[发明专利]一种高含硫天然气净化装置清洗剂

说明书

本发明属于清洗剂领域，具体涉及一种高含硫天然气净化装置清洗剂。该清洗剂至少由氧化主剂、氧化助剂、螯合助剂和水组成；氧化主剂选自高铁酸盐；氧化助剂选自氯酸盐、过硫酸盐中的一种或两种；氧化主剂、氧化助剂的质量比为0.1～1.5：0.01～0.2。本发明的高含硫天然气净化装置清洗剂，通过大量实验优选得到，一剂多能，具有同时清除硫化亚铁、硫沉积及硫化氢等物质的功能。清洗后的金属表面可以形成保护钝化膜，再次生产时能够减缓物料对装置金属内壁的腐蚀伤害，有效延长装置使用年限。

技术领域

本发明属于清洗剂领域，具体涉及一种高含硫天然气净化装置清洗剂。

背景技术

井底采出的高含硫天然气通常含有甲烷、乙烷等烃类，以及硫化氢(H₂S体积百分比大于2％)、硫醇、硫醚、二氧化碳、水蒸汽等成分，须经过脱硫、脱水等净化处理才能进入集输系统。高含硫天然气净化装置由脱硫、脱水、硫磺回收、尾气处理、酸水汽提等不同单元组成,为保证净化装置安全平稳运行，及时消除运行中出现的隐患问题，需要定期开展全面检修。

由于净化装置处理的天然气含硫组分较高，不同净化处理单元在长期运行后，会因设备腐蚀产生大量的硫化亚铁(FeS)，吸附在设备和管道内壁，装置检修期间，空气进入设备、管道内部，由于硫化亚铁具有较强的还原性，当它与空气中的氧充分接触后，会发生强烈的氧化还原反应并放出大量的热，此热量足够使低沸点轻质、易燃成分燃烧，引发“硫化亚铁自燃”现象，导致火灾和爆炸事故发生；同时，井底高温、高压天然气运移至地面后，由于温度、压力降低，高含硫天然气中的溶解元素硫会在净化装置内析出，在管道和设备内壁沉积，并在沉积区引起腐蚀与堵塞，从而增加生产过程的能耗，缩短装置寿命；此外，设备运行期间，工艺物料中的硫化氢、二氧化硫、硫醇、硫醚等有毒有害物质淤积在设备及管线内部，在装置停工吹扫时，随放空蒸汽扩散到装置现场及周围环境中，会造成严重的人身伤害和环境污染。为此，高含硫天然气净化装置在检修前有必要开展清洗措施，以清除设备和管道上的硫化亚铁、硫沉积及硫化氢等有害物质，保证净化装置的安全正常运行。

目前石油化工常用清除硫化亚铁和硫化氢的方法主要有：蒸汽吹扫、酸洗、碱洗和多级氧化剂清洗等。

蒸汽吹扫方法应用最早，是采用蒸汽多次吹扫石油化工设备与管线达到清洗去除垢物的目的，由于需要多次暖管、吹扫、降温，故施工时间长，且清洗效果较差。

酸洗法是用硫酸、盐酸、磷酸等溶解清洗硫化亚铁等垢物，清洗效果好，但费用高、腐蚀率高，产生的硫化氢需要进行二次处理。

碱洗法是用氢氧化钠、碳酸钠、磷酸三钠等碱性物质清洗硫化亚铁、水、油等垢物，对水垢、油垢有一定清除效果，但清除硫化亚铁效果较差。

多级氧化剂清洗法是目前石油化工设备清除硫化亚铁的常用方法，该方法是指采用高锰酸钾、重铬酸钾、次氯酸钠等氧化剂将硫化亚铁等转变为可溶解的氧化物，能够有效清除硫化亚铁，但废液中有锰、铬等重金属离子需要进行二次处理。采用这些方法清洗装置的硫化亚铁、硫化氢有一定效果，但是大多存在废液需要进行二次处理的问题。

目前清除硫沉积的方法有加热熔化法、化学反应法、加注溶硫剂法，其中加注溶硫剂是目前抑制硫沉积、解除硫沉积堵塞最直接可靠的方法。溶硫剂可分为物理溶剂和化学溶剂，物理溶剂有二硫化碳、轻矿物油或液体烃、石蜡基矿物油、苯、环烷烃等，一般仅用于处理中等量的硫沉积，当硫沉积量很大时该方法不适用；化学溶剂主要有无机碱类、有机碱类、有机二硫化物类，适用于硫沉积量很大的情况，目前应用较多的是有机二硫化物类和有机碱中的有机胺类溶剂，但都存在毒性大、腐蚀性强的问题，且只能溶解清除单一的硫沉积，与硫化亚铁无化学反应，清除硫化亚铁效果较差。

为满足同时清除硫化亚铁、硫化氢及硫沉积的目的，若将目前常用清除硫化亚铁的氧化剂与常用的二硫化物和有机胺等溶硫剂简单混合，除有不安全因素外(如二甲基二硫与氧化剂接触，有引起燃烧爆炸的危险)，还会产生新的沉淀物质(如高锰酸钾与二乙醇胺反应产生沉淀)；若将清除硫化亚铁、硫化氢与硫沉积分为二个阶段进行，清洗工艺复杂、周期长，影响生产。