СОСТАВ НЕЙТРАЛИЗАТОРА СЕРОВОДОРОДА И ЛЕГКИХ МЕРКАПТАНОВ Российский патент 2024 года по МПК C10G29/20 C10G29/22 C10G29/06 C10G29/12 

Изобретение относится к области нефтепереработки и нефтепромысловой химии, в частности к реагентам-нейтрализаторам сероводорода и легких меркаптанов в жидких углеводородных средах, и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности.

Сероводород и легкие меркаптаны являются одними из самых опасных и нежелательных компонентов в нефтях и газоконденсатах. Это обусловлено их высокой токсичностью по отношению к человеку и живым организмам, а также высокой коррозионной активностью, что негативно отражается на технологическом оборудовании, используемом в нефтедобыче. Поэтому содержание сероводорода и легких меркаптанов в товарной нефти строго ограничено и регламентируется по ГОСТ Р 51858-2002 с изм. №1 от 01.01.2006 г., согласно которому содержание сероводорода в товарной нефти должно составлять не более 20 ppm, а легких метил- и этилмеркаптанов в сумме не более 40 ppm. При этом в добываемой нефти содержание сероводорода и легких меркаптанов может варьироваться от нескольких десятков до нескольких тысяч ppm. Поэтому задача снижения содержания сероводорода и легких меркаптанов является актуальной для нефтедобывающих предприятий. Одним из перспективных направлений решения данной проблемы является удаление сероводорода и легких меркаптанов непосредственно в нефти, путем добавления реагентов нейтрализаторов.

Из уровня техники известен нейтрализатор сероводорода, включающий уротропин, формалин, а также дополнительно водорастворимую соль карбоновой кислоты, преимущественно формиат и/или ацетат щелочного металла и метанол (RU 2470988, кл. МПК C10G 29/20, опубл. 27.12.2012). Указанный состав позволяет достигать высокой степени очистки сероводорода до 98%.

Недостатком данного состава нейтрализатора является применимость только для удаления сероводорода, при этом нет данных об эффективности применения реагента для удаления одновременно сероводорода и легких меркаптанов.

Из уровня техники известен способ очистки нефти, нефтепродуктов и газоконденсата от сернистых соединений путем их обработки смесью азотной кислоты с железом (RU 2134285, кл. МПК C10G 17/02, C10G 29/04, опубл. 10.08.1999). Указанный способ позволяет удалять до 100% меркаптановой серы.

Недостатком данного способа является применение больших объемов азотной кислоты высокой концентрации, что вызывает проблемы с утилизацией отработанной кислоты

Из уровня техники известен метод удаления сероводорода из сырой нефти путем добавления вещества, содержащего в своем составе карбонильную группу (US 4909925 (A), кл. МПК C10G 29/20, опубл. 20.03.1990). Указанный метод позволяет с высокой эффективностью удалять сероводород.

Недостатком данного способа является применимость для удаления только сероводорода, при этом отсутствуют данные о возможности его применения для удаления легких меркаптанов.

Из уровня техники известен метод удаления сероводорода путем контакта с реагентом, представляющим собой продукт реакции гетероциклического альдегида (такого как фурфурол) с первичным амином (US 5266185 (A), кл. МПК C07D 307/14; C07D 307/52; C07D 333/20; C09K 8/54; C10G 29/20; C10L 1/228; C10L 1/232; C10L 1/24, опубл. 30.11.1993). Метод позволяет с высокой эффективностью удалять сероводород в том числе в тяжелых нефтяных фракциях.

Недостатком данного метода является применимость только для удаления сероводорода, при этом отсутствуют сведения о возможности применения данного метода для удаления легких меркаптанов.

Наиболее близким к заявленному нейтрализатору является поглотитель сероводорода, включающий амидины и полиамидины (US 5223127 (A), кл. МПК: C09K 8/54; C10G 29/00; C10G 29/20; C10L 1/228; C10L 1/232; C23F 11/14, опубл. 29.06.1993). Указанные реагенты позволяют с высокой эффективностью снижать содержание сероводорода в жидких углеводородных средах. Недостатком указанного способа является ограниченная применимость только для удаления сероводорода.

Таким образом, все известные реагенты-поглотители сероводорода и легких меркаптанов обладают рядом недостатков, в частности использованием больших количеств концентрированных кислот или ограниченным применением только для удаления сероводорода.

Технический результат, на получение которого направлено изобретение, заключается в расширении арсенала реагентов-нейтрализаторов сероводорода и легких меркаптанов, в том числе, без использования больших количеств концентрированных кислот и позволяющих удалять более 50% сероводорода и легких меркаптанов.

