[其他]溶解硫磺的方法及其溶剂

说明书

利用一种液态的二烷基多硫化物溶剂溶解硫磺的方法，溶剂系由一种二甲基多硫化物的混合物组成，混合物中含有１至３％重量比的二甲基二硫化物，３５至４５％的化合物ＣＨ₃Ｓ_xＣＨ₃，其中ｘ为３至５，余下的为ｘ等于６和大于６，特别是ｘ为６至８的ＣＨ₃Ｓ_xＣＨ₃的同系化合物。

本发明有关一种溶解硫磺的方法以及其溶剂;本发明中包含用于这一溶解过程中的一些溶剂的再生作用。本发明的一种重要用途是用于溶解在输送含硫物质的管线上沉积的硫磺沉积物。

在一些在处理物质时会释放出元素硫的工业中，常常会由于管子壁上形成硫磺的沉积物而遇到疏通这些沉积物的难处。这种沉积物首先会使被处理物质的输送压力损失增加，并可能达到使通道部分地或完全堵塞的程度。一种特别重要的情况是出现在含硫量丰富的天然气井中。对于这种超含硫量的天然气，其困难是硫磺沉积在钻井防塌方套管的内壁上，可达到阻塞这些通道的地步。因此需要除去沉积的硫磺，最实用的而且也是工业上最常采用的方法是利用一种适当的溶剂把硫磺的沉积物溶解掉。过去是采用诸如二硫化碳，烷基硫化物，二烷基二硫化物或硫化铵类的水溶液等作为溶剂的。虽然，二硫化碳CS₂实际上是一种优良的硫磺溶剂，但它过于昂贵。烷基硫化物的溶解能力比较弱，而氨溶液，其溶解作用不是单纯的物理溶解作用，而是形成一些多硫化物，它需要有复杂的后处理，因而最终是很不经济的。二烷基二硫化物，按照以前的使用技术，在一些既定的条件下应用，对于去除硫磺的沉积物是很有效的。根据美国专利3846311，二烷基二硫化物，尤其是C₂至C₁₁的二烷基二硫化物，即C₂H₅SSC₂H₅至C₁₁H₂₃SSC₁₁H₂₃，如果按其用量加入10%重量比的一种胺，并且让它在24℃下时效处理30至90天，此一溶剂就具有很强的溶解能力。按照这一先前的技术，100克二烷基二硫化物在93℃下可溶解564克的硫磺S。根据美国专利4239630，在二烷基二硫化物加胺的体系中，事先再添加少许元素硫，则溶解速度就将会大大地提高。

最近，也有资料表明，在适当的催化剂如NaSH，苯硫酚钠盐类，硫醇盐类等的作用下，在加入一种助溶剂如二甲基甲酰胺（DMF）时，二甲基二硫化物（DMDS）或者“硫醇氧化法（Merox）”中的有机二硫化物的混合物能够以很高的速度溶解大量的硫磺（ASR Quarterly.Bulletin vol.ⅩⅨ，N1，2，3;vol，ⅩⅩ，N3）。工业规模的利用二甲基二硫化物或有机二硫化物的混合物，在加入一种适当的添加剂，用来清除带有富集H₂S气和溶解硫磺的气井套管，已经实现好些日子了，从当时的采气井中观察，所沉积的硫磺确实是比较少的，因而容许采用间断式的喷射清管用的二硫化物的方法。由于二硫化物不是再循环使用的，所以在清管之后就被处理掉了。另一方面，在开采超含硫量的天然气时，这种气体可能带走90%的H₂S，而每立方米天然气可沉积出50至100克硫磺，在这种情况下是不可能采用间断式的清管方法的。只有采用连续式的喷射清管用的有机二硫化物的方法才能处理掉这些硫磺沉积物。这样有机二硫化物的消耗量就变得非常地多了，因而也就必然需要让这一介质能够循环使用。不过连续的作用要求所采用的溶剂成份应具有非常稳定的状态。

事实上，硫磺在一种有机二硫化物中的溶解速度和溶解度极大地取决于这一二硫化物的烃链的长度。然而从炼油厂的“硫醇氧化法”中所获得的二硫化物的混合物，就是在同一炼油厂中，其组成也是很不恒定的，各厂也是各不相同的。因此，这种混合物很难应用在连续化的方法中，所以就需要有一种纯度恒定、价格可以接受的这种二甲基硫化物的工业产品。在加有一种胺和微量的硫醇，或硫醇盐，或者一种氢硫化物或二甲基甲酰胺（DMF）的情况下，二甲基二硫化物（DMDS）就是一种很出色的硫磺溶剂，因为它在80℃下能够溶解七倍于本身重量的硫磺。不过，在这一温度下，二甲基二硫化物对硫磺的作用不是单纯的物理溶解作用，而是一种能导致形成二甲基多硫化物混合物的化学反应作用，其中二甲基多硫化物混合物的组成，物理性能，密度，粘度都是在很大程度上依赖于溶液中的硫磺含量的。