高效原油硫化氢脱除剂研究
吴剑鸣
(
中国石油塔里木油田分公司开发事业部)
摘要:经过对原油硫化氢脱除剂的研究与对比分析发现,采用水溶性的硫化氢脱除剂脱除原油中的硫化氢是最为有效的。高效原油脱硫剂具有脱硫效果好,有效物含量投加量小,互溶渗透性能力强,配伍性优良和化学稳定性好等特点。硫化氢脱除剂的评价方法是用吸收滴定原油中硫化氢的含量,确定原油加入不同种类与不同浓度的化学组分,再测定原油的硫化氢的含量,来评价原油硫化氢脱除剂的效果。
关键词:稠油;; ,100～150mg/L的溶解硫化氢,不能达到彻底脱除硫化氢的目的。利用有效的化学硫化氢脱除剂来彻底消除原油中溶解的硫化氢是非常必要的。经过对原油化学硫化氢脱除剂的研究与对比分析发现,采用水溶性的硫化氢脱除剂脱除原油中的硫化氢是最为有效的。原油在油田系统中不同的阶段存在的状态不同,对硫化氢脱除剂的要求也不同。脱水后的原油,要求含水总量小于015%,而通常含水低于这个数值,有012%左右的溶药空间,这就要求原油化学硫化氢脱除剂的脱硫容量要高,药剂需具有良好的增渗与互溶性能,且反应迅速充分。
硫化氢的含量,确定原油加入不同种类与不同浓度的化学组分,再测定原油的硫化氢的含量,来评价原油硫化氢脱除剂的效果。脱除硫化氢效率的计算公式如下
E=
×100%
m0
式中E为脱硫效率(%);m0为未加脱硫剂的油样硫含量(mg);m量)。
。
脱硫主剂主要由大分子脱硫剂和小分子脱硫剂混合组成,第一可提高脱硫剂的有效含量,减少脱硫剂的用量,控制脱水原油的含水量;第二可发挥不同脱硫剂的长处,提高协同脱硫效果。脱硫助剂化学组合主要由渗透剂与互溶剂组成。114 硫化氢脱除剂配方的优选方法
在前期室内实验室实验结果的基础上,调整单一化学剂组分的含量,利用测定不同浓度的效果来进行硫化氢脱除剂的配方筛选。利用单因素优选法,在其他条件一致的情况下,对不同的化学剂与化学组合进行用量与效果的对比测试,选择其中的优化配方,进行放大样品的试制与试验,从放大样品中选择最优的化学配方。11411 大分子脱硫组分的筛选与优化
(1)大分子脱硫组分的筛选。以大分子脱硫组分A、B,在加入量都是6%的条件下,对比效果与性能价格比来确定大分子脱硫剂的配方组分。由实验可知,选择性能价格比较高的大分子脱硫剂B的性能价格比较为合理,比A在同等效果的条件下降低成本1215%。性能价格比=(脱硫效率-不投加的脱硫率)/(产品单价×投加量)。
(2)大分子脱硫组分的含量优化。选用大分子脱硫剂B,按照0、1%、3%、6%、9%、12%、15%的加入量,来优化选择大分子脱硫剂B的最优化用量,测定脱硫剂的脱硫效果为8712%、9115%、9316%、9417%、9314%、9415%和9512%。大分子脱硫剂B的加入量与脱硫效率的关系曲线见图1,由关系曲线确定大分子脱硫组分B的优化含量为3%。
1 脱除剂的配方研究
111 原油中硫化氢含量的测定方法
目前,水中含硫、油中含硫和天然气中的含硫量都有标准化检测方法,但原油中硫化氢含量的测定尚无国家与行业标准。为了精确测定原油中硫化氢的含量,经过反复研究与实验制定了测定原油中硫化氢含量的方法,其基本原理是基于硫化氢在水中与油中的溶解度差异,利用实验室水来萃取油中的硫化氢并使之实现溶解转移,测定水中的硫化氢含量来取得原油中硫化氢的相对含量。具体做法如下:①取一定量的含硫化氢原油样品和蒸馏水混合;②用滴定法测定水中硫化氢的含量;③计算原油中硫的含量。112 硫化氢脱除剂的评价方法
硫化氢脱除剂的评价方法是用吸收滴定原油中
11412 小分子脱硫组分的筛选与优化
(1)小分子脱硫组分的筛选。
按照配方的总体
015%、110%、115%和2%的加入量,来优化选
设计,选择了四种小分子脱硫剂组分,由于受到个
别组分的溶解度的限制,选用加入量为15%,在相同浓度下对比效果来确定小分子脱硫剂的配方组分。实验对比见图2
。
