一种脱臭用三嗪配方溶剂及其应用的制作方法

1.本发明属于气体加工技术领域，具体涉及一种脱臭用三嗪配方溶剂及其应用。


背景技术：

2.气田水闪蒸气主要成分为硫化氢、二氧化碳和甲烷，其中硫化氢浓度可高达300g/m3，潜硫量却大多在30kg/d以内，硫化氢为主要恶臭控制因素，需要进行净化处理后才能排放。由于气田水闪蒸气有流量低，硫化氢浓度高，潜硫量低的特点，目前常采用碱液吸收、固体脱硫以及液相氧化还原技术进行处理。因碱液吸收存在二氧化碳共吸消耗，反应产物易饱和析出形成堵塞等问题；固体脱硫工艺虽较为简单但投资较高；液相氧化还原技术存在投资高且稳定性稍差的问题，处理气田水闪蒸气的工艺还可进一步优选。
3.三嗪类化合物为含有3个氮原子的杂环化合物，具有同硫化氢反应速度快、选择性好等特点。三嗪类脱硫剂与硫化氢反应产物溶于水，毒性低，能生物降解，可随气田采出液体混合回注地层的方式处理。
4.但是常规的三嗪类脱硫剂脱硫时，脱硫效率有待进一步提升。此外，本发明人发现现有技术中至少存在以下问题：现有的三嗪脱硫溶液在遇到高浓度硫化氢时易沉淀，二氧化碳浓度高时易发泡，酸性环境会分解，无法脱除有机硫。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是：常规的三嗪类脱硫剂脱硫时，脱硫效率有待进一步提升，本发明提供了解决上述问题的一种脱臭用三嗪配方溶剂及其应用，增加了有机硫的脱除率，同时二氧化四氢噻吩和哌嗪也具有硫化氢选择性，减少了溶液的二氧化碳共吸消耗。
6.本发明通过下述技术方案实现：
7.一种脱臭用三嗪配方溶剂，包括以下组分：1,3,5－三(2－羟乙基)-六氢均三嗪和增效剂；所述增效剂包括二氧化四氢噻吩和哌嗪。
8.本发明设计三嗪类化合物选用1,3,5－三(2－羟乙基)-六氢均三嗪，采用二氧化四氢噻吩和哌嗪组合作为增效剂使用，利于大幅提高三嗪配方溶剂整体脱硫效果，提高硫容、以及对硫化氢和甲硫醇的脱除效率。
9.进一步优选，所述二氧化四氢噻吩占配方溶液的质量百分数为8％～12％；所述哌嗪占配方溶液的质量百分数为6％～10％。
10.二氧化四氢噻吩和哌嗪的加入量过高或过低均不利于脱硫效果的提升，硫容甚至会有所下降，经济性较差。本发明基于实验设计结果，优选设计二氧化四氢噻吩占配方溶液的质量百分数为8％～12％；所述哌嗪占配方溶液的质量百分数为6％～10％，在此范围内，对气田水闪蒸气的脱硫效果最佳。
11.进一步优选，所述二氧化四氢噻吩占所述配方溶液的质量百分数为10％，所述哌嗪占所述配方溶液的质量百分数为8％。
12.进一步优选，所述1,3,5－三(2－羟乙基)-六氢均三嗪占配方溶液的质量百分数40％～55％。
13.本发明选用1,3,5－三(2－羟乙基)-六氢均三嗪与两种增效剂混合物配合作为主要脱硫活性组分，当1,3,5－三(2－羟乙基)-六氢均三嗪浓度低于40％时，溶液容易产生沉淀，且脱硫效果不佳；由于在水相中h2s更容易电离，因此更容易被脱硫剂吸收，所以当1,3,5－三(2 －羟乙基)-六氢均三嗪浓度高于55％时，硫容开始大幅度降低。
14.进一步优选，所述1,3,5－三(2－羟乙基)-六氢均三嗪占配方溶液的质量百分数50％。
15.进一步优选，还包括阻垢剂、消泡剂和ph稳定剂。
16.进一步优选，按质量百分含量计，包括以下组分：1,3,5－三(2－羟乙基)-六氢均三嗪， 40％～55％；二氧化四氢噻吩，8％～12％；哌嗪，6％～10％；阻垢剂，6％～8％；消泡剂，0.1％～0.2％；
17.ph稳定剂，6％～10％；余量为水。
