三嗪類脫硫劑的室內合成及性能研究

胡廷，張國欣，張浩，李軍，程艷

（中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術分公司，天津　300452）

化學工程

三嗪類脫硫劑的室內合成及性能研究

胡廷，張國欣，張浩，李軍，程艷

（中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術分公司，天津300452）

以甲基乙醇胺、甲醛為原料，采用縮合法合成三嗪類液體脫硫劑。考察了不同合成時間、反應溫度、胺醛配比所制備的產(chǎn)品的性能。結果表明，以甲基乙醇胺和甲醛摩爾比為1.1：1，反應溫度60℃，反應時間3 h，所制備的脫硫劑產(chǎn)品效果最佳。其脫硫效果明顯優(yōu)于常規(guī)的醇胺類脫硫劑產(chǎn)品，具有良好的應用開發(fā)前景。

海上平臺；縮合反應；三嗪脫硫劑；脫硫性能

我國天然氣中普遍含有H2S，硫化氫是具有很強毒性和刺激性的氣體，不僅會對工作人員造成危險，對管道和相關設備產(chǎn)生嚴重腐蝕，而且會導致后續(xù)原油處理裝置中的催化劑中毒。因此，原油貯運之前必須將其中的H2S脫除至安全濃度以下［1］。

而針對海上平臺開采作業(yè)，空間和投資會有較嚴格的限制，采用在輸送管線上直接注入液體脫硫劑的方法脫硫，已得到業(yè)界廣泛認可［2］。

三嗪脫硫劑是一種新興的液體脫硫劑，相對于常規(guī)的醇胺類脫硫劑，其具有同H2S反應速度快，選擇性好等優(yōu)勢，同時具有低毒、可生物降解的特點，在眾多脫硫劑中占有不可替代的地位。

本文主要從渤海油田硫化氫治理工作的實際情況出發(fā)，對縮合法合成三嗪類液體脫硫劑產(chǎn)品進行了室內的性能評價，考察了不同的反應時間、合成溫度、胺醛配比等工藝條件對產(chǎn)品脫硫性能的影響。

1　實驗部分

1.1實驗條件

儀器：上海申順生物科技儀器有限公司生產(chǎn)的RAT型玻璃反應釜；大連特安技術有限公司生產(chǎn)的HW-100T恒溫水浴。

原料：甲基乙醇胺，甲醛溶液，乙醇均為化學純。

1.2制備方法

采用胺醛縮合法來制備三嗪脫硫劑，其合成通式（見圖1）。

取定量的甲基乙醇胺和乙醇加入500 mL帶攪拌裝置和恒溫水浴裝置的四口燒瓶中，控制攪拌速率為200 r/min。稱取定量的甲醛溶液，置于恒壓分液漏斗中，緩慢滴加進燒瓶中，水浴，控制反應溫度，滴加完畢后反應1 h后即可出料。

1.3脫硫劑的評價

渤海某海上平臺采取將含硫化氫的天然氣通入脫硫劑溶液中達到脫硫的目的，因此在室內也采用模擬現(xiàn)場的狀況進行脫硫劑的性能評價。室內實驗設備及流程（見圖2）。

將1 020 mg/m3的H2S標準氣以30 mL/min的速率鼓入定量的脫硫劑中，隨著時間的變化，部分H2S無法迅速反應吸收，從反應管逸出至硝酸銀指示劑溶液檢測管。將開始鼓入H2S標準氣至指示劑溶液出現(xiàn)沉淀的時間記錄為穿透時間T。其中時間T越長，則證明脫硫劑對H2S氣體的吸收越好，脫硫效果越強。

2　結果與討論

控制反應溫度為60℃，按照不同的胺醛摩爾比和反應溫度合成出不同的三嗪類脫硫劑產(chǎn)品，對室內合成的脫硫劑進行性能評價實驗，其結果（見表1）。

表1　脫硫劑室內篩選數(shù)據(jù)

從上述評價數(shù)據(jù)可以看出，在固定溫度為60℃時，胺醛摩爾比1.1：1，反應時間3 h所得產(chǎn)品脫硫效果最好，延長反應時間，對產(chǎn)品性能提升不明顯。

控制產(chǎn)品胺醛摩爾比1.1：1，反應時間3 h，考察不同反應溫度對產(chǎn)品性能的影響。對室內合成的脫硫劑進行性能評價實驗，其結果（見表2）。

圖1　胺醛縮合生產(chǎn)三嗪的通式［3］

圖2　脫硫劑性能測試示意圖

表2　脫硫劑室內篩選數(shù)據(jù)

表3　脫硫劑性能評價數(shù)據(jù)

按照上述評價方法，對室內合成的三嗪類脫硫劑同市面上常規(guī)的醇胺類、醛類、國產(chǎn)三嗪脫硫劑和進口三嗪脫硫劑進行了對比篩選實驗，其結果（見表3）。

3　結論

以甲基乙醇胺和甲醛為原料制備三嗪類脫硫劑，其中胺醛摩爾比為1.1：1，反應溫度60℃，反應時間3 h，所制備的脫硫劑產(chǎn)品效果最佳。其脫硫效果明顯優(yōu)于常規(guī)的醇胺類脫硫劑產(chǎn)品，具有良好的應用開發(fā)前景。

［1］徐天鳳.原油中H2S的檢測技術及脫硫劑的研發(fā)［D］.杭州：浙江大學，2012.

［2］唐婧亞.三嗪液體脫硫劑的合成及性能評價［D］.天津：天津大學，2013.

［3］唐婧亞，韓金玉，王華.可脫除硫化氫的液體脫硫劑研究進展［J］.現(xiàn)代化工，2013，（9）：22-26.

Synthesis and properties research of Triazine H2S scavenger

HU Ting，ZHANG Guoxin，ZHANG Hao，LI Jun，CHENG Yan
（CNOOC Energy Development Oilfield Technology Services Company，Tianjin 300452，China）

The triazine desulfurizer is methyl diethanolamine formaldehyde as raw material by condensation method.This article examines the different synthesis time，reaction temperature，ratio of amine aldehyde preparation by the performance of the product.Results show that with methyl alcohol amine and formaldehyde mole ratio was 1.1：1，the reaction temperature 60℃，reaction time is 3 h，the best preparation of desulfurizer products.The desulfurization effect is superior to the conventional alcohol amine desulfurization agent products，has a good prospect of application development.

offshore platform；condensation reaction；Triazine H2S scavenger；hydrogen sulfide removal performance

TE868

A

1673-5285（2016）08-0119-03

10.3969/j.issn.1673-5285.2016.08.026

2016-06-02

2016-08-03

胡廷，男（1983-），工程師，武漢工程大學化學工程與工藝專業(yè)工學學士（2006），從事油田化學品研發(fā)與現(xiàn)場服務工作，郵箱：huting3@cnooc.com.cn。