Способ разложения диалкилполисульфидов с 3-8 атомами серы до полисульфидов с пониженным содержанием серы для эксплуатации буровых скважин с гиперсульфированным природным газом Советский патент 1989 года по МПК C07C149/12 

см

Изобретение относится к способу разложения диалкилполисульфидов до i полисульфидов с пониженным содержанием серы, который может быть использован при растворении серы, осадив- шейся на стенках трубопроводов, т.е. при эксплуатации буровых скважин с г гиперсульфированным природным газом. Целью изобретения является разработка способа, позволяющего раство- ритЁ серу, осадившзтося на стенках трубопроводов, и применять его при эксплуатации буровых скважин с гиперсульфированным природным газомJ что достигается, проведением разложения диалкилполи сульфидов с 3-8 атомами углерода путем обработки гидроокисью, сульфидом или сульфитом щелочного металла, или аммония или меркаптидом щелочного металла, или алифатическим амином при 70-ПО С с последующим отделением разложившегося полисульфида, предпочтительно в течение 1-3 ч. При этом в случае г использования аммониевого соединения или амина рекуперируют нагреванием при 120-150 С.

Пример 1. Применение NaOH.

В реактор, снабженный мешалкой и термостатом, вводят 80 г полисульфида j, средняя величина х которого оставляет 6,5. Туда же добавляют 120 г водного 35%-ного раствора гидроксида натрия. Таким образом имеют 1,05 моль NaOH на 0,34 моль полисульфида.

Всю смесь выдерживают при 80 С и при перемешивании в течение 1 ч После охлаждения до комнатной темпе- ратуры декантируют органическую фазу весом 30 г, средний состав которой следующий: ,- СН, (0,3 моль) Гидроксид натрия удаляет 4,4 атома серы, обратно конденсируя полисульфид в виде соединения, очень близкого к диметилдисульфиду. Получение этого последнего осуществляется с выходом 0,3:0,34 0,88 или

88%.

П р и м е р 2. Использование меркаптида.

Способ работы такой же, как и в примере 1, но гидроксид натрия заменен водным раствором метилтиолята натрия . Этот раствор получается путем абсорбции .метилмерката- на в 35%-ном растворе гидроксида на рия.

Для того же количества 80 г СЫз ч J- СНз или 0,34 моль используют 0,6 моль CHjSNa.

После нагревания и декантации получают 50 г органической фазы среднего состава ,,1 или О, 51 моль. Как и в предьщущем примере, полисульфид приводят к составу, очень близ- кому к диметилдисульфиду, выход

при получении этого последнего составляет 0,51: (0,34-1-0,60/2) 0,797 или 79,7%.

Обработка метилтиолятом натрия 5 позволяет преимутцественно получить диметилдисульфид в условиях реакции, следовательно, можно создавать возможность дополнительного поступления растворителя за счет использова- 0 ния меркаптида, который приводит к образованию свежего диметилдисульфи- да,.нсе время разрушая полисульфид.

П р и м е р 3. Использование сульфита натрия.

5 80 г или 0,34 моль той же самой смеси полисульфидов с х 6,5 как и предыдущих примерах, вводят во взаимодействие с 274 г водного 35%- ного раствора Ка-гЯО., (0,76 моль) 0 при в течение 2ч.

После охлаждения до комнатной температуры и декантации находят 46 г полисульфида CHj-S j- СН или 0,34 моль.

Выход восстановленного полисульфида составляет 100% по отношению к исходного полисульфиду. Хотя при этой операции уменьшение х составляет только 6,5 до 3,3, можно его 4Q уменьшить и более, используя больше сульфита, а именно 1 моль.

П р и м е р 4. Использование сульфида аммония.

В условиях примера 1 смесь 80 г 45 тех же самых полисульфидов с х 6,5 или 0,34 моль вводят во взаимодействие с водным 0,3 М раствором сульфида аммония. Этот раствор получается путем воздействия сероводорода f. на раствор аммиака.

После реакции, охлаждения и декантации органическая фаза весом 42 г образована .- СН (0,295 моль) . ., Выход полисульфида с S составляет 0,295:0,34 0,867 .или 86,7% Можно разрушать вплоть до количества серы около 8-2, используя около 0,45 моль (NH4).j.S на П,34 моль начального полисульфида.

35

55

П р и м е р 5. Использование сульфида аммония при более высокой температуре.

Повторяют пример А, но температура составляет и продолжительность реакции 1 ч.

Получают 33 г среднего состава CHj- 81,7- CHj или 0,28 моль. Выход при получении этого продукта составляет 0,28:0,. Видно, что, регулируя соответствующим образом соотношение реагентов, температуру и продолжительность нагревания, можно обратно конденсировать полисульфид до любой желаемой степени.

Примерб. Применение этил- амина .

В закрытом реакторе при перемешивании при 704 в течение 3 ч 80 г диметилполисульфида СНj- CHj или 0,34 моль вводят во взаимодействие с 100 мл водного раствора 0,5 моль этиламина. После охлаждения и декантации получают 36 г диме тилполисульфида СН3 (0,25 моль Это соответствует выходу 0,25:0,34- 75%. Об ратная конденсация может быть доведена вплоть до значений Sii с 0,7 моль этиламина в течение .4ч. Амин рекуперируют нагреванием остатка, отделенного от полисульфида, при 120-150°С.