18.更为优选设计所述阻垢剂包括磷酸氢二钠和磷酸；所述消泡剂包括改性有机硅油，如消泡剂ks-604；所述ph稳定剂包括2-氨基-2-甲基-1丙醇。
19.一种脱臭用三嗪配方溶剂的应用，其特征在于，用于气田水闪蒸气脱硫；所述脱臭用三嗪配方溶剂为上述的一种脱臭用三嗪配方溶剂。
20.进一步优选，所述气田水闪蒸气中硫化氢含量小于250g/m3、二氧化碳含量小于500g/m3、甲硫醇含量小于30mg/m3，潜硫量小于10kg/d。
21.进一步优选，所述气田水闪蒸气中硫化氢含量为140g/m
3-220g/m3、二氧化碳含量 350g/m
3-450g/m3、甲硫醇含量10mg/m
3-20mg/m3，潜硫量为5kg/d-10kg/d。
22.本发明具有如下的优点和有益效果：
23.1、本发明提供的一种脱臭用三嗪配方溶剂，设计三嗪类化合物选用1,3,5－三(2－羟乙基)
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六氢均三嗪，采用二氧化四氢噻吩和哌嗪组合作为增效剂使用，利于大幅提高三嗪配方溶剂整体脱硫效果，提高硫容、以及对硫化氢和甲硫醇的脱除效率。在1,3,5－三(2－羟乙基)-六氢均三嗪脱硫溶液中加入二氧化四氢噻吩和哌嗪，增加了有机硫的脱除率，同时二氧化四氢噻吩和哌嗪也具有选择性脱硫的特点，减少了溶液的二氧化碳共吸消耗。
24.2、本发明提供的一种脱臭用三嗪配方溶剂，适用于气田水闪蒸气脱硫，脱除气田水闪蒸气中的硫化氢和甲硫醇；尤其适用于气田水闪蒸气中硫化氢含量小于250g/m3、二氧化碳含量小于500g/m3、甲硫醇含量小于30mg/m3、潜硫量小于10kg/d的情况。
25.3、本发明提供的一种脱臭用三嗪配方溶剂，三嗪溶剂在吸收高浓度硫化氢时易沉淀，遇到高浓度二氧化碳时易发泡，并且酸性环境下易分解，基本不能脱除有机硫。本发明加入消泡剂起到减少泡沫的作用，加入阻垢剂和ph稳定剂，有利于减少沉淀，从而进一步提高吸收效率，使得三嗪配方溶剂一方面提高了溶剂硫容，一方面避免了溶液产生沉淀。
具体实施方式
26.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本
发明的限定。
27.在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实施例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的结构、材料或方法。
28.在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
29.具体实施例方式提供了一种用于气田水闪蒸气脱臭的三嗪配方溶剂，按质量百分含量计算，组成为：
30.1,3,5－三(2－羟乙基)-六氢均三嗪，40％～55％；
31.二氧化四氢噻吩，8％～12％；
32.哌嗪，6％～10％；
33.阻垢剂，6％～8％；
34.消泡剂，0.1％～0.2％；
35.2-氨基-2-甲基-1丙醇，6％～10％；
36.余量为水。
37.上述三嗪配方溶剂中各组分质量百分数优选：
38.1,3,5－三(2－羟乙基)-六氢均三嗪，45％～50％；
39.二氧化四氢噻吩，10％～11％；
40.哌嗪，7％～8％；
41.阻垢剂，6％～7％；
42.消泡剂，0.10％～0.15％；
43.2-氨基-2-甲基-1丙醇，7％～8％；
44.余量为水。