择渗透剂的最优化用量,脱硫效率分别是9115%、9316%、9615%、9618%和9514%。加入量与脱硫效率的关系曲线见图4,由曲线可确定渗透剂B的最佳用量为1%
。
图3
图1
大分子脱硫组分含量与硫化氢脱除效果
图4 渗透剂含量与硫化氢脱除效果
图2 不同小分子脱硫组分含量与硫化氢脱除效果
11414 互溶剂的筛选与优化
从图2可知组分D效果最好,但受到溶解度的限制配制溶液有效物含量较低,无法满足脱水原油投加量低的要求,且液体混浊,感官较差。因此选用了次好的A组分作为原油脱硫剂的优选组分。
(2)小分子脱硫组分的含量优化。选用小分子脱硫剂A,按照0、10%、15%、20%、25%、30%的加入量,来优化选择小分子脱硫剂A的最
从乙醇、异丙醇、异丁醇、乙二醇单丁醚及二乙二醇乙醚等五种常用互溶剂中进行筛选。
通过实验考察各种互溶剂和对脱硫效果的影响。在投加量2%、5%和10%的条件下,三种互溶剂效果非常接近,其他两种效果较差。由于其中一种易燃、易爆且挥发性强,另一种价格昂贵,因此选定了其中一种加入量为5%的这种组分作为优选的互溶剂,特点是互溶性增效效果好、价格适中、原料易得、安全、无异味。
综合上述的研究成果,确定原油硫化氢脱除剂的配方为:大分子脱硫组分B的含量3%+小分子脱硫组分A含量25%+渗透剂B含量为1%+互溶剂含量5%。该药剂硫化氢的脱除能力大,具有良好的增渗与互溶性能,且反应迅速、充分、彻底。
优化用量,测定脱硫剂的脱硫效果为9112%、9115%、9316%、9417%、9314%、9415%和9512%。小分子脱硫剂A的加入量与脱硫效率的
关系曲线见图3,从曲线图中可确定小分子脱硫组分A组分的最佳加入量为25%。
11413 渗透剂的筛选与含量优化
(1)渗透剂的筛选。从渗透剂T、渗透剂TX、渗透剂OT、渗透剂JFC等四种常用渗透剂
中筛选,混合编号为A、B、C、D。按照1%的比例配成4个脱硫剂筛选的小样,进行筛选。
由实验可知,在相同加入量的条件下渗透剂B的效果最好,价格介于最低的D与次高的C之间,因此配方组合时选择渗透剂B。
(2)渗透剂的优化。把渗透剂B按照空白、
2 高效原油脱硫剂的矿场试验
(1)对高含硫化氢油井的试验实例。在掺稀油
流程动力液进口中加入除硫药剂,利用硫化氢脱除剂与稠油中的硫化氢反应生成非硫化氢产品,从而达到降低稠油中硫化氢气体浓度。如塔里木油田的轮古稠油××井,投产后经现场检测,罐口硫化氢
地震作用下高层结构舒适度控制分析
初大勇
(大庆油田建设集团工程公司)
摘要:通过对高层结构振动控制的研究,分析在高层结构中设置减震耗能装置(TMD)对结构楼板加速度的影响。经分析比较证明,在建筑物顶层施加TMD装置可以减小结构地震作用下的加速度响应,能达到一定的减振效果,满足高层结构使用的舒适度要求。
关键词:振动控制;TMD;高层结构;加速度;舒适度
小地震作用下的楼板加速度响应[2]。
2 结构振动控制方法
结构振动控制是研究建筑物在动力荷载作用下,控制结构状态反应(速度、加速度、能量反应等)的理论和方法,它以结构的减振为研究目的,可以划分成主动控制、。本文(TMD)3]TMD结构控制方法[4-5],它最早是由DenHarton在上世纪40年代提出的,目前有悬吊
1 前言
研究的课题。高层结构在地震作用下产生振动,会使人们感到不舒适,从而影响建筑物的正常使用。通过研究表明,弯曲振动时,对舒适度起决定作用的是所考虑点的最大加速度值[1],因此在研究地震作用下高层建筑楼板振动时,加速度响应的最大值起决定作用。本文利用MATLAB编程计算了有控条件下与无控条件下楼板加速度响应的最大值,经分析比较证明,在结构顶层施加TMD装置能够减含量高达480～650mg/L,于2002年3月从产稀液进口加入50mg/L原油硫化氢脱除剂后,硫化氢浓度降至120～180mg/L,脱硫率为63%～82%,平均为78%,达到了较好的硫化氢脱除效果。
