЙТРАЛИЗАТОР (ПОГЛОТИТЕЛЬ) СЕРОВОДОРОДА И СПОСОБ ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
HYDROGEN SULPHIDE NEUTRALISER (SCAVENGER) AND METHOD FOR USE THEREOF

Изобретение относится к области нейтрализации (поглощения) сероводорода в углеводородных и/или водных средах химическими реагентами-нейтрализаторами и может быть использовано в нефтегазодобывающей, нефтегазоперерабатывающей и других отраслях промышленности.
Известен нейтрализатор сероводорода в нефти и нефтепродуктах, представляющий собой продукт взаимодействия алкиленполиамина, преимущественно диэтилентриамина с формалином в мольном соотношении от 1:1 до 1:14, предпочтительно от 1:1 до 1:3 (пат. США № 5284576, C10G 29/20, 1994 г.).
Указанный нейтрализатор сероводорода имеет невысокую нейтрализующую способность по отношению к сероводороду и большой расход водного раствора формалина.
Известен способ очистки нефти и газоконденсата от сероводорода и меркаптанов путем обработки при 15-70°С поглотительными растворами, содержащими формальдегид, метанол, уротропин, воду и водный аммиак, взятыми из расчета 0,09-0,3 моль уротропина и 0,8-3,5 моль формальдегида на моль сероводородной и меркаптановой серы. Оптимальный вариант нейтрализатора сероводорода представляет собой 10-30%-ный раствор уротропина в формалине, содержащий 30-50% формальдегида, 4-12% метанола и воду остальное. В другом варианте выполнения нейтрализатор сероводорода представляет собой композицию состава в мас.%: формальдегид 20-30, уротропин 3-30, аммиак 0,5-6,0, метанол 3-10 и вода 40-60 (пат. РФ №2269567, C10G 29/20, 2006 г.).
Известен нейтрализатор сероводорода, содержащий растворы уротропина в формалине (пат. США № 5213680, 1993 г.). Исследователи показали, что вышеуказанные растворы уротропина с формалином обладают более высокой реакционной способностью, чем растворы уротропина водные, что позволяет провести процесс очистки при обычной температуре подготовки сернистой нефти без дополнительного нагрева обрабатываемой нефти.
Однако вышепредложенные растворы уротропина при обычной температуре (15-30°С) недостаточно эффективно нейтрализуют сероводород и меркаптаны.
Исследованиями доказано, что предложенные растворы уротропина в формалине являются нетехнологичными продуктами для применения в зимнее время в промысловых условиях, так как имеют высокую температуру застывания. В зависимости от концентрации уротропина в растворе составы нейтрализатора имеют температуру застывания 0°С и выше. В большинстве нефтедобывающих регионов с учетом суровых климатических условий есть потребность больше создавать составы нейтрализаторов сероводорода с низкой температурой застывания.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является состав нейтрализатора сероводорода, включающий карбамидоформальдегидный концентрат (КФК) 45-99 мас.% и органический амин 1-55 мас.% и дополнительно содержащий органический растворитель, неорганическое основание и бактерицидный препарат (пат. РФ № 2370508, C08L 61/24, C10G 29/22).
Целью изобретения является повышение эффективности нейтрализатора при использовании дешевых компонентов: отходов производства, побочных продуктов, кубовых остатков для удешевления стоимости состава.
