CC BY
638
УДК 665.7.03
А. Ф. Ахметов (член.-корр. АН РБ, д.т.н., проф., зав.каф.), Е. А. Сафин (асп.)
Высокоэффективные поглотители сероводорода и низших меркаптанов
Уфимский государственный нефтяной технический университет, кафедра технологии нефти и газа 450062, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1; тел. (347) 2431535, e-mail: [email protected]
A. F. Akhmetov, E. A. Safin
High effective absorbers of hydrogen sulphide and the lowest mercaptans
Ufa State Petroleum Technological University 1, Kosmonavtov st., 450062, Ufa, Russia; ph. (347) 2431535, e-mail: [email protected]
Обсуждается проблема удаления сероводорода и меркаптанов из нефти и газа, а также приведены новые способы поглощения сероводорода с помощью различных поглотителей. Исследовано их влияние на сероводородпоглощающую активность, а также приведены примеры их взаимодействия на основе структурных формул и схем. Изучены различные свойства поглотителей при разных концентрациях, температурах, соотношениях и продолжительности реакции. Показаны результаты испытаний полученных образцов.
Ключевые слова: поглотители; сероводород; реакция; химические соединения.
The problem of removal of hydrogen sulphide and mercaptans from oil and gas is discussed, and also new ways of absorption of hydrogen sulphide by means of various absorbers are resulted. Influence of the absorbers on hydrogen sulphide absporbtion is investigated, and also examples of their interaction on the basis of structural formulas and schemes have been resulted. Various properties of absorbers at different concentration, temperatures, parities and reaction time are studied. Results of tests of the received samples are shown.
Key words: hydrogen sulphide; reaction; absorbers; chemical compounds.
Химическое удаление сероводорода и низкомолекулярных меркаптанов из потоков нефти и газа является актуальной задачей. В недавнем прошлом она решалась с использованием альдегидов, хлорита натрия, аминов и др.
Целью настоящей работы являлось исследование сероводородпоглощающей активности полученных нами образцов и изучение их эффективности на примере с уже применяемым СНПХ-1200.
Композиции для нейтрализации H2S на основе аминов или с их содержанием представлены реагентами серии БН, Урал-3М, Ви-кор-1, ПАК, Сонцид-8101, Калан, Дарсан-Н, СНПХ-1050, Десульфон-СНПХ-1100, СНПХ-1517, СНПХ-1200, SC 6408 Компании Exxon Chemical Ltd 1-4. Их промышленное использование должно предполагать постоянную дозировку в поток скважинной продукции.
Более высокой сероводородпоглощающей активностью обладают продукты метилирования аминоспиртов формальдегидом, использу-
емые для очистки нефти. Их расход составляет 4—14 г/(1 г И28). Данная реакция метилирования протекает в водном или водно-спиртовом растворе при мольном соотношении моно-этаноламин:формальдегид 1:(1 —4) с использованием 0.05—1.0 % мас. гидроксида щелочного металла. Такие реагенты производятся под торговой маркой БН 3:
БН-1: ИОСИ2СИ2МИ-СИ2ОИ
БН-2 HOCH2CH2N O
O
БН-3 HOCH2CH2N
O
Дата поступления 12.11.12
При проведении реакции формальдегида с моноэтаноламином в соотношении 2:1 и при температуре 40 оС, продолжительности 20—24 ч в качестве основного продукта образуется 2-(1,3-оксацетан-3-ил)-1-этанол (БН-2) 3.
Таблица
Результаты испытаний разработанных реагентов
Исходная Конечная Время Темпе- Эффективность Соотношение
№ образца концентра- концентра- нейтра- ратура, (H2Sисх— H2SJ: реагентЬ^Б
ция H2S, мг/л ция Ь^Б, мг/л лизации оС H2Sисх. -100, % мас. доли
200 8.2 4 20 95.9 2 1
198 10.1 4 20 94.9 3 :1
Образец №1 198 8 0 4 20 96 0 4 1
383 4.3 4 20 98.9 2 1
368 3.5 4 20 99.0 3 :1
391 4.4 4 20 98.9 3 1
Образец 111 0 4 20 100 2 1
93 0 4 20 100 3 1
№2 147 0 4 20 100 4 1
50 0 4 20 100 1 1
Образец 137 1 4 40 99 2 :1
45 0 4 20 100 3 1
149 0 4 40 100 4 :1
163 3 4 20 98 2 1
Реагент 86 2.6 4 20 97 2 1
сравнения 392 9.1 4 20 97.7 3 1
СНХП-1200 260 2.1 4 20 99.2 4 1
Реакция формальдегида с моноэтанолами-ном в соотношении 3:1 приводит в основном к образованию 2-(1,3,5-диоксицинан-5-ил)-1-этанолу (БН-3) 3.
Известно, что по реакции Юрьева одна молекула вышеуказанных реагентов взаимодействует с двумя молекулами сероводорода:
-о.
HOCH2CH
с
Ч + 2H2S-
2 - H2
CH2S
hoch2ch2n
СЫ28
Но особый интерес представляют гексо-гидротриазины — химические соединения, вступающие в необратимую реакцию с сероводородом и меркаптанами:
и1 I
N
Г "I
N
где
R1 = R2 = R3 = CH2CH2OH
Образующиеся сульфидированные соединения обладают биоцидными свойствами, подавляют рост сульфатвосстанавливающих бактерий, проявляют хорошие пассивирующие и противоизносные свойства, необходимые для трансмиссионных масел.
Экспериментальная часть
Гексагидротриазин был получен в результате взаимодействия моноэтаноламина и пара-
формальдегида в водно-спиртовом растворе в следующих соотношениях: образец №1 имеет мольное соотношение 1:2, образец №2 — 1:2.5 и образец №3 — 1:3. Получение образцов проводилось при температуре 40 оС и продолжительности 12 ч. Синтез проходил с использованием термостата, стеклянной колбы и механической мешалки.
После этого образцы были растворены в нефти с уже известной концентрацией И2Б. В дальнейшем каждый раствор находился в течение 4 ч при постоянном перемешивании и заданной температуре. Конечная концентрация И2Б в образцах была определена по ГОСТ 50802-95 на газовом хроматографе «Цвет-500М» пламенно-фотометрическим методом анализа.
Результаты испытания полученных образцов которых представлены в табл. Разработанные нами поглотители сероводорода обладают высокой поглощающей способностью, сравнимой со свойствами эффективного реагента СНХП-1200.
Литература
1. Мухаметшин М. М., Рогачев М. К. Повышение эффективности эксплуатации нефтепромысловых систем на месторождениях сероводородсодер-жащих нефтей.- Уфа: УГНТУ, 2001.- 127 с.
2. Потапов А. Г., Ананьев А. Н., Заручаев Г. Н. и др. // ОН. Сер. «Бурение».- М.: ВНИИО-ЭНГ, 1987.- Вып. 16 (135).- 53 с.
3. Гафиатуллин Р. Р., Алеев Р. С., Дальнова Ю. С. Андрианов В. М. // Нефтяное хоз-во.- 2000.— №1.- С.61.
Шайдуллин Ф. ва Г. Ш. и др. №3.- C.108.
Д., Денисламов И. Д., Ислано-// Нефтяное хоз-во.- 2005.—
O
4