(2)外输车运含硫化氢原油的脱除实例。塔河油田原油由管道运输至轮台装车站,装车后用列车运至石化单位。该原油中硫化氢的含量平均为100～130mg/L,原油到轮台装车站后大量溢出到空气中,对装车操作人员带来了危害。为了消除硫化氢的危害,于2008年3月在塔河油田2号联外输泵前投加硫化氢脱除剂,按原油含水小于015%的要求,到达轮台装车站后检测空气中的硫化氢达标,原油中的硫化氢含量小于2～10mg/L。试验表明,应用脱硫剂达到了彻底脱除硫化氢的目的,确保了装车外运的安全。
式和支撑式两种形式。图1所示的悬吊式TMD系统,是将质量块悬吊在结构上,并将弹簧和阻尼器系统设置在悬吊的质量块与结构之间。图2所示的支撑式TMD系统,是将质量块用摩擦系数极小的支撑系统支撑在结构上,并将弹簧和阻尼器系统设置在支撑的质量块与结构之间。目前,利用TMD对高层结构进行位移控制研究的较多,而利用TMD对高层结构的加速度控制研究的较少,本文
将利用支撑式TMD对高层结构的加速度响应进行15mg/m3以下,符合SY/T6137-2005含硫化氢
的油气生产和天然气处理装置作业推荐作法标准的要求。
(2)有效物含量高,投加量小。脱硫剂的有效成分含量≥215×105mg/L,投加量小,能够满足脱水原油外输要求。使原油脱硫剂的脱硫能力大于215×105mg/L,与常规原油脱硫剂相比投加量下
降了30%,加入脱水原油中的用量控制在115L/t以内,能够满足脱水原油外输的要求。
(3)互溶渗透性能力强。渗透剂与互溶剂提高了脱硫剂与原油的互溶性和渗透能力,提高了反应速度和反应程度。
(4)配伍性优良。脱硫剂与多种破乳剂、缓蚀剂等常用化学药剂具有良好的配伍性,并有一定的协同增效作用。
(5)化学稳定性好。化学稳定性能好,保质期长,操作性较好。
(栏目主持 杨 军)
3 高效原油脱硫剂的技术特点
(1)脱硫效果好。脱后原油硫化氢含量可降至
高效原油硫化氢脱除剂研究
吴剑鸣
(
中国石油塔里木油田分公司开发事业部)
摘要:经过对原油硫化氢脱除剂的研究与对比分析发现,采用水溶性的硫化氢脱除剂脱除原油中的硫化氢是最为有效的。高效原油脱硫剂具有脱硫效果好,有效物含量投加量小,互溶渗透性能力强,配伍性优良和化学稳定性好等特点。硫化氢脱除剂的评价方法是用吸收滴定原油中硫化氢的含量,确定原油加入不同种类与不同浓度的化学组分,再测定原油的硫化氢的含量,来评价原油硫化氢脱除剂的效果。
关键词:稠油;; ,100～150mg/L的溶解硫化氢,不能达到彻底脱除硫化氢的目的。利用有效的化学硫化氢脱除剂来彻底消除原油中溶解的硫化氢是非常必要的。经过对原油化学硫化氢脱除剂的研究与对比分析发现,采用水溶性的硫化氢脱除剂脱除原油中的硫化氢是最为有效的。原油在油田系统中不同的阶段存在的状态不同,对硫化氢脱除剂的要求也不同。脱水后的原油,要求含水总量小于015%,而通常含水低于这个数值,有012%左右的溶药空间,这就要求原油化学硫化氢脱除剂的脱硫容量要高,药剂需具有良好的增渗与互溶性能,且反应迅速充分。
硫化氢的含量,确定原油加入不同种类与不同浓度的化学组分,再测定原油的硫化氢的含量,来评价原油硫化氢脱除剂的效果。脱除硫化氢效率的计算公式如下
E=
×100%
m0
式中E为脱硫效率(%);m0为未加脱硫剂的油样硫含量(mg);m量)。
。
脱硫主剂主要由大分子脱硫剂和小分子脱硫剂混合组成,第一可提高脱硫剂的有效含量,减少脱硫剂的用量,控制脱水原油的含水量;第二可发挥不同脱硫剂的长处,提高协同脱硫效果。脱硫助剂化学组合主要由渗透剂与互溶剂组成。114 硫化氢脱除剂配方的优选方法
在前期室内实验室实验结果的基础上,调整单一化学剂组分的含量,利用测定不同浓度的效果来进行硫化氢脱除剂的配方筛选。利用单因素优选法,在其他条件一致的情况下,对不同的化学剂与化学组合进行用量与效果的对比测试,选择其中的优化配方,进行放大样品的试制与试验,从放大样品中选择最优的化学配方。11411 大分子脱硫组分的筛选与优化
