УДК 622.276.8
© Коллектив авторов, 2010
Опыт применения нейтрализатора сероводорода и меркаптанов Десульфон-СНПХ-1200
Г.М. Рахматуллина, к.х.н., Г.Н. Запеклая, Е.Л. Володина, Н.В. Насиленко, А.Ш. Насыбуллина, к.х.н. (ОАО «НИИнефтепромхим»)
Experience in the application of hydrogen sulfide and mercaptan scavenger Desoulfon-SNPCH-1200
G.M. Rakhmatullina, G.N. Zapeklaya, E.L. Volodina, N.V. Nasylenko, A.Sh. Nasybullina
(JSC NIIneftepromchim)
The high concentration of hydrogen sulfide in oil causes many hard problems in production, transportation and refining. Different methods including application of scavengers are proposed for removing hydrogen sulfide. The paper discloses the results of application of Desoulfon-SNPCH-1200 scavenger in different oil-production companies.
Ключевые слова: нейтрализация, сероводород, меркаптаны, химические реагенты, подготовка нефти, качество, товарная нефть. Адрес для связи: otdel203@neftpx.ru
Повышение добычи высокосернистых нефтей вызывает необходимость разработки мероприятий по ликвидации негативного влияния химически агрессивных серосодержащих соединений: сероводорода и меркаптанов. Их высокое содержание в нефтях приводит к следующим осложнениям при добыче, транспорте и переработке:
- интенсивной коррозии нефтепромыслового и нефтеперерабатывающего оборудования;
- ухудшению качества подготовки нефти вследствие присутствия сульфида железа;
- осаждению и кольматации пластов в нагнетательных скважинах сульфидом железа;
- снижению качества товарной нефти;
- ухудшению качества продуктов нефтепереработки;
- увеличению расхода катализаторов процессов нефтепереработки;
- ухудшению экологической обстановки и риску отравления рабочего персонала нефтепромыслов.
В связи с этим требуется принятие мер по нейтрализации сероводорода и легких меркаптанов. По содержанию сероводорода и меркаптанов согласно ГОСТ Р 51858-2002 все нефти подразделяют на два вида (табл. 1). В экспортной нефти сероводород и меркаптаны должны быть удалены практически полностью.
Таблица 1
Норма содержания,
Соединение ppm, для нефти вида
1 2
Сероводород 20 100
Метил- и этилмеркаптаны 40 100
На первой стадии очистки нефти от сероводорода и меркаптанов применяются сепарация и отдувка нефти углеводородным газом в десорбционных колоннах, что позволяет значительно снизить их концентрацию. В дальнейшем используют химические методы:
- абсорбцию сероводорода и меркаптанов алканоламинами с последующими отделением образовавшихся нестойких аддуктов, десорбцией исходных серосодержащих веществ и их удалением;
- окисление сероводорода и меркаптанов;
- химические реагенты - нейтрализаторы (удалители, поглотители) сероводорода и меркаптанов.
Абсорбция сероорганических соединений из нефти осуществляется в процессе контактирования в режиме противотока жидкого углеводородного потока, предварительно насыщенного воздухом, с водным раствором алканоламина, предпочтительно ди-этаноламина. В результате взаимодействия сероводорода и алка-ноламина образуется нестойкий аддукт. При последующем его нагревании происходит десорбция сероводорода, который утилизируют путем окисления до элементарной серы или сжигают.
Окислительные способы очистки основаны на взаимодействии серосодержащих веществ с органическими перекисями, перекисью водорода, диметилсульфоксидом или водными растворами гипохлорита натрия в присутствии азотсодержащего основного или щелочного соединения и катализатора. В качестве последнего применяются водорастворимые соли или комплексы металлов переменной валентности: железа, марганца, кобальта, никеля. Для реализации данного способа требуются высокие температура и давление, что можно осуществить только на промышленных установках. Недостатками метода являются загрязнение товарной нефти элементарной серой, а также достаточно высокий расход окислителя и катализатора. Технологичес-
ки наиболее удобно применение химических реагентов - нейтрализаторов сероводорода и меркаптанов. Они могут использоваться с имеющимися системами дозирования и не требуют дополнительного технологического оборудования.
Нейтрализаторы подразделяют на два типа: щелочные и амино-альдегидные. Реагенты на щелочной основе применяются редко, так как значительно ухудшают процессы обезвоживания и обессоливания нефти. Компонентами нейтрализаторов амино-альдегидного типа являются, как правило, алифатические или циклические альдегиды и первичные или вторичные амины.
В ОАО «НИИнефтепромхим» разработан реагент для удаления сероводорода и меркаптанов нейтрализатор Десульфон-СНПХ-1200. Реагент характеризуется низкой температурой застывания (не выше -40 °С), относится к группе умеренно опасных веществ и допущен к применению в нефтяной промышленности. Он успешно прошел опытно-промышленные испытания и применяется во многих нефтедобывающих предприятиях России и Казахстана.
В данной статье приводятся результаты некоторых опытно-промышленных испытаний реагента, целью которых было снижение содержания сероводорода, метил- и этилмеркаптанов в товарной нефти с целью получения нефти 1 или 2 вида качества. Результаты получены с помощью газожидкостной хроматографии (ГОСТ Р 50802-95), которая является стандартизированным методом определения рассматриваемых веществ.