Поставленная задача решается тем, что нейтрализатор (поглотитель) сероводорода, включающий органический амин, органический растворитель и карбамидоформальдегидный концентрат КФК, отличается тем, что в качестве органического амина используют отход производства в виде отработанного абсорбента на основе метилдиэтаноламина с отделения абсорбционной очистки агрегата синтеза аммиака АМ-76, в качестве органического растворителя N-метилпирролидон и остальное карбамидоформальдегидный концентрат при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Вышеуказанный отход производства в виде отработанного
абсорбента на основе метилдиэтаноламина
5-30
N-метилпирролидон
5-25
Карбамидоформальдегидный концентрат
остальное
Нейтрализатор (поглотитель) сероводорода, включающий отход производства в виде отработанного абсорбента на основе метилдиэтаноламина с отделения абсорбционной очистки агрегата синтеза аммиака АМ-76, N-метилпирролидон, карбамидоформальдегидный концентрат, отличающийся тем, что для улучшения технологических свойств дополнительно содержит кубовые остатки производства бутиловых спиртов методом оксосинтеза, или эфироальдегидную фракцию - побочный продукт при ректификации этилового спирта, или низкомолекулярный полиэтиленгликоль марок ПЭГ-4-400, или полигликоль марки Гликойл-1 в следующем соотношении компонентов, мас. %:
Отход производства в виде отработанного абсорбента
на основе метилдиэтаноламина с отделения абсорбционной
очистки агрегата синтеза аммиака
АМ-76N-метилпирролидон
5-25
Кубовые остатки производства бутиловых спиртов методом
оксосинтеза, или эфироальдегидную фракцию - побочный продукт
при ректификации этилового спирта, или низкомолекулярный
полиэтиленгликоль марок ПЭГ-4-400, или полигликоль
марки Гликойл-1
20-40
Карбамидоформальдегидный концентрат
остальное
Способ очистки нефти, нефтепродуктов, углеводородных газов, пластовых сточных вод и технологических жидкостей от сероводорода путем обработки исходного сырья химическим реагентом, отличающийся тем, что в качестве последнего используют нейтрализатор по п. 1 или 2.
В качестве органического амина в заявленном составе используют отход производства в виде отработанного абсорбента на основе метилдиэтаноламина с отделения абсорбционной очистки агрегата синтеза аммиака АМ-76. Отработанный абсорбент представляет собой подвижную жидкость, которая содержит 35 мас. % МДЭА и имеет pH=8,7-9,5.
В качестве органического растворителя используют N-метилпирролидон, который является по растворяющей и абсорбирующей способности наиболее эффективным представителем в ряду органических растворителей.
N-метилпирролидон (N-МП) обладает уникальным сочетанием высокой селективности по отношению к ароматическим и непредельным углеводородам, сероводороду и ряду других газообразных компонентов с очень высокой растворяющей способностью. Это привело к высокой эффективности применения N-МП и смеси растворителей на его основе для выделения ароматических углеводородов из смесей с насыщенными углеводородными методами экстракции или экстрактивной ректификации, а также абсорбции сероводорода, двуокиси углерода и других соединений кислотного характера из газовых смесей и нефти.
М-метилпирролидон представляет собой лактам 4-метиламино-бутановой кислоты (или 1-метилпирролидин-2-он) и является слабым основанием, при растворении в воде в десятикратном количестве имеет pH 7,8-8,0, имеет термоокислительную стабильность до 300°С.
Результаты исследования (Монография Гайле А.А. Г.Д. Залущевский, N-метилпирролидон, Химиздат, 2005 г.) показали, что межмолекулярное взаимодействие лактамов с ароматическими растворителями является более сильным по сравнению с алифатическими аминами.
3
кип
пл
М-метилпирролидон представляет собой жидкость, имеющую плотность 1,030-1,034 г/см при 20°С, температуру кипения T=202-208°С, температуру плавления Т=(-24)-(-25,4)°С, относится к группе биполярных апрототонных (негидроксильных) растворителей, по шкале основности растворителей (предложенной Камлетом) является умеренно основным и малотоксичным, относится к четвертому классу опасности, выпускает ОАО «Новочеркасский завод синтетических продуктов», г.Новочеркасск Ростовской области, по ТУ 2418-028-05807999-2002.
М-метилпирролидон имеет хорошую биоразлагаемость в воде под действием микроорганизмов. По данным фирмы BASF при стандартном испытании по Валенсу биологическая разлагаемость N-метилпирролидона составляет более 90% разложения растворенного органического углерода.
В заявленном составе используют карбамидоформальдегидный концентрат КФК - продукт конденсации карбамида с газообразным формальдегидом, выпускаемый по ТУ 2223-009-00206492-07 на ЗАО «Тольяттиазот».