45.以哌嗪和二氧化四氢噻吩的组合作为增效剂；阻垢剂优选采用磷酸氢二钠和磷酸的组合，且磷酸氢二钠占配方溶液的质量百分数为5％，磷酸占配方溶液的质量百分数为1％；消泡剂优选采用消泡剂ks-604；ph稳定剂优选采用2-氨基-2-甲基-1丙醇。
46.气田水闪蒸气中硫化氢含量小于200g/m3、二氧化碳含量小于400g/m3、甲硫醇含量小于 15mg/m3，潜硫量为10kg/d。
47.脱硫方法：设置吸收柱dn15
×
400，两层玻璃砂芯滤板，填料高度300mm，配方溶剂 20ml，处理量4l/h，常温常压下进行6h静态吸收试验，每组实验均取二十组数据算出平均值。
48.具体实施方式如下所示。
49.实施例1
50.本实施例中的三嗪配方溶剂，按质量百分含量计算组成为：
51.1,3,5－三(2－羟乙基)-六氢均三嗪，40％；
52.二氧化四氢噻吩，11％；
53.哌嗪，10％；
54.阻垢剂，8％；
55.消泡剂，0.15％；
56.2-氨基-2-甲基-1丙醇，8％；
57.水，余量。
58.上述三嗪配方溶剂吸收h2s和甲硫醇后所得净化气中h2s含量为1.15mg/m3，甲硫醇含量为0.85mg/m3，硫容达95.54g/l；吸收过程溶液清澈，在接近饱和的过程中逐步变成灰白色悬浊液，静置后溶液变黄，逐渐恢复澄清透明。
59.实施例2
60.本实施例中的三嗪配方溶剂，按质量百分含量计算组成为：
61.1,3,5－三(2－羟乙基)-六氢均三嗪，50％；
62.二氧化四氢噻吩，10％；
63.哌嗪，8％；
64.阻垢剂，6％；
65.消泡剂，0.10％；
66.2-氨基-2-甲基-1丙醇，8％；
67.水，余量。
68.上述三嗪配方溶剂吸收h2s和甲硫醇后所得净化气中h2s含量为0.21mg/m3，甲硫醇含量为1.21mg/m3，硫容达128.98g/l，吸收过程溶液清澈，未产生沉淀。
69.实施例3
70.本实施例中的三嗪配方溶剂，按质量百分含量计算组成为：
71.1,3,5－三(2－羟乙基)-六氢均三嗪，55％；
72.二氧化四氢噻吩，9％；
73.哌嗪，6％；
74.阻垢剂，6％；
75.消泡剂，0.10％；
76.2-氨基-2-甲基-1丙醇，6％；
77.水，余量。
78.上述三嗪配方溶剂吸收h2s和甲硫醇后所得净化气中h2s含量为0.97mg/m3，甲硫醇含量为1.23mg/m3，硫容达103.12g/l，吸收过程溶液清澈，未产生沉淀。
79.实施例4
80.本实施例中的三嗪配方溶剂，按质量百分含量计算组成为：
81.1,3,5－三(2－羟乙基)-六氢均三嗪，45％；
82.二氧化四氢噻吩，11％；
83.哌嗪，7％；
84.阻垢剂，6％；
85.消泡剂，0.10％；
86.2-氨基-2-甲基-1丙醇，9％；
87.水，余量。
88.上述三嗪配方溶剂吸收h2s和甲硫醇后所得净化气中h2s含量为0.83mg/m3，甲硫醇含量为0.96mg/m3，硫容达118.23g/l，吸收过程溶液清澈，未产生沉淀。
89.实施例5
90.本实施例中的三嗪配方溶剂，按质量百分含量计算组成为：
91.1,3,5－三(2－羟乙基)-六氢均三嗪，50％；
92.二氧化四氢噻吩，9％；
93.哌嗪，8％；
94.阻垢剂，7％；
95.消泡剂，0.15％；
96.2-氨基-2-甲基-1丙醇，8％；
97.水，余量。
98.上述三嗪配方溶剂吸收h2s和甲硫醇后所得净化气中h2s含量为0.95mg/m3，甲硫醇含量为1.28mg/m3，硫容达120.71g/l，吸收过程溶液清澈，未产生沉淀。
99.对比例1