(1)大分子脱硫组分的筛选。以大分子脱硫组分A、B,在加入量都是6%的条件下,对比效果与性能价格比来确定大分子脱硫剂的配方组分。由实验可知,选择性能价格比较高的大分子脱硫剂B的性能价格比较为合理,比A在同等效果的条件下降低成本1215%。性能价格比=(脱硫效率-不投加的脱硫率)/(产品单价×投加量)。
(2)大分子脱硫组分的含量优化。选用大分子脱硫剂B,按照0、1%、3%、6%、9%、12%、15%的加入量,来优化选择大分子脱硫剂B的最优化用量,测定脱硫剂的脱硫效果为8712%、9115%、9316%、9417%、9314%、9415%和9512%。大分子脱硫剂B的加入量与脱硫效率的关系曲线见图1,由关系曲线确定大分子脱硫组分B的优化含量为3%。
1 脱除剂的配方研究
111 原油中硫化氢含量的测定方法
目前,水中含硫、油中含硫和天然气中的含硫量都有标准化检测方法,但原油中硫化氢含量的测定尚无国家与行业标准。为了精确测定原油中硫化氢的含量,经过反复研究与实验制定了测定原油中硫化氢含量的方法,其基本原理是基于硫化氢在水中与油中的溶解度差异,利用实验室水来萃取油中的硫化氢并使之实现溶解转移,测定水中的硫化氢含量来取得原油中硫化氢的相对含量。具体做法如下:①取一定量的含硫化氢原油样品和蒸馏水混合;②用滴定法测定水中硫化氢的含量;③计算原油中硫的含量。112 硫化氢脱除剂的评价方法
硫化氢脱除剂的评价方法是用吸收滴定原油中
11412 小分子脱硫组分的筛选与优化
(1)小分子脱硫组分的筛选。
按照配方的总体
015%、110%、115%和2%的加入量,来优化选
设计,选择了四种小分子脱硫剂组分,由于受到个
别组分的溶解度的限制,选用加入量为15%,在相同浓度下对比效果来确定小分子脱硫剂的配方组分。实验对比见图2
。
择渗透剂的最优化用量,脱硫效率分别是9115%、9316%、9615%、9618%和9514%。加入量与脱硫效率的关系曲线见图4,由曲线可确定渗透剂B的最佳用量为1%
。
图3
图1
大分子脱硫组分含量与硫化氢脱除效果
图4 渗透剂含量与硫化氢脱除效果
图2 不同小分子脱硫组分含量与硫化氢脱除效果
11414 互溶剂的筛选与优化
从图2可知组分D效果最好,但受到溶解度的限制配制溶液有效物含量较低,无法满足脱水原油投加量低的要求,且液体混浊,感官较差。因此选用了次好的A组分作为原油脱硫剂的优选组分。
(2)小分子脱硫组分的含量优化。选用小分子脱硫剂A,按照0、10%、15%、20%、25%、30%的加入量,来优化选择小分子脱硫剂A的最
从乙醇、异丙醇、异丁醇、乙二醇单丁醚及二乙二醇乙醚等五种常用互溶剂中进行筛选。
通过实验考察各种互溶剂和对脱硫效果的影响。在投加量2%、5%和10%的条件下,三种互溶剂效果非常接近,其他两种效果较差。由于其中一种易燃、易爆且挥发性强,另一种价格昂贵,因此选定了其中一种加入量为5%的这种组分作为优选的互溶剂,特点是互溶性增效效果好、价格适中、原料易得、安全、无异味。
综合上述的研究成果,确定原油硫化氢脱除剂的配方为:大分子脱硫组分B的含量3%+小分子脱硫组分A含量25%+渗透剂B含量为1%+互溶剂含量5%。该药剂硫化氢的脱除能力大,具有良好的增渗与互溶性能,且反应迅速、充分、彻底。
优化用量,测定脱硫剂的脱硫效果为9112%、9115%、9316%、9417%、9314%、9415%和9512%。小分子脱硫剂A的加入量与脱硫效率的
关系曲线见图3,从曲线图中可确定小分子脱硫组分A组分的最佳加入量为25%。
11413 渗透剂的筛选与含量优化
(1)渗透剂的筛选。从渗透剂T、渗透剂TX、渗透剂OT、渗透剂JFC等四种常用渗透剂
中筛选,混合编号为A、B、C、D。按照1%的比例配成4个脱硫剂筛选的小样,进行筛选。