Карбамидоформальдегидный концентрат (КФК) представляет собой подвижную жидкость, которая содержит в своем составе свободный формальдегид и замещенные метилольные производные мочевины, в том числе моно-, ди- и триметилмочевину.
Известно, что доля месторождений с повышенным содержанием сероводорода в углеводородах растет, отражаясь на коррозионной стойкости металлических частей оборудования при добыче, транспортировке и переработке нефти, газа и газового конденсата. В России с 2008 г. введен ГОСТ Р51858-2002, по которому запрещается транспортирование нефти с содержанием сероводорода более 100 ppm. Загрязнение промышленных вод и ухудшение условий работы установок нефтепереработки усиливают актуальность решения проблемы нейтрализации и/или удаления сероводорода и меркаптанов в нефти и нефтепродуктах.
Для эффективного управления содержанием сероводорода в нефти и продуктах ее переработки целесообразно использовать нейтрализаторы (поглотители) сероводорода.
Заявленный состав разработан в результате исследований, направленных на увеличение скорости и глубины нейтрализации сероводорода, на увеличение поглощения (абсорбции) их и углекислого газа.
Поставленная задача повышения степени очистки углеводородных и водных сред от сероводорода решается тем, что разработанный эффективный нейтрализатор (поглотитель) сероводорода, добавляется в исходное сырье - в нефть, нефтепродукты, углеводородные газы, пластовые, сточные воды и технологические жидкости, взятый из расчета не менее 2-3 г на 1 г нейтрализуемого сероводорода.
При использовании состава в зимний период для понижения температуры застывания композиции используют заявленный состав, включающий в мас. %: отход производства в виде отработанного абсорбента на основе метилдиэтаноламина с отделения абсорбционной очистки агрегата синтеза аммиака АМ-76 5-30, N-метилпирролидон 5-25, кубовые остатки производства бутиловых спиртов методом оксосинтеза, или эфироальдегидную фракцию - побочный продукт при ректификации этилового спирта, или низкомолекулярный полиэтиленгликоль марок ПЭГ-4-400, или полигликоль марки Гликойл-1 20-40, карбамидоформальдегидный концентрат - остальное.
3
Заявленные композиции состава представляют собой прозрачную или немного мутноватую жидкость плотностью 1,12-1,28 г/см, величиной показателя pH от 8,3 до 9,5 в зависимости от содержания компонентов, температурой застывания от -26°C до -50°C в зависимости от содержания антифриза.
Заявленный состав нейтрализатора (поглотителя) сероводорода содержит карбамидоформальдегидный концентрат (КФК) - продукт конденсации карбамида с газообразным формальдегидом. Результаты наших исследований подтвердили сведения, представленные в монографии А.А. Гайле с сотрудниками, что более глубокая очистка природного газа от сероводорода и углекислого газа достигается при использовании растворов алканоламинов в органических растворителях (Монография А.А. Гайле, Г.Д. Залущевский, N-метилпирролидон, Химиздат, 2005 г.).
В заявленном составе в качестве алканоламинов используют отход производства на основе метилдиэтаноламина (МДЭА) в количестве 5-30 мас. %. Отход производства представляет собой отработанный абсорбент на основе метилдиэтаноламина с отделения абсорбционной очистки агрегата синтеза аммиака АМ-76, содержащий 35 мас. % МДЭА.
В заявленный состав для увеличения поглощения (абсорбции) сероводорода и углекислого газа в качестве физического растворителя включен N-метилпирролидон в количестве 5-25 мас.% и остальное карбамидоформальдегидный концентрат, содержащий формальдегид.
В заявленном составе, как и в прототипе, используют для нейтрализации сероводорода известную реакцию взаимодействия их с формальдегидом. В результате взаимодействия сероводорода с формальдегидом образуются сложные смеси тиометильных производных: формтионаля, димеркаптодиметилсульфида, тритиана, различных олигосульфидов и полиметиленсульфида (ПМС). Реакции взаимодействия сероводорода с формальдегидом проходят ряд стадий. На первой стадии образуются промежуточные соединения - формтионали, в следующих стадиях происходит их каталитическое превращение в полиметиленсульфиды.
