一种三嗪脱硫剂及其制备方法和应用 |
|||||||
申请号 | CN202410163329.3 | 申请日 | 2024-02-05 | 公开(公告)号 | CN117701295B | 公开(公告)日 | 2024-04-09 |
申请人 | 山东海嘉石油化工有限公司; | 发明人 | 李继峰; 刘晓东; 李欣海; 谭秋蓉; | ||||
摘要 | 本 发明 涉及 冶金 辅料技术领域,具体涉及一种三嗪 脱硫 剂及其制备方法和应用,所述三嗪脱硫剂由以下 质量 份原料制备得到:三嗪环主体80‑100份、过 氧 乙酸10‑12份、添加剂2‑6份、非离子 表面活性剂 1‑3份、助剂1‑2份;本发明通过在三嗪环主体上引入多烷氧基,再将三嗪环主体、添加剂和 过氧乙酸 复配,多烷氧基可以增加三嗪环和 原油 的相容性,使其与原油中的含硫物质充分 接触 ,且三嗪环主体和添加剂可以除去 硫化氢 ,过氧乙酸则可以进一步提高 铁 盐和三嗪环主体的脱硫率,同时过氧乙酸还可以氧化原油中的苯并噻吩,使之转变成易脱除的小分子,使原油中的硫含量降低,因此,本发明制备的三嗪脱硫剂可以应用于原油开采过程中的脱硫。 | ||||||
权利要求 | 1.一种三嗪脱硫剂,其特征在于,所述三嗪脱硫剂由以下质量份原料制备得到:三嗪环主体80‑100份、过氧乙酸10‑12份、添加剂2‑6份、非离子表面活性剂1‑3份、助剂1‑2份; |
||||||
说明书全文 | 一种三嗪脱硫剂及其制备方法和应用技术领域背景技术[0002] 随着经济的发展,能源需求持续增长,原油开采呈现高含疏趋势,同时原油进口依存度已达约60%,这些原油多为中高硫原油,硫化物含量较高,硫化物具有恶臭、剧毒和强腐蚀性的特点,其存在于原油中,给油田生产和油气集输都带来严重的安全问题。近年来,化学脱硫剂因具有添加量小、操作方便的优势而得到广泛应用。 [0003] 专利技术文献CN116003337A公开了一种原油用三嗪脱硫剂、制备方法及其应用,通过将脂肪胺、催化剂和溶剂加入反应釜中,随后加入醛类化合物,制得脱硫剂半成品,再将所述脱硫剂半成品与非离子表面活性剂复配,得到三嗪脱硫剂。该发明提供的原油用三嗪脱硫剂应用于原油开采中,可有效去除原油开采中的硫化氢。 [0004] 专利技术文献CN116162068B公开了一种三嗪脱硫剂及其制备方法,该发明制得的三嗪脱硫剂中苯环含量较高,可以通过π‑π堆积与原油中的芳烃互溶,促进了与含硫物质的充分接触,提高了脱硫效果。 [0005] 上述方案中制得的三嗪脱硫剂在对原油中的硫化氢进行脱除时,由于三嗪环上的第一个氮在参与反应之后,使得三嗪环上的第二个氮和第三个氮很难参与反应,因此上述中的三嗪脱硫剂的脱硫率有待进一步提高。 [0006] 因此,针对上述中的相关技术,亟需研发一种三嗪脱硫剂及其制备方法和应用。 发明内容[0007] 有鉴于此,本发明的目的在于提出一种三嗪脱硫剂及其制备方法和应用,以解决现有技术中三嗪脱硫剂的脱硫率低的问题。 [0008] 基于上述目的,本发明提供了一种三嗪脱硫剂及其制备方法和应用。 [0010] 所述三嗪环主体包括以下步骤制得: [0012] 优选的,所述3‑甲氧基‑2,2‑二(甲氧基甲基)‑1‑丙胺、乙醇和甲醛水溶液的用量比为1‑1.2mol:10‑18mL:10‑12mL。 [0013] 优选的,所述甲醛水溶液的浓度为35%‑37%。 [0015] 优选的,所述非离子表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚NP‑5、壬基酚聚氧乙烯醚NP‑7、壬基酚聚氧乙烯醚NP‑10和壬基酚聚氧乙烯醚‑15中的任意一种。 [0016] 优选的,所述助剂为三乙胺、二乙胺和氢氧化钠中的任意一种。 [0017] 一种三嗪脱硫剂的制备方法,包括以下步骤: [0018] 将三嗪环主体、过氧乙酸、添加剂、非离子表面活性剂和助剂混合,于40‑50℃搅拌20‑30min进行复配,得到三嗪脱硫剂。 [0019] 一种三嗪脱硫剂的应用,所述三嗪脱硫剂用于原油开采脱硫过程。 [0020] 本发明的有益效果: [0021] 本发明提供了一种三嗪脱硫剂及其制备方法和应用,通过将三嗪环主体、添加剂和过氧乙酸复配,三嗪环主体和作为添加剂的铁盐可以除去体系中的硫化氢,而过氧乙酸则可以进一步提高铁盐和三嗪环主体的脱硫率,同时过氧乙酸还可以用于氧化原油中不易脱除的有机硫苯并噻吩类,使苯并噻吩可以转变成易被除去的亚砜和砜,可以大幅提高脱硫率,使得原油中的硫含量降低。 [0022] 本发明提供了一种三嗪脱硫剂及其制备方法和应用,通过在三嗪环主体上引入多烷氧基,多烷氧基可以用于增加三嗪环和原油的相容性,使得三嗪环和原油中的含硫物质充分接触,进一步提高脱硫率,另外多烷氧基的引入还可提高三嗪脱硫剂的反应温度,使得制备得到的三嗪脱硫剂具有更大的温度适用范围。 [0023] 本发明提供了一种三嗪脱硫剂及其制备方法和应用,通过向体系中加入非离子表面活性剂和助剂进行共混复配,非离子表面活性剂和助剂可以降低体系的表面张力,进一步地增大三嗪脱硫剂和原油的相容性,使三嗪脱硫剂在原油中可以实现均相脱硫,脱硫率得到进一步提高。 具体实施方式[0024] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,对本发明进一步详细说明。 [0025] 实施例1:一种三嗪脱硫剂的制备方法,包括以下步骤: [0026] S1.将10mol3‑甲氧基‑2,2‑二(甲氧基甲基)‑1‑丙胺和100mL乙醇混合,然后向其中滴加100mL浓度为35%的甲醛水溶液,于0℃下反应1.2h后提纯得到三嗪环主体; [0027] S2.将80g三嗪环主体、10g过氧乙酸、2g氯化铁、1g壬基酚聚氧乙烯醚NP‑5和1g三乙胺混合,于40℃搅拌20min进行复配,得到三嗪脱硫剂。 [0028] 实施例2:一种三嗪脱硫剂的制备方法,包括以下步骤: [0029] S1.将10.7mol3‑甲氧基‑2,2‑二(甲氧基甲基)‑1‑丙胺和130mL乙醇混合,然后向其中滴加107mL浓度为35.6%的甲醛水溶液,于3℃下反应1.4h后提纯得到三嗪环主体; [0030] S2.将86g三嗪环主体、10.6份过氧乙酸、3.3g硫酸铁、1.7g壬基酚聚氧乙烯醚NP‑7和1.3g二乙胺混合,于43℃搅拌23min进行复配,得到三嗪脱硫剂。 [0031] 实施例3:一种三嗪脱硫剂的制备方法,包括以下步骤: [0032] S1.将11.4mol3‑甲氧基‑2,2‑二(甲氧基甲基)‑1‑丙胺和160mL乙醇混合,然后向其中滴加114mL浓度为36.2%的甲醛水溶液,于6℃下反应1.6h后提纯得到三嗪环主体; [0033] S2.将92g三嗪环主体、11.2份过氧乙酸、4.6g醋酸铁、2.4g壬基酚聚氧乙烯醚NP‑10和1.7g氢氧化钠混合,于47℃搅拌27min进行复配,得到三嗪脱硫剂。 [0034] 实施例4:一种三嗪脱硫剂的制备方法,包括以下步骤: [0035] S1.将12mol3‑甲氧基‑2,2‑二(甲氧基甲基)‑1‑丙胺和180mL乙醇混合,然后向其中滴加120mL浓度为37%的甲醛水溶液,于10℃下反应1.2‑1.4‑1.6‑1.8h后提纯得到三嗪环主体; [0036] S2.将100g三嗪环主体、12份过氧乙酸、6g醋酸铁、3g壬基酚聚氧乙烯醚NP‑15和2g氢氧化钠混合,于50℃搅拌30min进行复配,得到三嗪脱硫剂。 [0037] 对比例1: [0038] 本对比例与实施例1相比仅将“3‑甲氧基‑2,2‑二(甲氧基甲基)‑1‑丙胺”替换为“丙胺”,其余步骤和参数均相同,本对比例不再重复赘述,最终得到三嗪脱硫剂。 [0039] 对比例2: [0040] 本对比例与实施例1相比仅将“3‑甲氧基‑2,2‑二(甲氧基甲基)‑1‑丙胺”替换为“3‑甲氧基丙胺”,其余步骤和参数均相同,本对比例不再重复赘述,最终得到三嗪环脱硫剂。 [0041] 对比例3: [0042] 本对比例与实施例1相比未在三嗪环脱硫剂的制备过程中添加过氧乙酸,其余步骤和参数均相同,本对比例不再重复赘述,最终得到三嗪环脱硫剂。 [0043] 对比例4: [0044] 本对比例与实施例1相比将“3‑甲氧基‑2,2‑二(甲氧基甲基)‑1‑丙胺”替换为“丙胺”,并且未在三嗪脱硫剂的制备过程中添加过氧乙酸,其余步骤和参数均相同,本对比例不再重复赘述,最终得到三嗪环脱硫剂。 [0045] 性能测试 [0046] 力学性能: [0047] 除硫效率的测定: [0048] 参照GB/T11060.1‑2010标准,测定除硫效率:将10mL45%的硫化钠水溶液放置于小反应瓶中,然后将小反应瓶置于大反应瓶中,然后向大反应瓶中加入实施例1‑4和对比例1‑4中制备的三嗪脱硫剂,将实施例1‑4和对比例1‑4中制备的三嗪脱硫剂均取10mL放置于大反应瓶中,并用橡胶塞塞住大反应瓶瓶口,用恒压漏斗向小反应瓶中加入5mL稀盐酸水溶液,并将大反应瓶放置于55℃恒温水浴中,1.5h后用氮气吹出大反应瓶中的硫化氢,吹出的硫化氢用醋酸锌溶液吸收,然后用碘量法测定剩余的硫化氢的量,记为m1,向小反应瓶中注入过量氢氧化钠溶液中和残留硫化氢,以不注入脱硫剂的小反应瓶内硫化氢浓度作为空白对照重复实验,同样产生的硫化氢用醋酸锌吸收,用碘量法测定产生的硫化氢总量,记为m2。 [0049] 脱硫效率计算公式: [0050] 脱硫效率(%)=(m2‑m1)/m2×100% [0051] 参照《SY/T0541‑94原油凝点测定法》标准,测定实施例1‑4和对比例1‑4中制备的三嗪脱硫剂的凝固点; [0052] 参照《SY/T5273‑2000油田采出水用缓蚀剂性能评价方法》和《GB/T16545‑1996金属和合金的腐蚀‑腐蚀试体上腐蚀产物的清除》标准,对实施例1‑4和对比例1‑4中制备的三嗪脱硫剂的腐蚀速率进行测定,所用钢片为N80钢片,试片的腐蚀速率按下式计算: [0053] [0054] 其中Vi为单个试片的腐蚀速率g/m2·h、Δt为反应时间h、Δmi为试片腐蚀的质量2 损失g、Ai为试片的表面积mm; [0056] 测定反应1.5h后实施例1‑4和对比例1‑4中制备的三嗪脱硫剂对原油中苯并噻吩的转化率%,结果如下表1所示: [0057] 表1 [0058] [0059] 数据分析: [0060] 从表1可以看出,本发明制备的三嗪脱硫剂具有较高的脱硫效率、较低的腐蚀速率、较大的硫化氢吸附容量和较高的苯并噻吩转化率,这是由于三嗪环主体、添加剂和过氧乙酸复配,三嗪环主体和作为添加剂的铁盐可以除去体系中的硫化氢,而过氧乙酸可以和部分游离的铁盐进行络合,进一步提高铁盐的脱硫率,同时过氧乙酸还可以用于活化三嗪环主体上的氮原子,使得三嗪环主体上的氮原子更加容易和硫化氢发生亲核取代反应,从而提高脱硫率,除此之外,过氧乙酸还可以将原油中的苯并噻吩转化成易被除去的亚砜和砜; [0061] 由于三嗪环主体上引入了多烷氧基,多烷氧基的引入可以提高三嗪脱硫剂的反应温度,使得制备得到的三嗪脱硫剂具有更大的温度适用范围,另外还可以增加三嗪环和原油的相容性,加之复配非离子表面活性剂和助剂,非离子表面活性剂和助剂可以降低体系的表面张力,进一步增加三嗪环主体和原油中的含硫物质的相容性,使三嗪脱硫剂在原油中可以实现均相脱硫,脱硫率得到显著提高; [0062] 对比例1中由于未向三嗪环主体上引入多烷氧基侧链或引入的烷氧基较少,使得三嗪环脱硫剂与原油中含硫物质的相容性较差,脱硫率下降,而对比例3中未加入过氧乙酸,使得铁盐和三嗪环主体的脱硫率均较低,并且过氧乙酸的缺失使得体系中的苯并噻吩等成分难以被转化,而对比例4中由于既没有过氧乙酸,也未向三嗪环主体上引入多烷氧基,因此制得的三嗪脱硫剂各项性能均下降。 [0063] 所属领域的普通技术人员应当理解:以上任何实施例的讨论仅为示例性的,并非旨在暗示本发明的范围被限于这些例子;在本发明的思路下,以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合,步骤可以以任意顺序实现,并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化,为了简明它们没有在细节中提供。 |