100.本对比案例中的三嗪配方溶剂，按质量百分含量计算组成为：
101.1,3,5－三(2－羟乙基)-六氢均三嗪，50％；
102.阻垢剂，6％；
103.消泡剂，0.10％；
104.2-氨基-2-甲基-1丙醇，8％；
105.水，余量。
106.上述三嗪配方溶剂吸收h2s和甲硫醇后所得净化气中h2s含量为1.05mg/m3，甲硫醇含量为11.24mg/m3，硫容达73.87g/l，溶液吸收过程平稳，吸收过程中全程无沉淀。在不加入增效剂的情况下，溶液硫容表现不佳，有机硫基本不吸收。
107.对比例2
108.本对比案例中的三嗪配方溶剂，按质量百分含量计算组成为：
109.1,3,5－三(2－羟乙基)-六氢均三嗪，50％；
110.二氧化四氢噻吩，18％；
111.阻垢剂，6％；
112.消泡剂，0.10％；
113.2-氨基-2-甲基-1丙醇，8％；
114.水，余量。
115.上述三嗪配方溶剂吸收h2s和甲硫醇后所得净化气中h2s含量为1.32mg/m3，甲硫醇含量为6.12mg/m3，硫容可达100.54g/l，溶液吸收过程平稳，吸收过程中全程无沉淀。仅加入二氧化四氢噻吩一种增效剂时，硫容有所提升，有机硫的净化效果仍未达到标准。
116.对比例3
117.本对比案例中的三嗪配方溶剂，按质量百分含量计算组成为：
118.1,3,5－三(2－羟乙基)-六氢均三嗪，50％；
119.哌嗪，18％；
120.阻垢剂，6％；
121.消泡剂，0.10％；
122.2-氨基-2-甲基-1丙醇，8％；
123.水，余量。
124.上述三嗪配方溶液吸收h2s和甲硫醇后所得净化气中h2s含量为1.21mg/m3，甲硫醇含量为3.27mg/m3，硫容可达82.45g/l，溶液吸收过程中产生大量气泡，吸收过程中全程无沉淀。仅加入哌嗪一种增效剂时，硫容提升不明显，有机硫的净化效果仍未达到标准。
125.对比例4
126.本对比案例中的三嗪配方溶剂，按质量百分含量计算组成为：
127.1,3,5－三(2－羟乙基)-六氢均三嗪，35％；
128.二氧化四氢噻吩，10％；
129.哌嗪，8％；
130.阻垢剂，6％；
131.消泡剂，0.10％；
132.2-氨基-2-甲基-1丙醇，8％；
133.水，余量。
134.上述三嗪配方溶液吸收h2s和甲硫醇后所得净化气中h2s含量为4.54mg/m3，甲硫醇含量为2.13mg/m3，硫容可达65.23g/l，溶液吸收平稳，但吸收后半段出现少量沉淀。硫化氢脱除率和硫容也差强人意。
135.对比例5
136.本对比案例中的三嗪配方溶剂，按质量百分含量计算组成为：
137.1,3,5－三(2－羟乙基)-六氢均三嗪，60％；
138.二氧化四氢噻吩，10％；
139.哌嗪，8％；
140.阻垢剂，6％；
141.消泡剂，0.10％；
142.2-氨基-2-甲基-1丙醇，8％；
143.水，余量。
144.上述三嗪配方溶液吸收h2s和甲硫醇后所得净化气中h2s含量为1.88mg/m3，甲硫醇含量为1.51mg/m3，硫容可达98.85g/l，溶液吸收平稳，吸收过程中全程无沉淀。硫容相较于1,3,5－三(2－羟乙基)-六氢均三嗪含量50％要低一截，经济性更差。
145.表1脱硫效果检测结果
[0146][0147]
综上，当1,3,5－三(2－羟乙基)-六氢均三嗪浓度低于40％时，溶液容易产生沉淀，当1,3,5 －三(2－羟乙基)-六氢均三嗪浓度高于55％时，硫容开始大幅度降低；加入增效剂后气田水闪蒸气中有机硫浓度得以控制，并有效提高了硫容；但是溶液仍然会产生少量沉淀，再加入适量阻垢剂和ph稳定剂后硫容大幅度提高，并且溶液全程无沉淀。