Известно, что pH среды является фактором, определяющим характер протекающих в системе реакций. В присутствии кислоты основным продуктом реакции является циклический тритиан. В присутствии оснований катализируется образование линейных полисульфидов. В заявленном составе образование линейных полисульфидов катализируется в присутствии слабых оснований:
отхода производства в виде отработанного абсорбента на основе метилдиэтилэтаноламина, а также N-метилпирролидона.
Исследования показали, что выход ПМС зависит от соотношения реагентов. Максимальный выход ПМС наблюдается при избытке формальдегида в композиции, а не при стехиометрическом соотношении компонентов, а количество поглощенного сероводорода увеличивается при увеличении замещенных аминных групп в молекуле поглотителя. Для удешевления стоимости заявленного состава в качестве замещенного этаноламина используют отход производства - отработанный абсорбент на основе метилдиэтаноламина с отделения абсорбционной очистки агрегата синтеза аммиака АМ-76.
Использование отработанного абсорбента на основе метилдиэтаноламина позволяет существенно повысить абсорбционную емкость поглотителя и позволяет при тех же объемах абсорбента поглощать большее количество сероводорода.
Выбор отхода производства в виде отработанного абсорбента на основе метилдиэтаноламина (МДЭА) определился доступностью и в практической целесообразности его применения. Кроме того, композиции, содержащие алканоамины, нейтрализуют также двуокись углерода.
Исследования показали, что сочетание достоинств процесса нейтрализации сероводорода в присутствии замещенного алканоламина, N-метилпирролидона и формальдегида позволяет увеличить скорость нейтрализации сероводорода и поглотительную способность композиции.
Композиции по заявленному составу готовят в отдельной емкости путем простого смешивания расчетных количеств компонентов. В емкость заливают расчетное количество компонентов, в мас.%: в отход производства на основе МДЭА       заливают   при    перемешивании       N-метилпирролидон, затем карбамидоформальдегидный концентрат. Состав тщательно перемешивают в течение 15-30 минут. После перемешивания состав готов для нейтрализации сероводорода.
Для понижения температуры застывания состав может дополнительно содержать в качестве антифриза кубовые остатки производства бутиловых спиртов методом оксосинтеза, или эфироальдегидную фракцию - побочный продукт при ректификации этилового спирта, или низкомолекулярный полиэтиленгликоль марок ПЭГ-4-400, например низкомолекулярный полиэтиленгликоль марок ПЭГ-4 (ТУ 6-13-115-97), ПЭГ-9 (ТУ 2483-192-002303335-2009), ПЭГ-13 (ТУ 2483-191-002303335-2009), ПЭГ-35 (ТУ 6-14-719-82), ПЭГ- 68 (ТУ 2483-164-00203335-2005), ПЭГ - 200-400 (ТУ 2483-007-71150986-2006), полигликоль марки Гликойл-1 (ТУ 2422-130-09766801-2003); или продукт, содержащий полиглицерин.
Достоинствами разработанного состава являются высокая эффективность нейтрализатора сероводорода, обладающего технологичностью, например, низкой температурой застывания, а также и высокой реакционной и поглотительной способностью, обеспечивающей высокую степень очистки углеводородных (нефти, нефтепродуктов и углеводородных газов) и водных сред нейтрализатором. Кроме того, состав имеет слабое пенообразование, стабильность и низкую коррозионную активность, более дешевую стоимость состава и значительно меньшие удельные энергозатраты по сравнению с прототипом.
Расход нейтрализатора для достижения степени очистки нефти от сероводорода согласно требований ГОСТ Р 51858-2002 до 20 ppm и до 0 ppm
Таблица 2
Расход нейтрализатора для достижения степени очистки нефти от сероводорода согласно требованиям ГОСТ Р 51858-2002 до 20 ppm и до 0 ppm
N п/п
Расходный коэффициент нейтрализатора, г/г H<sub>2</sub>S
до 20 ppm
до 0 ppm
1
3,5
3,7
2
3,1
3,3
3
2,8
3,0
4
2,5
2,7
5
2,3
2,5
6
2,1
2,3
7
4,0
4,2
8
4,6
4,8
9
3,2
3,3
Методику, определяющую эффективность заявленного состава, использовали следующую.
