專利名稱：從烴流中清除硫化氫的方法
從烴流中清除硫化氫的方法技術領域
本發明通常涉及從烴流中清除硫化氫以去除或減少其中硫化氫的量，特別涉及對儲罐、容器、管道內的包括原油、燃料油、酸氣和浙青以及精制產物的烴流中清除硫化氫。
背景技術：
烴流中硫化氫的毒性是工業中所公知的，每年花費大量的費用和努力以將其含量減少到安全的水平。很多規定要求管道氣含有不高于4ppm的硫化氫。
大型生產設備中，安裝再生系統用于處理硫化氫流通常更經濟。這些系統一般在吸收塔內使用化合物同產品流體接觸，選擇性吸收硫化氫和可能的其它有毒物質，例如二氧化碳和硫醇。吸收化合物隨后再生并再次應用到系統中。一般的硫化氫吸收物質包括鏈烷醇胺、位阻胺等。但是，這些手段對于發展階段的領域或小型生產領域并不經濟可行。
對于發展階段的領域或小型生產領域，再生系統并不經濟，有必要使用非再生清除劑處理酸性烴產品。
美國專利No. 1，991，765公開了使用醛同氫硫化物〔和硫醇等〕在pH為2至12的水溶液中的反應。因此，使用醛去除或清除硫化氫在許多專利中進行過描述。醛主要包括甲醛或乙二醛，或甲醛同其它醛的組合，或乙二醛同其它醛的組合，這些已被用于硫化氫清除劑/去除劑。在甲醛型反應中，反應生成了稱為formthionals的化學絡合物(例如三噻烷)。
基于在石油與天然氣雜志(Oil&Gas Journal) 1989年1月30日中出現的的文章， 用于小型裝置硫化氫去除的非再生清除劑分為四組醛基、金屬氧化物基、苛性堿基和其它工藝。在使用非再生性化合物去除硫化氫中，清除劑同硫化氫反應，形成無毒化合物或可從烴中去除的化合物。
美國專利4，680，127〔US' 127〕描述了使用乙二醛或乙二醛同少量的其它醛的組合物，通過形成水溶性產物清除硫化氫，其僅在約為9的堿性pH中穩定，在約4. 5至5. 5的酸性PH中分解。
美國專利No. 5，085，842號〔US' 842〕提供了 US' 127的問題的解決方案，其描述了使用乙二醛，但以很高的含量，至少15重量％，優選25%至45重量％以形成水不溶性產物。該解決方案的主要問題是所使用的乙二醛需要具有很高的含量，這也使得該工藝非常不經濟。該方法的另外的問題是它產生了水不溶性產物，其易于在容器中沉淀，導致堵塞， 這就需要額外添加防堵塞劑。因此，按照本發明的發明人，該方法既不經濟也不具備工業可行性或方便性。
美國專利6，666，975〔US' 975〕也描述了使用乙二醛，但其目標是提供一種減少硫化氫臭氣排放的方法，其中形成的產物是水溶性的和非揮發性的。US' 975的目標不是克服使用如US' 842中報道的較高量的乙二醛所形成的水不溶性產物所可能造成的烴處理中的堵塞問題的，其目標僅是避免乙二醛的處理問題而沒有任何公開或教導如何實現硫化氫的清除而不必面臨如下問題a)使用US' 842的方法可能造成的堵塞的問題和b)使用US' 127的方法可能造成的產物分解問題，所述產物是水溶性產物，但在酸性pH下分解。 實際上US' 975沒有討論US' 842和US' 127。
發明的需求
因此，仍然需要一種添加劑或添加劑的組合物，其適合清除含硫化合物，包括硫化氫和硫醇，特別是烴中的硫化氫，這通過產生水溶性清除產物進行，所述水溶性清除產物容易從流體中分離，而不會引起任何的堵塞和分解問題。
發明要解決的問題
因此，本發明的目標在于通過提供已發現適合通過產生水溶性清除產物清除含硫化合物的添加劑來提供一種針對上述所存在的工業問題的解決方案，所述含硫化合物包括硫化氫和硫醇，特別是烴中的硫化氫，所述水溶性清除產物易于從烴中分離，而不會引起任何堵塞和分解問題。
發明的目的
因此，本發明的主要目的是提供用于清除含硫化合物的添加劑，所述含硫化合物包括硫化氫和硫醇，特別是儲罐、容器、管道內的原油、燃料油、酸氣和浙青以及精制產物的烴流中的硫化氫。
本發明的另一個目的是提供用于清除烴流中的硫化氫的添加劑，其中所述添加劑同硫化氫反應，生成水溶性清除產物，該水溶性清除產物容易同烴分離，不會引起任何堵塞和分解問題。
