уч. H2S 4H2O2 H2SO4 4H2O
 Скачать 0.53 Mb.
|
|
1.для нейтрализации сероводорода в нефти, продукции нефтяных скважин и в остаточных нефтепродуктах применяется 20–50 %-й водный раствор пероксида водорода, который берут из расчета не менее 20 мл (в расчете на 35 %-й раствор Н2О2) на 1 г нейтрализуемого сероводорода. H2S + 4H2O2 → H2SO4 + 4H2O Следует отметить, что основными недостатками этого нейтрализатора являются низкая реакционная способность, большой расход, пожаровзрывоопасность и высокая токсичность. Кроме того, пероксид водорода является малостабильным продуктом, самопроизвольно разлагающимся на кислород и воду при транспортировании и хранении. Вследствие этого его транспортирование и хранение осуществляются в специальных пассивированных алюминиевых цистернах при температуре не выше 30 °С и при работе с ним не допускается использование аппаратуры и трубопроводов из нелегированной и низколегированной стали и чугуна, т. к. они являются катализаторами разложения пероксида водорода. Эти недостатки, а также загрязнение сырья элементной серой, образующейся при нейтрализации, препятствуют широкому практическому применению водных растворов пероксида водорода в качестве нейтрализатора сероводорода. 2. Для нейтрализации сероводорода в нефти, газовом конденсате и нефтепродуктах может использоваться также другой реагент, представляющий собой продукт взаимодействия алкиленполиамина (преимущественно диэтилентриамина) с формалином в мольном соотношении полиамин : формальдегид от 1 : 1 до 1 : 14 (предпочтительно 1 : 1–3) [17]. В некоторых случаях применяется 40 %-й водный раствор гексаметилентетрамина (уротропина) [18]. Однако, как показала практика, эти нейтрализаторы обладают невысокой нейтрализующей способностью и не обеспечивают эффективную нейтрализацию сероводорода и меркаптанов. Кроме того, применение водного раствора уротропина требует проведения процесса очистки при повышенных значениях температуры (выше 80–100 °С) и высоком расходе нейтрализатора. Высокое содержание воды (≈ 60 %) в его составе и высокий расход на очистку приводят к увеличению содержания воды в обработанных продуктах выше уровня современных требований и к необходимости их дополнительного обезвоживания.    Согласно заявке №2003129715/15 известен реагент-нейтрализатор на основе солей дикарбоновых кислот (адипиновой, янтарной, глутаровой и т.д.), при подаче в систему подготовки нефти он нарушает процесс разделения эмульсии нефть/вода, за счет этого повышается содержание нефтепродуктов в воде выше нормы. Продукты реакции сероводорода с основными компонентами реагента образуют балласт, т.е. нерастворимую в нефти, выпадающую в осадок примесь, что нормируется по ГОСТ Р 51858-2002 (1, стр. 3, табл.3) до 0,05 мас.%. Например, натриевая соль адипиновой кислоты при реакции с сероводородом образует сульфид натрия и адипиновую кислоту  По материальному балансу реакции 1 ppm сероводорода при нейтрализации образует 6,64 ppm балласта. При использовании данного нейтрализатора в нефтегазодобывающем управлении с добычей нефти 10000 т в сутки и содержании сероводорода и легких меркаптанов 300 ppm (300 г/т) будет выпадать 20,0 т балласта в сутки, что составит 0,2% от общего веса нефти. Согласно заявке №2003116365/04 известные нейтрализаторы, состоящие в основе из растворов солей нитритов (например, NaNO2), при реакции с сероводородом образуют щелочь и элементарную серу:  1 ppm сероводорода образует 3,3 ppm веществ (щелочь и сера), являющихся для нефти балластом. Ввод в поток нефти реагентов-нейтрализаторов на различных стадиях обезвоживания нефти бесполезен из-за потерь реагента с отделяемой пластовой водой - все реагенты в силу своих свойств водорастворимые вещества и в отстойниках переходят в водную фазу - пластовую воду. Пластовая вода, отделяемая при обезвоживании нефти, через систему поддержания пластового давления возвращается (закачивается) обратно в пласт. Тем самым реагент, перешедший в водную фазу, теряется безвозвратно. Реакция гемиформаля с сероводородом аналогична реакции формальдегида с сероводородом (5, стр. 7); продуктом реакции являются вещества, остающиеся в нефти, фактически превращаясь в часть нефти:
На объектах, где невозможно применение технологии отдувки (отсутствие газа, который может использоваться в качестве агента для отдувки, системы газосбора или низкая пропускная способность), целесообразно использование технологий, предусматривающих применение химических методов: технологии нейтрализации сероводорода различными реагентами или технологии прямого окисления сероводорода в нефти кислородом воздуха в присутствии щелочных растворов с катализаторами. Выбор реагента для нейтрализации сероводорода определяется специфичными для промыслов условиями: - промысловые блоки и технологические аппараты являются рассредоточенными объектами, которые располагаются в районах с недостаточно развитой инфраструктурой и дорожной сетью, поэтому желательно иметь на месторождении малотоннажные автономные установки, состоящие из блока приготовления нейтрализатора и блока нейтрализации сероводорода; - промысловые блоки и технологические аппараты размещаются на открытых площадках в