Технический результат достигается при использовании поглотителя (нейтрализатора) сероводорода и легких меркаптанов, представляющего собой композицию из компонентов в следующих массовых соотношениях:

Органическая основа 95-5% Кислота 1-85% Растворитель 0-85% Соединение металла 0-30% Модификатор 0-30% Поверхностно-активное вещество (ПАВ) 0-20%

В качестве органической основы использовано вещество или смесь веществ из ряда:

формальдегид, ацетальдегид, пропиональдегид, масляный альдегид, изомасляный альдегид, валерьяновый альдегид, изовалерьяновый альдегид, капроновый альдегид, изокапроновый альдегид, гептаналь, октаналь, нонаналь, деканаль, бензальдегид, фторбензальдегид, метилбензальдегид, ванилин, глиоксаль, малоновый альдегид, янтарный альдегид, глутаровый альдегид, акролеин, кротоновый альдегид, коричный альдегид, пропаргиловый альдегид, фурфурол, ацетон, метилэтилкетон, ацетофенон, ацетилацетон, бензальацетон, метилвинилкетон, акрилонитрил, метакрилонитрил, этакрилонитрил, ацетонитрил, пропионитрил, бензонитрил, малеиновый ангидрид, изометилтетрагидрофталевый ангидрид (изо-МТГФА), уксусный ангидрид, пропионовый ангидрид, бензойный ангидрид, фталевый ангидрид.

В качестве кислоты использовано вещество или смесь веществ из ряда:

фтороводород, хлороводород, бромоводород, йодоводород, азотистую кислоту, азотная кислота, ортофосфорная кислота, сернистая кислота, метансульфокислота, серная кислота, хромовая кислота, дихромовая кислота, хлорноватистая кислота, хлористая кислота, хлорноватая кислота, хлорная кислота, муравьиная кислота, уксусная кислота, пропионовая кислота, масляная кислота, изомасляная кислота, валериановая кислота, капроновая кислота, энантовая кислота, каприловая кислота, пеларгоновая кислота, каприновая кислота, олеиновая кислота, додекановая кислота, пальмитиновая кислота, стеариновая кислота, щавелевая кислота, малоновая кислота, янтарная кислота, глутаровая кислота, адипиновая кислота, акриловая кислота, бензойная кислота, фталевая кислота, терефталевая кислота, фосфорномолибденовая кислота, фосфорновольфрамовая кислота, паратолуолсульфокислота, алкилбензолсульфокислота.

В качестве растворителя использовано вещество или смесь веществ из ряда:

бензол, толуол, уайт-спирит, нафта, керосин, дизельная фракцию, прямогонный газойль, углеводородная фракция 30-205°C, углеводородная фракция 180-240°C, углеводородная фракция 240-360°C, углеводородная фракция 360-550°C, газовый конденсат, гексан, гептан, метилэтилкетоксим, диметилсульфоксид, пентан, диметилкарбонат, пропиленкарбонат, вода, метанол, этанол, изопропанол, бутанол, изобутанол, третбутанол, кубовые остатки ректификации бутиловых спиртов (КОРБС), этиленгликоль, пропиленгликоль, диэтиленгликоль, этилцеллозольв, бутилцеллозольв, этилацетат, бутилацетат, метилтретбутиловый эфир, этилтретбутиловый эфир, метилтретамиловый эфир, изооктан, петролейный эфир, формальгликоль, диоксан, тетрагидрофуран, метилпирролидон, спирто-эфирный концентрат, дибутилфталат, диэтилмалонат.

В качестве соединения металла использовано вещетво или смесь веществ из ряда:

ацетилацетонат никеля, ацетилацетонат кобальта, ацетилацетонат меди, ацетилацетонат марганца, ацетилацетонат цинка, 2-этилгексаноат никеля, 2-этилгексаноат кобальта, 2-этилгексаноат меди, 2-этилгексаноат марганца, 2-этилгексаноат цинка, лаурат никеля, лаурат кобальта, лаурат меди, лаурат марганца, лаурат цинка, олеат никеля, олеат кобальта, олеат меди, олеат марганца, олеат цинка, стеарат никеля, стеарат кобальта, стеарат меди, стеарат марганца, стеарат цинка, нитрат никеля, сульфат меди, хлорид кобальта, ацетат меди, ацетат марганца, бихромат натрия, бихромат калия, бихромат аммония.

В качестве модификатора использовано вещество или смесь веществ из ряда:

уротропин, тиосульфат натрия, метабисульфит натрия, нитрит натрия, бензохинон, нафтохинон.