3
В качестве объекта исследования была выбрана безводная высокосернистая карбоновая нефть плотностью 0,865 г/см, мазут, пластовая вода и нефтяной газ. До введения нейтрализатора содержание сероводорода в нефти составляло 460 ppm, мазута 235 ppm, пластовой воды 150 мг/л, нефтяного газа 3,1 об.% и 1,5 об.% углекислого газа. Эксперимент составлял из серии опытов с 6 пробами по заявленному составу и с 3 пробами по прототипу нефти и вышеуказанных продуктов, в которую вводили разное количество нейтрализатора. Каждую пробу перемешивали в реакционной герметичной колбе с мешалкой в течение 3-х часов при комнатной температуре (25°С). Погрешность измерений составляла 3%. Полученные результаты экспериментов представлены на примерах, которые сведены в таблицы. В таблице 1 представлены испытуемые композиции по заявленному составу, примеры 1-6, и по прототипу, примеры 7-9, таблице 2 - расходы испытуемых композиций по заявленному составу, примеры 1-6, и по прототипу, примеры 7-9, для достижения степени очистки нефти от сероводорода согласно требованиям ГОСТ Р 51858-2002 до 20 ppm и до 0 ppm.
Эффективность заявленного состава определялась хроматографическим методом по ГОСТ 50802-95 на хроматографе «Кристалл-5000.2».
Конкретные примеры приготовления композиций заявленного состава и способа его использования для очистки углеводородных и водных сред от сероводорода приведены ниже.
Пример 1. По заявленному составу в емкость, снабженную мешалкой, загружают 5 мас.% отхода производства на основе метилдиэтаноламина, затем при перемешивании дозируют 5 мас.% N-метилпирролидона, затем дозируют 60 мас.% КФК, 30 мас.% кубовых остатков производства бутиловых спиртов и перемешивают до получения однородной композиции.
Пример 2. По заявленному составу в емкость, снабженную мешалкой, загружают 10 мас.% отхода производства на основе метилдиэтаноламина, затем при перемешивании дозируют 10 мас.% N-метилпирролидона, затем дозируют 40 мас.% КФК, 40 мас.% эфироальдегидной фракции и перемешивают до получения однородной композиции.
Пример 3. По заявленному составу в емкость, снабженную мешалкой, загружают 15 мас.% отхода производства на основе метилдиэтаноламина, затем при перемешивании дозируют 15 мас.% N-метилпирролидона, затем дозируют 70 мас.% КФК и перемешивают до получения однородной композиции.
Пример 4. По заявленному составу в емкость, снабженную мешалкой, загружают 20 мас.% отхода производства на основе метилдиэтаноламина, затем при перемешивании дозируют 20 мас.% N-метилпирролидона, затем дозируют 40 мас.% КФК, 20 мас.% - низкомолекулярного полигликоля марки ПЭГ-4 и перемешивают до получения однородной композиции.
Пример 5. По заявленному составу в емкость, снабженную мешалкой, загружают 25 мас.% отхода производства на основе метилдиэтаноламина, затем при перемешивании дозируют 22 мас.% N-метилпирролидона, затем дозируют 53 мас.% КФК и перемешивают до получения однородной композиции.
Пример 6. По заявленному составу в емкость, снабженную мешалкой, загружают 30 мас.% отхода производства на основе метилдиэтаноламина, затем при перемешивании дозируют 25 мас.% N-метилпирролидона, затем дозируют 45 мас.% КФК и перемешивают до получения однородной композиции.
Пример 7. Для нейтрализации сероводорода в нефти используют композицию по примеру 1. В емкость, снабженную мешалкой, загружают 0,161 мас.% нейтрализатора, затем загружают 100 мл (86,5 г) безводной высокосернистой карбоновой нефти, содержащей 0,046 мас.% (460 ppm) сероводорода. Массовое соотношение нейтрализатор : сероводород составляет в смеси 3,5:1, удельный расход нейтрализатора (расходный коэффициент) составляет 3,5 г/г для достижения содержания сероводорода до 20 ppm, а при загрузке 0,17 мас.% нейтрализатора при расходном коэффициенте 3,7:1 нефть полностью очищается от сероводорода (см. данные табл. 2, синтез 1). Реакционную смесь перемешивают в реакционной герметичной емкости с мешалкой в течение 3-х часов при комнатной температуре (25°С) и проводят количественный анализ нефти на содержание остаточного сероводорода.