本發明的又一目的是提供用于清除烴流中的硫化氫的添加劑，其中清除產物容易從烴中分離，即使在酸性PH下。
本發明的又一個目的是提供用于清除烴流中的硫化氫的添加劑，其中清除產物在工藝期間容易在脫鹽器內從流體中分離。
本發明的又一個目的是提供一種清除含硫化合物的方法，所述含硫化合物包括硫化氫和硫醇，特別是烴中的硫化氫，其中清除添加劑同硫化氫反應，產生水溶性清除產物， 該水溶性清除產物即使在酸性PH下也可容易地從流體中分離，也不會引起任何堵塞和分解問題。
當下面的描述同實施例一同閱讀時本發明的其它目的和優勢將更明顯，并不期望限制本發明的范圍。
發明內容
為了克服上述的現有技術的問題并實現上述的本發明的目的，發明人已發現當用乙醛酸處理含有包括硫化氫、硫醇的硫化合物的烴時，硫化氫被清除，所形成的清除產物是水溶性的，即使在酸性PH下其也很容易從烴中分離，也不會引起任何堵塞和分解問題。
發明人進一步發現，當含有包括硫化氫、硫醇的硫化合物的烴用乙醛酸和聚乙二醇〔PEG〕所組成的組合物處理時，乙醛酸清除硫化氫的能力驚人地增強到一個較大的程度， 即使在酸性PH下，所形成的清除產物仍為水溶性，即使在酸性pH下，其也很容易從烴中分離，也不會引起任何堵塞和分解問題。
因此，本發明涉及硫化氫清除添加劑，其通過形成水溶性清除產物清除烴中的硫化氫，所述水溶性清除產物即使在酸性PH下，也可容易地從烴中分離，也不會引起任何堵塞和分解問題，其中清除添加劑由醛和聚乙二醇〔PEG〕組成，其中醛是乙醛酸。
一個實施方案中，本發明涉及硫化氫清除添加劑，其通過形成水溶性清除產物清除烴中的硫化氫，所述水溶性清除產物即使在酸性PH下，其也可容易地從烴中分離，也不會引起任何堵塞和分解問題，其中清除添加劑由乙醛酸組成。
一個實施方案中，本發明也涉及清除烴中硫化氫的方法，其中使用由乙醛酸和聚乙二醇〔PEG〕組成的清除添加劑處理烴，所述處理形成水溶性清除產物，該水溶性清除產物即使在酸性PH下也可容易地從烴中分離，也不會引起任何堵塞和分解問題。
另一個實施方案中，本發明也涉及清除烴中硫化氫的方法，其中使用由乙醛酸組成的清除添加劑處理烴，所述處理形成水溶性清除產物，該水溶性清除產物即使在酸性PH 下也可容易地從烴中分離，也不會引起任何堵塞和分解問題。
發明的
具體實施例方式
根據本發明，硫化氫清除組合物是醛和聚乙二醇〔PEG〕的協同組合物，其中醛是乙酸酸。
根據本發明的一個實施方案，乙醛酸是市場上可買到的，包括50 %稀釋的乙醛酸。 其可認為是CAS編號第四8-12-4號。
根據本發明的一個實施方案，聚乙二醇〔PEG〕可選自分子量為從約200至約1000 道爾頓，優選約200至600道爾頓的PEG。但是，發明人已發現，PEG的分子量的確改變了其清除硫化氫的能力〔表-1〕，但是當其作為與乙醛酸的組合物時，它的分子量并不改變其清除硫化氫的能力〔表-III〕。
根據本發明，本發明的硫化氫清除組合物的組分比率在99份醛對1份PEG和1份醛對99份PEG之間變化。發明人已發現本發明的清除組合物中PEG的量變化高達20 %時， 足夠充分增強乙醛酸的清除能力。
根據本發明，在實施清除烴中硫化氫的方法中，清除添加劑以足以將其中的H2S或 H2S和硫醇充分清除的濃度加入到烴或氣流中。根據本發明的一個優選的實施方案，所加入的清除添加劑的量使得硫化氫相對于清除劑的比率變化從約1 0. 1至約1 2，優選從約 1:0.2 至約 1:1。
處理烴流時，本發明的清除添加劑可以純的形式添加或溶解在溶劑中之后添加， 溶劑選自互溶劑(mutual solvent)或水，清除添加劑可通過常規裝置注入，包括化學注入泵或任何其它機械裝置用于將清除添加劑分散到烴或烴流中。
根據本發明的一個優選的實施方案，本發明的清除添加劑可加入到發展階段的領域或小型生產領域的流動管路中，或在大型生產設備的情況下，包含硫化氫的氣體可通過已注入了本發明的清除添加劑的吸收塔。
本發明的清除添加劑和方法可用于從烴流中清除硫化氫，烴流包括儲罐、容器、管道內的原油、燃料油、酸氣和浙青以及精制產物。
實施例