В качестве поверхностно-активного вещества использовано вещство или смесь веществ из ряда:

лаурилсульфат натрия, лауретсульфат натрия, алкилтриметиламмоний хлорид С12-С14, алкилтриметиламмоний хлорид С16-С18, диалкилдиметиламмоний хлорид С16-С18, дидецилдиметиламмоний хлорид, алкилбензолсульфокислоты кальциевая соль, синтанол АЛМ-3, синтанол АЛМ-7, синтанол АЛМ-10, синтанол ДС-10, неонол АФ 9-4, неонол АФ 9-6, неонол АФ 9-12, синтамид 5к, кокамидопропилбетаин, дакамид, N-оксид амина, кокоамфоацетат натрия, талловое масло, жирные кислоты таллового масла, ОП-4, ОП-7, ОП-10, твин-80, полиэтиленгликоль ПЭГ 400, касторовое масло, полиэфир ПП 4202, полиэфир ПП 4003, полиэфир ПП 5503, лапрол 4503, лапрол 5003, кокоилглицинат калия, оксиэтилированный диэтаноламин, Синол ЭМ, Синол АН-1, Синол КМК-БС, тритон.

Использование нейтрализатора, содержащего органическую основу и кислоту, выступающую в роли катализатора и ускоряющую процесс реакцию между органической основой и сероводородом и/или легкими меркаптанами, обеспечивает возможность достижения заявленного технического результата в виде расширения арсенала реагентов-поглотителей сероводорода и легких меркаптанов. При этом существенно улучшены результаты по сравнению с аналогами, так как уже при комнатной температуре удается достичь конверсии сероводорода и легких меркаптанов 50-100% в зависимости от дозировки и состава.

Согласно изобретению, поглотитель получен путем смешивания указанных компонентов в указанных соотношениях любым способом, обеспечивающим равномерное смешивание составляющих.

При использовании реагента-поглотителя сероводорода и легких меркаптанов, по настоящему патенту, реагент добавляют в нефть любым из известных способов.

Анализ уровня техники показал отсутствие технических решений, аналогичных заявляемому по совокупности признаков, и с наличием вышеуказанных свойств, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критериям «новизна» и «изобретательский уровень».

В таблице 1 приведены примеры, иллюстрирующие осуществление изобретения и получаемые результаты. Полученные составы испытывали на образце нефти с исходным содержанием сероводорода 900 ppm, метилмеркаптана 300 ppm и этилмеркаптана 2400 ppm. Определение активности проводили путем добавления реагента-поглотителя в образец нефти. Образец нефти, содержащий реагент, перемешивали при комнатной температуре в течение 2 ч. Дозировку рассчитывали исходя из массовых соотношений, соответственно:

- реагент: сумма сероводорода и легких меркаптанов - от 4:1 до 7:1,

Конверсию сероводорода, метил- и этилмеркаптана рассчитывали как отношение разницы между исходным и остаточным содержанием к исходному содержанию сероводорода, метил- или этилмеркаптана, умноженному на 100%.

Изобретение относится к области нефтепереработки и нефтепромысловой химии, в частности к реагентам-нейтрализаторам сероводорода и легких меркаптанов в жидких углеводородных средах, и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности. Используется поглотитель (нейтрализатор) сероводорода и легких меркаптанов, представляющий собой композицию из компонентов в следующих массовых соотношениях: органическая основа 95–5%; кислота 1–85%; растворитель 0–85%; соединение металла 0–30%; модификатор 0–30%; поверхностно-активное вещество (ПАВ) 0–20%. Технический результат, на получение которого направлено изобретение, заключается в реализации назначения предлагаемого нейтрализатора, в том числе без использования больших количеств концентрированных кислот и позволяющих удалять более 50% сероводорода и легких меркаптанов. 1 табл.

Нейтрализатор сероводорода и легких меркаптанов, представляющий собой композицию в следующих массовых соотношениях, %:

Органическая основа 5-95 Кислота 1-85 Растворитель 0-85 Соединение металла 0-30 Модификатор 0-30 Поверхностно-активное вещество (ПАВ) 0-20

причем:

- в качестве органической основы использовано вещество или смесь веществ из ряда:

формальдегид, ацетальдегид, пропиональдегид, масляный альдегид, изомасляный альдегид, валерьяновый альдегид, изовалерьяновый альдегид, капроновый альдегид, изокапроновый альдегид, гептаналь, октаналь, нонаналь, деканаль, бензальдегид, фторбензальдегид, метилбензальдегид, ванилин, глиоксаль, малоновый альдегид, янтарный альдегид, глутаровый альдегид, акролеин, кротоновый альдегид, коричный альдегид, пропаргиловый альдегид, фурфурол, ацетон, метилэтилкетон, ацетофенон, ацетилацетон, бензальацетон, метилвинилкетон, акрилонитрил, метакрилонитрил, этакрилонитрил, ацетонитрил, пропионитрил, бензонитрил, малеиновый ангидрид, изометилтетрагидрофталевый ангидрид (изо-МТГФА), уксусный ангидрид, пропионовый ангидрид, бензойный ангидрид, фталевый ангидрид;