Пример 8. Для нейтрализации сероводорода в нефти используют композицию по примеру 2. В емкость, снабженную мешалкой, загружают 0,142 мас.% нейтрализатора, затем загружают 100 мл (86,5 г) безводной высокосернистой карбоновой нефти, содержащей 0,046 мас.% (460 ppm) сероводорода. Массовое соотношение нейтрализатор : сероводород составляет в смеси 3,1:1, удельный расход нейтрализатора (расходный коэффициент) составляет 3,1 г/г для достижения содержания сероводорода до 20 ppm, а при загрузке 0,151 мас.% нейтрализатора при расходном коэффициенте 3,3:1 нефть полностью очищается от сероводорода (см. данные табл.2 , синтез 2). Реакционную смесь по примеру 7 перемешивают в реакционной герметичной емкости с мешалкой в течение 3-х часов при комнатной температуре (25°С) и проводят количественный анализ нефти на содержание остаточного сероводорода.
Пример 9. Для нейтрализации сероводорода в нефти используют композицию по примеру 3. В емкость, снабженную мешалкой, загружают 0,129 мас.% нейтрализатора, затем загружают 100 мл (86,5 г) безводной высокосернистой карбоновой нефти, содержащей 0,046 мас.% (460 ppm) сероводорода. Массовое соотношение нейтрализатор : сероводород составляет в смеси 2,8:1, удельный расход   нейтрализатора   (расходный   коэффициент)   составляет   2,8г/г для достижения содержания сероводорода до 20 ppm, а при загрузке 0,138 мас.% нейтрализатора при расходном коэффициенте 3,0:1 нефть полностью очищается от сероводорода (см. данные табл.2, синтез 3). Реакционную смесь по примеру 7 перемешивают в реакционной герметичной емкости с мешалкой в течение 3-х часов при комнатной температуре (25°С) и проводят количественный анализ нефти на содержание остаточного сероводорода.
Пример 10. Для нейтрализации сероводорода в нефти используют композицию по примеру 4. В емкость, снабженную мешалкой, загружают 0,115 мас.% нейтрализатора, затем загружают 100 мл (86,5 г) безводной высокосернистой карбоновой нефти, содержащей 0,046 мас.% (460 ppm) сероводорода. Массовое соотношение нейтрализатор : сероводород составляет в смеси 2,5:1, удельный расход нейтрализатора (расходный коэффициент) составляет 2,5г/г для достижения содержания сероводорода до 20 ppm, а при загрузке 0,124 мас.% нейтрализатора при расходном коэффициенте 2,7:1 нефть полностью очищается от сероводорода (см. данные табл.2, синтез 4). Реакционную смесь по примеру 7 перемешивают в реакционной герметичной емкости с мешалкой в течение 3-х часов при комнатной температуре (25°С) и проводят количественный анализ нефти на содержание остаточного сероводорода.
Пример 11. Для нейтрализации сероводорода в нефтепродуктах, например в мазуте, используют композицию по примеру 5. В емкость, снабженную мешалкой, загружают 0,054 мас.% нейтрализатора, затем загружают 100 мл мазута, содержащего 0,0235 мас.% (235 ppm) сероводорода. Массовое соотношение нейтрализатор : сероводород составляет в смеси 2,3:1, удельный расход нейтрализатора (расходный коэффициент) составляет 2,3 г/г для достижения содержания сероводорода до 20 ppm, а при загрузке 0,058 мас.% нейтрализатора при расходном коэффициенте 2,5:1 нефть полностью очищается от сероводорода (см. данные табл.2, синтез 5). Реакционную смесь по примеру 7 перемешивают в реакционной герметичной емкости с мешалкой в течение 3-х часов при комнатной температуре (25°С) и проводят количественный анализ нефти на содержание остаточного сероводорода.