本發明現借助于下面的實施例進行說明，這并不希望限制本發明的范圍，而是合并于此來說明本發明的優點和實現它的最佳方式。下面的實施例也證明了本發明的清除添加劑的令人驚訝的效率，其為由乙醛酸和PEG組成的組合物，或乙醛酸。
實施例1 乙二醛作為H2S清除劑
制備乙二醛在(DM)水中的溶液，以便得到5%乙二醛含量的最終溶液。在約30°C 下H2S氣體連續鼓泡通過該溶液約池。在噴入約30min后，可觀察到溶液開始變渾濁。 池之后，在120°C下在烘箱內將水蒸發。對烘干樣品的元素分析顯示約30. 52% C、約3. 65% H和約四.54% S。烘干殘余物發現不溶于水和甲醇。該實施例證實了乙二醛作為清除劑，但得到了水不溶產物，因為上述的原因，這是不希望的。
實施例2 乙醛酸作為H2S清除劑
重復實施例1，但使用乙醛酸，以便得到5%乙醛酸含量。可觀察到，即便到達該實驗方法的結尾3h，溶液仍然清澈。對烘干樣品的元素分析顯示約23. 58% C、約3. 81% H和約27. 05% S，并發現烘干殘余物溶于水和甲醇。該實施例證實了乙醛酸能夠清除H2S,但驚訝地發現在同乙二醛相同的濃度的情況下，它得到了水溶性產物，因為上述的原因，這是希望的。因此，可以斷定，乙醛酸的性能或機理不同于乙二醛。
實施例3 =PEG作為H2S清除劑
重復實施例1，但使用PEG，以便得到5% PEG含量。觀察到H2S的濃度減少了但是非常微小，證實了 PEG不是很好的H2S清除劑。
為了進一步證實PEG不是很好的H2S清除劑，測量了 IOOOppm的PEG-200、PEG_400 和PEG-600對于濃度為IOOOppm的H2S的效率，與具有相同濃度的H2S但是沒有PEG的空白溶液對比，發現隨著PEG分子量的增加其效率也增加，但是效率非常低，因此，PEG不能作為經濟的和工業適用的H2S清除劑〔表-I〕。
表-I
權利要求
1.硫化氫清除添加劑，其能夠通過形成水溶性清除產物來清除烴中的硫化氫，所述水溶性清除產物即使在酸性PH下，也能夠從烴中分離，而不會引起堵塞和分解問題，其中該清除添加劑由醛和聚乙二醇〔PEG〕組成，并且其中所述醛是乙醛酸。
2.如權利要求1所述的硫化氫清除添加劑，其中所述清除添加劑由乙醛酸組成。
3.如權利要求1所述的硫化氫清除添加劑，其中所述聚乙二醇(PEG)選自分子量從約 200至約1000道爾頓，優選從約200至600道爾頓的PEG。
4.如權利要求1所述的硫化氫清除添加劑，其中所述清除添加劑由99份的醛對1份 PEG和1份醛對99份PEG組成。
5.如權利要求1或4所述的硫化氫清除添加劑，其中所述清除添加劑中的PEG的量變化高達20%。
6.清除烴中硫化氫的方法，其中使用由乙醛酸和聚乙二醇〔PEG〕組成的清除添加劑處理烴，并且所述處理形成水溶性清除產物，該水溶性清除產物即使在酸性PH下，也能夠從烴流中分離，而不會引起堵塞和分解問題。
7.如權利要求6所述的清除硫化氫的方法，其中所述清除劑由乙醛酸組成。
8.如權利要求6或7所述的清除硫化氫的方法，其中所述清除添加劑的量以致達到烴中的硫化氫相對于清除添加劑的比率從約1 0.1至約1 2，優選從約1 0.2至約 1 I0
9.如權利要求6、7或8所述的清除硫化氫的方法，其中所述烴包括儲罐、容器、管道內的原油、燃料油、酸氣和浙青以及精制產物。
10.基本如本文前述實施例所描述的硫化氫清除添加劑。
11.一種基本如本文前述實施例所描述的清除烴中硫化氫的方法。
全文摘要
本發明涉及硫化氫清除添加劑，其能夠通過形成水溶性清除產物清除烴中的硫化氫，所述水溶性清除產物即使在酸性pH下，也能夠從烴中分離，而不會引起堵塞和分解問題，該添加劑由醛或醛和聚乙二醇〔PEG〕組成，其中所述醛是乙醛酸。本發明也涉及一種使用本清除添加劑清除硫化氫的方法。
文檔編號B01D53/14GK102481512SQ201080019984
公開日2012年5月30日 申請日期2010年5月3日 優先權日2009年5月5日
發明者馬赫什·蘇布拉馬尼亞姆 申請人:多爾夫凱塔爾化學制品(I)私人有限公司