Расход нейтрализаторов непосредственно зависит от исходной концентрации сероводорода и/или меркаптанов в нефти, так как их действие основано на химическом связывании указанных соединений. Расходный коэффициент нейтрализатора рассчитывают как отношение количества реагента к разности исходного и конечного содержания серосодержащих соединений и выражают в единицах массы реагента на единицы массы сероводорода. Приведем несколько примеров.
1. Гремихинское месторождение (ОАО «Удмуртнефть»)
Содержание сероводорода в нефти Гремихинского месторождения колеблется в пределах 250-300 ррт, что значительно превышает допустимые ГОСТ Р 51858-2002 значения. Меркаптаны отсутствуют. Испытания нейтрализатора Десульфон-СНПХ-1200 проводили в 2008 г.
Согласно существующей на установке подготовки нефти (УПН) «Гремиха» схеме, нефть на последней стадии обезвоживания проходит через электродегидраторы, в которых поддерживается температура 45 °С. Далее через резервуар РВС-5000 нефть поступает в нефтепровод и транспортируется в течение 2 сут на пункт сдачи. Нейтрализатор применяется для снижения концентрации сероводорода до 100 ррт до получения нефти 2 вида на пункте сдачи.
В процессе проведения лабораторных испытаний по определению наиболее эффективной дозировки реагента Десульфон-СНПХ-1200 были учтены приведенные выше температура и время подготовки и транспорта нефти. Содержание сероводорода в товарной нефти Гремихинского месторождения на момент проведения исследований составило 285 ррт. Было показано, что дозировка реагента, необходимая для получения нефти 2 вида, составляет 560 г/т, для получения нефти 1 вида - 800 г/т (рис. 1). Следовательно, расходный коэффициент реагента Десульфон-СНПХ-1200 для получения нефти 2 вида составляет 2,8 г/г сероводорода.
В период проведения опытно-промышленных испытаний содержание сероводорода в продукции, откачиваемой с УПН «Гремиха»,
300
250
200
150
100
!
§ о
50
285
120
82 55
19 5
0 200 400 600 800 1000
Дозировка реагента Десульфон-СНПХ-1200, г/т
Рис. 1. Зависимость содержания сероводорода в товарной нефти Греми-хинского месторождения от дозировки реагента Десульфон-СНПХ-1200
составило 230 ррт, расход реагента Десульфон-СНПХ-1200 -370 г/т. Содержание сероводорода в пункте сдачи нефти в течение всего периода проведения испытаний (10 сут) находилось в пределах 90-92 ррт, что соответствует требованиям получения нефти 2 вида. Следовательно, расходный коэффициент нейтрализатора составил 2,6 г/г. Это ниже рекомендованного при проведении лабораторных исследований. По-видимому, факторами, положительно влияющими на эффективность реагента, являются прогрев нефти и турбулентный режим течения, обеспечивающий качественное перемешивание нефтяного потока и распределение в нем реагента. Полученные результаты позволили рекомендовать нейтрализатор Десульфон-СНПХ-1200 к применению как наиболее эффективный реагент для поглощения сероводорода в товарной нефти Гремихинского месторождения.
2. Дюсюмовская установка предварительного сброса воды (УПВСН) (ОАО «Татнефть»)
Нефти Республики Татарстан отличает очень высокое содержание сероводорода, в частности, продукция Дюсюмовской УПВСН содержит до 400 ррт сероводорода. Лабораторные исследования показали, что для получения нефти 2 вида (до 100 ррт) требуется 700 г/т реагента Десульфон-СНПХ-1200 (рис. 2).
Опытно-промышленные испытания продолжительностью 7 сут позволили определить минимальную эффективную дози-
400
Е а а
я 300
3
о
а
®
200
100
! ®
а
Ч 390 \
61 34
200
400 600 800 1000 1200
Дозировка реагента Десульфон-СНПХ-1200, г/т
Рис. 2. Зависимость содержания сероводорода в нефти Дюсюмовской УПВСН от дозировки реагента Десульфон-СНПХ-1200
0
НЕФТЯНОЕ ХОЗЯЙСТВО 12'2010 121
ровку реагента Десульфон-СНПХ-12001. Он подавался на прием насоса, откачивающего нефть с Дюсюмовской УПВСН по нефтепроводу на Сулеевскую термохимическую установку подготовки нефти. Время транспорта составило 8-9 ч, температура равнялась 30-35 °С. Исходное содержание сероводорода в обрабатываемой продукции в процессе проведения испытаний находилось в пределах 370-390 ppm. В первые сутки опытно-промышленных испытаний средний расход реагента Десульфон-СНПХ-1200 составил 600 г/т. При этом удалось снизить содержание сероводорода до 105 ppm, что недостаточно для получения нефти 2 вида. Далее дозировка реагента была увеличена до 800 г/т. В течение последующих 5 сут испытаний наблюдалось стабильное снижение концентрации сероводорода в нефти до 50-60 ppm. В связи с этим было принято решение о снижении расхода нейтрализатора до 700 г/т. В течение последующих 2 сут содержание сероводорода в обработанной реагентом нефти не увеличилось.
Полученные результаты позволили рекомендовать нейтрализатор сероводорода Десульфон-СНП
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.