Пример 12. Для нейтрализации сероводорода в пластовой воде используют композицию по примеру 6. В емкость, снабженную мешалкой, загружают 0,266 мас.% нейтрализатора, затем загружают 100 мл пластовой воды, содержащей 0,127 мас.% (150 мг/л) сероводорода, используемой в системе поддержания пластового давления (ППД). Массовое соотношение нейтрализатор : сероводород составляет в смеси 2,1:1, удельный расход нейтрализатора (расходный коэффициент) составляет 2,1 г/г для достижения содержания сероводорода до 20 ppm, а при загрузке 0,292 мас.% нейтрализатора при расходном коэффициенте 2,3:1, т.е. 2,3 г/г, нефть полностью очищается от сероводорода (см. данные табл.2, синтез 1). Реакционную смесь по примеру 7 перемешивают в реакционной герметичной емкости с мешалкой в течение 3-х часов при комнатной температуре (25°С) и проводят количественный анализ нефти на содержание остаточного сероводорода.
Пример 13. Для нейтрализации сероводорода при очистке нефтяного газа используют композицию по примеру 6. В стеклянный насадочный абсорбер, заполненный кольцами Рашига, диаметром 20 мм и высотой 500 мм загружают 30 мл нейтрализатора, затем пропускают через абсорбер нефтяной газ при комнатной температуре и атмосферном давлении. Нефтяной газ содержит 3,1 об.% сероводорода и 1,3 об.% углекислого газа. Затем очищенный газ пропускают через склянку Дрекселя с 10%-ным водным раствором щелочи (гидроокиси натрия) для поглощения остаточного сероводорода. Раствор щелочи анализируют после окончания нейтрализации на содержание сульфидной серы методом потенциометрического титрования и рассчитывают остаточную концентрацию сероводорода в очищенном газе и степень очистки газа. Степень очистки нефтяного газа от сероводорода составляет 100%.
Для сравнения были проведены синтезы по прототипу (см. табл.1 и табл.2, синтезы 7-9). Для нейтрализации сероводорода в нефти, содержащей 460 ppm сероводорода, используют композицию по синтезу 7, реакционную смесь перемешивали по примеру 7. Расходный коэффициент составляет 4,0 г/г для достижения содержания сероводорода до 20 ppm, а при расходном коэффициенте 4,2 г/г нефть полностью очищается от сероводорода (см. данные табл.2, синтез 7).
Для нейтрализации сероводорода очистку нефтяного газа производят в условиях примера 13. Расходный коэффициент составляет 4,6 г/г для достижения содержания сероводорода до 20 ppm, а при расходном коэффициенте 4,8 г/г нефтяной газ полностью очищается от сероводорода (см. данные табл.2, синтез 8). Для нейтрализации сероводорода при очистке нефтепродуктов, например мазута, используют композицию по синтезу 9, реакционную смесь перемешивали по примеру 11. Расходный коэффициент составляет 3,1 г/г для достижения содержания сероводорода до 20 ppm, а при расходном коэффициенте 3,3 г/г нефть полностью очищается от сероводорода (см. данные табл. 2, синтез 7).
Результаты экспериментов показали высокую эффективность нейтрализатора по заявленному составу: низкую температуру застывания его, высокую реакционную и поглотительную способность, которая обеспечивает высокую степень очистки нефти, нефтепродуктов, нефтяных газов и пластовых вод.
Использование в качестве компонентов заявленного состава отходов производства приводит к более низкой стоимости состава и значительно меньшим удельным энергозатратам по сравнению с прототипом.
Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности нейтрализатора, обладающего высокими технологическими свойствами и высокой реакционной и поглотительной способностью и обеспечивающего высокую степень очистки углеводородных (нефти, нефтепродуктов и углеводородных газов) и водных сред нейтрализатором при использовании в составе дешевых компонентов: отходов производства в виде отработанных реагентов, побочных продуктов, кубовых остатков.
Изобретение предлагает и способ очистки углеводородов и водных сред нейтрализатором.