различных климатических зонах, что предъявляет особые требования к условиям поставки и хранения реагента; - продукты химической реакции нейтрализации должны утилизироваться непосредственно на месторождении, желательно с получением положительного эффекта в технологических процессах эксплуатации месторождения; - процесс нейтрализации должен быть экологически чистым и промышленно безопасным. Непосредственно к нейтрализаторам сероводорода и легких меркаптанов как к рабочим промысловым агентам предъявляются следующие требования: - реагент, приготавливаемый в промысловых условиях, должен обеспечивать поглощение сероводорода и легких меркаптанов в широком диапазоне pH, температуры и давления; - свойства нефти (конденсата), газа, промывочных жидкостей не должны ухудшаться при избытке реагента; - реакция нейтрализации должна быть полной, быстрой и прогнозируемой, продукты реакции должны быть инертными к очищаемой продукции; - реагент и продукты его реакции не должны вызывать коррозию нефтепромыслового оборудования; - реагент должен быть доступен и экологически безопасен; - класс опасности реагента должен быть не ниже третьего. На рис. 2.10 представлена технологическая схема нейтрализации сероводорода в нефти химическими реагентами. Из автоцистерн реагент сливается в подземную емкость 1 (25 м3), из которой погружным насосом 2 закачивается в наземную емкость для хранения реагента 3 (50 м3). Из емкости 3 реагент поступает в блок насосов-дозаторов 4, оснащенный фильтрами 5 и воздушным колоколом 6 для гашения пульсаций. Насос-дозатор подает реагент в трубопровод товарной нефти после сепарации в аппарате 7 либо на распыляющие форсунки перед входом в смеситель 8, либо на прием технологического насоса в зависимости от конкретной технологии и схемы обвязки оборудования, принятых на объекте подготовки нефти. При смешении реагента с товарной нефтью реагент взаимодействует с сероводородом, находящимся в нефти, далее смесь поступает в буферные емкости 9, из которых очищенная от сероводорода нефть направляется на узел учета.  Рисунок 2.10 - Технологическая схема нейтрализации сероводорода в нефти химическими реагентами: 1 - емкость для приема реагентов 25 м; 2 - погружной насос; 3 - емкость для хранения реагентов 50 м; 4 - блок насосов дозаторов; 5 - фильтры; 6 - воздушный колокол для гашения пульсаций; 7 - сепаратор нефти; 8 - смеситель; 9 - буферная емкость Организация технологического процесса очистки нефти от сероводорода при помощи химических реагентов заключается в выборе типа оптимального расхода и места подачи реагента в технологической цепочке подготовки нефти, способа и технических средств его дозирования. Количество реагента, необходимое для очистки нефти от сероводорода до требуемого уровня, зависит от исходной концентрации сероводорода в нефти и оценивается расходным коэффициентом (расход реагента в граммах на 1 г I-bS в нефти). На практике удобнее пользоваться понятием «удельный расход реагента» (или норма дозировки) - количество подаваемого реагента в расчете на 1 т нефти. На рис. 2.11 показана зависимость удельного расхода реагента от массовой доли сероводорода в нефти.  Рисунок 2.1 1 - Зависимость удельного расхода реагента от массовой доли сероводорода в нефти Промысловые испытания технологии нейтрализации сероводорода нефти химическими реагентами на объектах ОАО «Та-танефть» показали, что ее использование ограничено возможным негативным влиянием реагентов на показатели качества то Варной нефти (содержание воды, хлористых солей, механических примесей). Испытания наиболее эффективных реагентов на аминоформальдегидных смесях типа НСМ и СНПХ выявили в первую очередь их заметное влияние на результаты анализа хлористых солей, хотя реагенты не содержат существенного количества хлоридов, в связи, с чем правомерно говорить о «кажущейся» концентрации хлористых солей. При использовании реагентов таких типов установлено некоторое повышение количества водной фазы в нефти. Это объясняется следующим. Данные реагенты, как и большинство других, являются водными растворами. Кроме того, одним из продуктов протекающих с сероводородом реакций также является вода, поэтому при использовании данных реагентов в нефть поступает дополнительное количество воды. Промысловые испытания технологии с использованием реагентов на основе аминоформальдегидной смеси показали, что при исходной массовой доле сероводорода в нефти не более 230 ppm и дозирование реагентов в количестве до 2 кг/т возможно снижение массовой доли сероводорода до требуемого уровня без большого негативного влияния на показатели качества нефти. Однако при исходной массовой доле сероводорода более 250-300 ppm и для получения остаточной массовой доли сероводорода в нефти менее 20 ppm требуется расход реагентов 3-4 кг/т, что уже заметно ухудшает качество нефти: в ней значительно повышается содержание водной фазы, и продукты реакции отрицательно влияют на определение хлористых солей, показывая фиктивное повышение их концентрации в нефти. Из применяемых в настоящее время реагентов при комплексной оценке всех факторов наиболее приемлемы композиции на основе формальдегида с аминами. | ||||||||||||||||||