П р и м е р 7. Использование этилендиамина.

Повторяют операции примера 6 с этилендиамином вместо этилена. Разрушившийся продукт соответствует среднему составу

СН,,8,;дСН J.

Пример8. Регенерация полисульфида, содержащего физически растворившуюся серу.

3,2 г серы (0,1 моль) растворяют в 100 г диметилполисульфида CHj- - S - СНз (или 0,43 моль). Полученный раствор вводят во взаимодействие с 250 мл водного раствора сульфида аммония, полученного путем введения сероводорода в 250 мл 2Н раст вора аммиака. После реакции при 80 С при перемешивании в течение 1ч,,- охлаждения и декантации рекуперируют 42 г органической фазы, образо ванной СНз- S ,,5- СНз (0.38 моль). Эта орган ическая фаза не содержит более физически растворившейся серы.

1. составляет 0,38:0,43 - или 88%.

52478

Выход восстановленного полнсульфида до S, 0,8

П р и м е р 9. Повторная цикли- ческая утилизация регенерированного полисульфида.

В реактор из нержавеющей стали вводят 3000 г свежего диметилдисуль- 10 фида вместе с 2000 г элементарной

серы, всю совокупность нагревают при . перемешивании при в течение 2 ч. Затем туда же добавляют 2300 г водного раствора сульфида аммония, 15 содержащего 15,7 моль (NH4)2S, полученного взаимодействием сероводорода с водным раствором аммиака. Смесь затем нагревают при 90°С и перемешивают в течение 3 ч. После отставания и отделения водного слоя полисульфида аммония, который образовался, рекуперир-,тот органический слой диметилполисульфида. Последний повторно использован для нового 25 растворения серы, работая как указано выше, Впоследствие осуществлен 3-й подобный цикл.

Приведенная таблица дает результаты этих трех последовательных раст- 30 ворений с рекуперацией разлагающегося полисульфида.

Несмотря на то, что опыты осуществлены без специальных предосторожностей, они дали хорошие результаты как это показывают повьпиенные

20

тльетС - о ы.

степени рекуперации растворителя и серы (0,86 - 0,98).

П р и м е р 10. Органическую фазу, полученную после 3-го цикла ° примера 9, т.е. моль CHjSxCHv, где X 2,9, смешивают с 1900 г водного раствора, содержащего . 13 моль (NH).S. Смесь нагревают при 90°С в течение 3 ч при перемешивании 45 без добавления серы. После отстаивания отделившаяся органическая фаза состоит из , где ч - 2,4

Опыт показывает, что разложив- 5Q шийся полисульфид может быть разложен еще более без добавления серы.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет использовать его при эксплуатации буровых скважин с гиперсульфированным природным газом для разложения полисульфидов, т.е. к растворению серы, осадивщейся на стенках трубопроводов.

514524786

Формула изобретенияческим амином при 70-1Ю С с послё. , ,,дующим отделение разложившегося полиI. Способ разложения диалкилпо-сульфида.

лисульфидов с 3-8 атомами серы до по- 2. Способ поп.1,отличаюлисульфидов с пониженным содержаниемщ и и с я тем, что в случае испольсеры для эксплуатации буровых сква-;зования аммониевого соединения или

жин с гиперсульфированным природнымамина их рекуперируют нагреванием газом, отличающийся тем,при 120-150°С. что разложение проводят гидроокисью, ю

сульфидом или сульфитом щелочного 3. Способ по п.1, о т л и ч а ю- ,.или аммония или меркапти-щ и и с я тем, что процесс проводом щелочного металла или алифати-дят в течение 1-3 ч.

Изобретение касается серооргани- ческих соединений, в частности способа разложения диалкилполисульфидов до полисульфидов с пониженным содержанием серы, что может быть использовано при растворении серы, оса- дившейся на стенках трубопроводов при эксплуатации буровых скважин. Цель - разработка способа растворения серы, осадившейся на стенках трубопроводов. Процесс ведут разложением диалкилполисульфидов с 3-8 атомами серы гидроокисью, сульфидом или сульфитом щелочного металла, или аммония ; или меркаптидом щелочного металла, или алифатическим амином при 70-110°С желательно в течение 1-3 ч с по.следующим отделением разложившегося полисульфида. В случае использования аммониевого соединения или амина их лучше рекуперировать нагреванием при 120-150°С. Способ позволяет получать полисульфиды с выходом 79,7-100%. 2 з.п. ф-лы, 1 табл. СО

полное число г-атомов

серы142,6 131 122

Получено

г-атомов серы44,1 42,5 38,1

г-моль NHj21,7 20,3 18,8

Органический раствор

моль CHjS CHj27,9 27,5 26

величина х3,2 3,03 2,9

полное число г-атрмов

серы 133,4 126 П3,5

Степень регенрации растворителя0,87 0,985 0,945

Степень рекуперации серы 0,935 0,96 0,86 Степень рекуперации NH. 0,69 0,725 0,73