[发明专利]一种溶硫剂及其制备方法和应用

说明书

本公开涉及一种溶硫剂及其制备方法和应用。所述溶硫剂含有高支化聚合物、极性物理溶剂和无机碱催化剂；所述高支化聚合物的支化度为0.8～1，分子量为400～10000，所述高支化聚合物的端基含有70～100摩尔％的胺基。本公开的溶硫剂中含有高支化聚合物，该高支化聚合物结构中含有大量支化单元、端基数量多且端基含有大量胺基，有效提高了溶硫剂的溶硫能力，而且聚合物本身无挥发性，无刺激性味道，更安全环保。本公开的制备高效溶硫剂的方法工艺简单方便，仅需一步室温搅拌混合即可实现，便于制备应用。

技术领域

本公开涉及油气田化学品技术领域，具体地，涉及一种溶硫剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着高含硫气田的开采，元素硫会在集输系统中逐渐沉积。硫的大量沉积会引起集输管线及设备堵塞，导致集输能力下降，甚至停产。而一旦生产管线中形成“硫堵”，管线极有可能因腐蚀、憋压等遭到破坏，造成严重的安全事故。因此，需要提出有效的硫沉积防治措施，保证高含硫气田集输系统安全平稳运行。

溶硫剂解堵治理技术是目前国内外广泛采用的一套硫沉积治理方法。溶硫剂主要分为物理性溶剂和化学性溶剂两大类。常用的物理溶剂有液体烃、石蜡基矿物油、芳香烃、环烷烃、石油馏分、烷基萘混合物、甲苯、四氯化碳、二硫化碳等，物理溶剂只能处理中等程度的硫沉积。

化学溶剂有高的溶硫能力，使用较多的是二硫化物类溶剂，一般以二甲基二硫(DMDS)为主剂，并辅以催化剂，作用机理是通过DMDS与元素硫形成二甲基多硫化物而达到溶硫目的，商品剂的硫磺溶解度可达到100％(25℃)以上。国外主要以加拿大Alberta硫磺研究所和美国Pennwalt公司的溶硫剂为代表。虽然二硫化物类溶剂溶硫效果好，但它是一种具有较强烈恶臭味和刺激性的化学物质，易吸附在衣服、头发上，不利于现场操作人员的安全与健康，并且回收再生流程复杂。

不含DMDS的另外一类化学性溶剂为胺类或烷基醇胺类，商品剂的硫磺溶解度可实现10％(25℃)以上，如加拿大联合碳化物公司开发的D-Tron’s溶硫剂。CN104140800A公开了一种适用于高含硫气田的胺类溶硫剂，由甲酰胺类物理溶硫剂和多乙烯多胺类化学溶硫剂混合而成，制备简单，无恶臭，毒性小，对金属和高分子材料腐蚀性小，常温常压的溶硫量为38.5～47.8g硫粉/100mL溶硫剂。CN105112037A公开了一种常温高效溶硫剂，是由具有RNH₂结构的伯胺类为主剂，与无机碱催化剂和具有杂环类结构的共催化剂按一定比例配制而成，在常温下1g溶硫剂溶硫0.8g以上，溶解速度快，无恶臭，成本低。CN105199696A公开了一种新型高效聚醚胺类溶硫剂，是由聚醚胺类、二甲亚砜和无机碱催化剂制备而成，具有无恶臭、毒性小、硫溶解度高、速度快等优势，常温下的硫溶解度可以达到90％以上，但该专利配方中二甲亚砜占70～90％，存在一定的毒性，使用时要避免其挥发。

针对高含硫气井井筒和集输管网单质硫堵塞严重的情况，目前可采用胺类复配溶硫剂来替代DMDS类溶硫剂，具有毒性小、低恶臭等优势，但目前文献中多采用的是小分子有机胺类，一方面有些体系硫溶解度不高，不能满足现场要求，另一方面小分子胺仍有一定的毒性和刺激性。

发明内容

本公开的目的是提供一种溶硫能力高、毒性刺激性更小、更安全环保的溶硫剂。

为了实现上述目的，本公开第一方面提供一种溶硫剂，所述溶硫剂含有高支化聚合物、极性物理溶剂和无机碱催化剂；所述高支化聚合物的支化度为0.8～1，分子量为400～10000，所述高支化聚合物的端基含有70～100摩尔％的胺基。

可选地，相对于100重量份的所述高支化聚合物，所述极性物理溶剂的含量为10～30重量份，所述无机碱催化剂的含量为0.05～0.3重量份。

可选地，所述高支化聚合物包括树枝状聚合物和/或超支化聚合物，所述树枝状聚合物的支化度为1，所述超支化聚合物的支化度大于0.8。