[0148]
利用本发明的方法，在1,3,5－三(2－羟乙基)-六氢均三嗪脱硫溶液中加入由二氧化四氢噻吩、哌嗪、阻垢剂、消泡剂、2-氨基-2-甲基-1丙醇组成的复合添加剂，不仅增加了硫脱除率，所得的三嗪脱硫溶液吸收气体中的h2s脱除率在99.9％以上，甲硫醇脱除率90％以上，并且解决了三嗪溶液产生沉淀，增加了三嗪溶液的适用性。该配方用于常规的气田水闪蒸气均具有良好的适配性，但由于该配方溶剂是不可再生溶剂，用于潜硫量小于10kg/d的气田水闪蒸气时更加经济环保。
[0149]
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种脱臭用三嗪配方溶剂，其特征在于，包括以下组分：1,3,5－三(2－羟乙基)-六氢均三嗪和增效剂；所述增效剂包括二氧化四氢噻吩和哌嗪。2.根据权利要求1所述的一种脱臭用三嗪配方溶剂，其特征在于，所述二氧化四氢噻吩占配方溶液的质量百分数为8％～12％；所述哌嗪占配方溶液的质量百分数为6％～10％。3.根据权利要求2所述的一种脱臭用三嗪配方溶剂，其特征在于，所述二氧化四氢噻吩占所述配方溶液的质量百分数为10％，所述哌嗪占所述配方溶液的质量百分数为8％。4.根据权利要求1所述的一种脱臭用三嗪配方溶剂，其特征在于，所述1,3,5－三(2－羟乙基)-六氢均三嗪占配方溶液的质量百分数40％～55％。5.根据权利要求4所述的一种脱臭用三嗪配方溶剂，其特征在于，所述1,3,5－三(2－羟乙基)-六氢均三嗪占配方溶液的质量百分数50％。6.根据权利要求1至5任一项所述的一种脱臭用三嗪配方溶剂，其特征在于，还包括阻垢剂、消泡剂和ph稳定剂。7.根据权利要求6所述的一种脱臭用三嗪配方溶剂，其特征在于，按质量百分含量计，包括以下组分：1,3,5－三(2－羟乙基)-六氢均三嗪，40％～55％；二氧化四氢噻吩，8％～12％；哌嗪，6％～10％；阻垢剂，6％～8％；消泡剂，0.1％～0.2％；ph稳定剂，6％～10％；余量为水。8.一种脱臭用三嗪配方溶剂的应用，其特征在于，用于气田水闪蒸气脱硫；所述一种脱臭用三嗪配方溶剂为权利要求1至7任一项所述的一种脱臭用三嗪配方溶剂。9.根据权利要求8所述的一种脱臭用三嗪配方溶剂的应用，其特征在于，所述气田水闪蒸气中硫化氢含量小于250g/m3、二氧化碳含量小于500g/m3、甲硫醇含量小于30mg/m3，潜硫量小于10kg/d。10.根据权利要求9所述的一种脱臭用三嗪配方溶剂的应用，其特征在于，所述气田水闪蒸气中硫化氢含量为140g/m
3-220g/m3、二氧化碳含量350g/m
3-450g/m3、甲硫醇含量10mg/m
3-20mg/m3，潜硫量为5kg/d-10kg/d。

技术总结
本发明公开了一种脱臭用三嗪配方溶剂及其应用，三嗪配方溶剂包括以下组分：1,3,5－三(2－羟乙基)-六氢均三嗪和增效剂；所述增效剂包括二氧化四氢噻吩和哌嗪。本发明设计三嗪类化合物选用1,3,5－三(2－羟乙基)-六氢均三嗪，采用二氧化四氢噻吩和哌嗪组合作为增效剂使用，利于大幅提高三嗪配方溶剂整体脱硫效果，提高硫容、以及对硫化氢和甲硫醇的脱除效率。本发明适用于气田水闪蒸气脱硫。本发明适用于气田水闪蒸气脱硫。


技术研发人员：杜时宇 何金龙 杨超越 李小云
受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司
技术研发日：2022.03.09
技术公布日：2023/9/20