- в качестве кислоты использовано вещество или смесь веществ из ряда:

фтороводород, хлороводород, бромоводород, йодоводород, азотистую кислоту, азотная кислота, ортофосфорная кислота, сернистая кислота, метансульфокислота, серная кислота, хромовая кислота, дихромовая кислота, хлорноватистая кислота, хлористая кислота, хлорноватая кислота, хлорная кислота, муравьиная кислота, уксусная кислота, пропионовая кислота, масляная кислота, изомасляная кислота, валериановая кислота, капроновая кислота, энантовая кислота, каприловая кислота, пеларгоновая кислота, каприновая кислота, олеиновая кислота, додекановая кислота, пальмитиновая кислота, стеариновая кислота, щавелевая кислота, малоновая кислота, янтарная кислота, глутаровая кислота, адипиновая кислота, акриловая кислота, бензойная кислота, фталевая кислота, терефталевая кислота, фосфорномолибденовая кислота, фосфорновольфрамовая кислота, паратолуолсульфокислота, алкилбензолсульфокислота;

- в качестве растворителя использовано вещество или смесь веществ из ряда:

бензол, толуол, уайт-спирит, нафта, керосин, дизельная фракцию, прямогонный газойль, углеводородная фракция 30-205°C, углеводородная фракция 180-240°C, углеводородная фракция 240-360°C, углеводородная фракция 360-550°C, газовый конденсат, гексан, гептан, метилэтилкетоксим, диметилсульфоксид, пентан, диметилкарбонат, пропиленкарбонат, вода, метанол, этанол, изопропанол, бутанол, изобутанол, третбутанол, кубовые остатки ректификации бутиловых спиртов (КОРБС), этиленгликоль, пропиленгликоль, диэтиленгликоль, этилцеллозольв, бутилцеллозольв, этилацетат, бутилацетат, метилтретбутиловый эфир, этилтретбутиловый эфир, метилтретамиловый эфир, изооктан, петролейный эфир, формальгликоль, диоксан, тетрагидрофуран, метилпирролидон, спиртоэфирный концентрат, дибутилфталат, диэтилмалонат;

- в качестве соединения металла использовано вещество или смесь веществ из ряда:

ацетилацетонат никеля, ацетилацетонат кобальта, ацетилацетонат меди, ацетилацетонат марганца, ацетилацетонат цинка, 2-этилгексаноат никеля, 2-этилгексаноат кобальта, 2-этилгексаноат меди, 2-этилгексаноат марганца, 2-этилгексаноат цинка, лаурат никеля, лаурат кобальта, лаурат меди, лаурат марганца, лаурат цинка, олеат никеля, олеат кобальта, олеат меди, олеат марганца, олеат цинка, стеарат никеля, стеарат кобальта, стеарат меди, стеарат марганца, стеарат цинка, нитрат никеля, сульфат меди, хлорид кобальта, ацетат меди, ацетат марганца, бихромат натрия, бихромат калия, бихромат аммония;

- в качестве модификатора использовано вещество или смесь веществ из ряда: уротропин, тиосульфат натрия, метабисульфит натрия, нитрит натрия, бензохинон, нафтохинон;

- в качестве поверхностно-активного вещества использовано вещество или смесь веществ из ряда:

лаурилсульфат натрия, лауретсульфат натрия, алкилтриметиламмоний хлорид С12-С14, алкилтриметиламмоний хлорид С16-С18, диалкилдиметиламмоний хлорид С16-С18, дидецилдиметиламмоний хлорид, алкилбензолсульфокислоты кальциевая соль, синтанол АЛМ-3, синтанол АЛМ-7, синтанол АЛМ-10, синтанол ДС-10, неонол АФ 9-4, неонол АФ 9-6, неонол АФ 9-12, синтамид 5к, кокамидопропилбетаин, дакамид, N-оксид амина, кокоамфоацетат натрия, талловое масло, жирные кислоты таллового масла, ОП-4, ОП-7, ОП-10, твин-80, полиэтиленгликоль ПЭГ 400, касторовое масло, полиэфир ПП 4202, полиэфир ПП 4003, полиэфир ПП 5503, лапрол 4503, лапрол 5003, кокоилглицинат калия, оксиэтилированный диэтаноламин, Синол ЭМ, Синол АН-1, Синол КМК-БС, тритон.