由实验可知,在相同加入量的条件下渗透剂B的效果最好,价格介于最低的D与次高的C之间,因此配方组合时选择渗透剂B。
(2)渗透剂的优化。把渗透剂B按照空白、
2 高效原油脱硫剂的矿场试验
(1)对高含硫化氢油井的试验实例。在掺稀油
流程动力液进口中加入除硫药剂,利用硫化氢脱除剂与稠油中的硫化氢反应生成非硫化氢产品,从而达到降低稠油中硫化氢气体浓度。如塔里木油田的轮古稠油××井,投产后经现场检测,罐口硫化氢
地震作用下高层结构舒适度控制分析
初大勇
(大庆油田建设集团工程公司)
摘要:通过对高层结构振动控制的研究,分析在高层结构中设置减震耗能装置(TMD)对结构楼板加速度的影响。经分析比较证明,在建筑物顶层施加TMD装置可以减小结构地震作用下的加速度响应,能达到一定的减振效果,满足高层结构使用的舒适度要求。
关键词:振动控制;TMD;高层结构;加速度;舒适度
小地震作用下的楼板加速度响应[2]。
2 结构振动控制方法
结构振动控制是研究建筑物在动力荷载作用下,控制结构状态反应(速度、加速度、能量反应等)的理论和方法,它以结构的减振为研究目的,可以划分成主动控制、。本文(TMD)3]TMD结构控制方法[4-5],它最早是由DenHarton在上世纪40年代提出的,目前有悬吊
1 前言
研究的课题。高层结构在地震作用下产生振动,会使人们感到不舒适,从而影响建筑物的正常使用。通过研究表明,弯曲振动时,对舒适度起决定作用的是所考虑点的最大加速度值[1],因此在研究地震作用下高层建筑楼板振动时,加速度响应的最大值起决定作用。本文利用MATLAB编程计算了有控条件下与无控条件下楼板加速度响应的最大值,经分析比较证明,在结构顶层施加TMD装置能够减含量高达480～650mg/L,于2002年3月从产稀液进口加入50mg/L原油硫化氢脱除剂后,硫化氢浓度降至120～180mg/L,脱硫率为63%～82%,平均为78%,达到了较好的硫化氢脱除效果。
(2)外输车运含硫化氢原油的脱除实例。塔河油田原油由管道运输至轮台装车站,装车后用列车运至石化单位。该原油中硫化氢的含量平均为100～130mg/L,原油到轮台装车站后大量溢出到空气中,对装车操作人员带来了危害。为了消除硫化氢的危害,于2008年3月在塔河油田2号联外输泵前投加硫化氢脱除剂,按原油含水小于015%的要求,到达轮台装车站后检测空气中的硫化氢达标,原油中的硫化氢含量小于2～10mg/L。试验表明,应用脱硫剂达到了彻底脱除硫化氢的目的,确保了装车外运的安全。
式和支撑式两种形式。图1所示的悬吊式TMD系统,是将质量块悬吊在结构上,并将弹簧和阻尼器系统设置在悬吊的质量块与结构之间。图2所示的支撑式TMD系统,是将质量块用摩擦系数极小的支撑系统支撑在结构上,并将弹簧和阻尼器系统设置在支撑的质量块与结构之间。目前,利用TMD对高层结构进行位移控制研究的较多,而利用TMD对高层结构的加速度控制研究的较少,本文
将利用支撑式TMD对高层结构的加速度响应进行15mg/m3以下,符合SY/T6137-2005含硫化氢
的油气生产和天然气处理装置作业推荐作法标准的要求。
(2)有效物含量高,投加量小。脱硫剂的有效成分含量≥215×105mg/L,投加量小,能够满足脱水原油外输要求。使原油脱硫剂的脱硫能力大于215×105mg/L,与常规原油脱硫剂相比投加量下
降了30%,加入脱水原油中的用量控制在115L/t以内,能够满足脱水原油外输的要求。
(3)互溶渗透性能力强。渗透剂与互溶剂提高了脱硫剂与原油的互溶性和渗透能力,提高了反应速度和反应程度。
(4)配伍性优良。脱硫剂与多种破乳剂、缓蚀剂等常用化学药剂具有良好的配伍性,并有一定的协同增效作用。
(5)化学稳定性好。化学稳定性能好,保质期长,操作性较好。
(栏目主持 杨 军)
3 高效原油脱硫剂的技术特点
(1)脱硫效果好。脱后原油硫化氢含量可降至