[发明专利]一种用于高含硫气田的溶硫剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种溶硫剂，尤其是涉及一种用于高含硫气田的溶硫剂。

背景技术

在高酸性气井中，元素硫以多硫化物的形式溶解在含硫天然气中，当气井开采时，由于温度和压力降低，气体中溶解元素硫的量也会减少，过饱和的硫就会析出。元素硫沉积出来后，会堵塞管道和下游设备，妨碍生产的正常进行，甚至使整个气井无法开采。元素硫的存在还能与H₂S、CO₂ 等共同作用，引起生产系统的严重腐蚀。因此，除了在开采过程中采用一定措施避免元素硫沉积外，对已经产生的元素硫一般使用硫溶剂来溶解分离出硫磺，降低对后续工艺的影响。

溶硫剂按其溶硫时是否发生化学反应，大致可分为物理溶剂和化学溶剂。物理溶剂有：二硫化碳、环烷烃、芳烃、石油馏分、石蜡基矿物油、萘及其衍生物等；化学溶剂有：无机碱、有机碱、有机二硫化物等。尽管国外以专利或研究的形式报道了多种溶硫剂，但工业上得到实际应用的为数不多，并且在使用中或多或少还存在某些具体问题。一般物理溶剂对硫的溶解度大大低于化学溶剂，其中仅CS₂对硫有较大的溶解度，但CS₂存在闪点低、易燃、剧毒且可和醇胺脱硫液降解等缺点，在工业上限制了其使用。化学溶剂中的无机碱和有机碱因具有较强的腐蚀性，其使用也受到限制。二烷基二硫化物是目前世界上广泛使用而有效的硫溶剂。研究发现，二烷基二硫的溶硫能力随烷基碳原子数减少而增大，其中，二甲基二硫（DMDS）的溶硫量和溶硫速率均显著高于其同系物。由于DMDS溶硫剂沸点不太高，仅适用于温度低于100℃气井溶硫。继而出现了沸点更高的二芳基二硫（DADS）溶硫剂，其气味也较DMDS低，但在同一温度下，其溶硫能力只有DMDS的1/5左右。这两种溶硫剂在北美酸性气田的开发中得到应用。不管是DMDS还是DADS体系，这些有机二硫化物在单独使用时，仅能吸收有限量的硫，需要加入催化剂体系，增加溶剂的活性后，在常温下的溶硫量可达溶剂量的1.5倍以上。

目前，采用各种活性化合物将烷基二硫化物进行催化以增加硫化物对硫的溶解能力。在这些活性化合物中，较为典型的是加拿大Alberta硫磺研究公司的DMF-NaHS和美国Pennwalt公司的SULFA-HITECH催化体系，催化活性高。但在现场试验中也存在如下问题：（1）催化体系对NaHS的纯度要求较高，而高纯度的NaHS来源少、成本高；（2）系统稳定性差，放置两周左右就容易失活；（3）系统活性受水的影响较大，少量的水可使体系失活；（4）在现场操作过程中需与凝析油、水溶性缓蚀剂、水合物抑制剂等混合时，系统活性大大降低。

发明内容

为了克服现有技术中溶硫剂成本高、溶硫效果不佳、性能不稳定的不足，本发明提供了一种用于高含硫气田的溶硫剂。该溶硫剂的溶硫效果好、性能稳定、成本低，可广泛用于解除高含硫气井井筒、地面管线及阀门、筛网等的硫沉积堵塞。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于高含硫气田的溶硫剂，由下述重量百分比的组分构成：

主剂                                    50%-90 %；

催化剂                                  0.1%-5%；

助催化剂                                3%-10%；

稳定剂                                  5%-40%；

所述主剂是具有通式R-S-S-R的二硫化物，其中R选自：含1-12个碳原子的烷基、芳烷基、羟烷基或苯基中的一种，所述催化剂为有机胺，所述助催化剂为路易斯碱，所述稳定剂为有机醇。

作为优选方式，所述溶硫剂，由下述重量百分比的组分构成：

主剂                                   75%~85%；

催化剂                                  0.5%~1.5%；

助催化剂                                4%~6%；

稳定剂                                 10%~25%。

作为优选方式，所述有机胺为伯胺、肿胺、醇胺或多亚烷基多胺中的一种。

作为优选方式，所述有机胺的烷基具有3-15个碳原子。

作为优选方式，所述路易斯碱选自烷基酰胺或醇胺中的一种或多种。