石油天然气脱硫剂的研究

2003年11精细石油化工SPECIALITY PETROCHEMICALS第6期石油天然气脱硫剂的研究胡云霞闫仁庚奚惠民杨涛张旭龙王吉德(1.新疆大学化学化工学院,乌鲁木齐830046;2.伊犁师范学院化学系,伊犁835003.克拉玛依采油二厂2号气站,克拉玛依834000;4.克拉玛依金叶公司,克拉玛依8340000摘要:以活性炭为原料,乙醇胺为添加剂,碳酸钠为改性剂制成脱硫剂,考察了活性炭及添加剂的种类、改性剂及添加剂的含量以及不同制备条件对活性炭脱硫活性能的影响。结果表明最优活性炭脱硫剂组成是:将煤质活性炭放在5%的碳酸钠溶液里浸渍改性,添加0.1%的乙醇胺。产物经中试和现场专家鉴定,其脱硫性能优于市售同类产品关键词:活性炭脱硫剂吸附硫化氢天然气是一种廉价高效的燃料,已被广泛使丙醇胺等均为分析纯试剂用。新疆油田公司的彩南油田2*气站和石西油721分光光度度计。田的天然气中含硫量均超过国家标准规定的201.2脱硫剂的制备mg/m,气站现用的市售脱硫剂价格及运输成取一定量的煤制炭用蒸馏水煮沸,洗净后,在本较高,为此笔者开发了一种新脱硫剂110℃烘4h,然后用一定浓度的碳酸钠溶液及活性炭应用于气体脱硫最初是利用其选择物0.01%~1.0%的添加剂溶液浸渍12h,滗干,于理吸附作用,而目前用浸渍过的活性炭脱硫的研10℃烘干12h,直至干燥。究较多,主要集中在脱硫机理及添加活性组分的1.3脱硫剂的实验室评价装置研究上。在活性炭中添加适当的改性剂可以显著硫化氢入口本底取样口增强活性炭的吸附性能,从而既可降低活化能,混合器可以提高硫容2。转子流量讠I实验光度法分析吸收瓶吸附器1.1主要试剂与仪器图1脱硫剂的实验室评价装置脱硫剂B:2108干脱硫剂;煤制炭,新疆昌吉万名活性炭厂;对氨基二甲苯胺盐酸盐,CR;收稿日期:2002-10-22;修改穑收到日期:2003-08-13。作者简介:胡云霞(1972-),女,助教,主要进行油田化学Na2CO3、邻苯三酚、乙二胺、苦味酸、乙醇胺、二异的研究工作,Emi: I wangid( xiu,du.cnSTUDY ON SYNTHESIS OF GLYCEROL TRIOLEATEZhang Yuecheng, Hu Qiuyi, Han Jianping, Zhao Jiquan, Han Shuangzhan and Zhao Yanli2(l. Department of Pharmaceutical Engineering, Hebei University of Technology, Tianjin 300130China; 2. Shijiazhuang Vitamin medicine Limited Cor poration, Shijiazhuang Hebei ProvinceShijiazhuang 050035, China)Abstract: The synthesis of glycerol trioleate from oleic acid and glycerol with toluene- p-sulfonic acidas catalyst was studied. The optimal conditions were obtained as follows: molar ratio of oleic acid toglycerol=1. 1:1, w(catalyst)=6.9% of glycerol, reaction temperature 150-160 C, reaction tim4.5 h. The yield is 92. 7%. The methods for separating and analyzing glycerol trioleate were givenKey words: glycerol trioleate; oleic acid; toluene-p-sulfcnic acl6胡云霞等.石油天然气脱硫剂的研究1.4脱硫剂的实验室评价方法异丙醇胺、乙醇胺的加入量各为0.1%时,其硫容在一定直径的吸附器中,装人一定质量的脱都达到各自的最大值,与未加添加剂的脱硫剂相硫剂,H2S以10mL/min的流速通入,并由钢瓶比,硫容分别提高了62%,50%,40%和107%中的N2以250mL/s的流速带入吸附器,未反应因此,选择0.1%的乙醇胺为添加剂的H2S气体由吸收液吸收,以无色澄清的碱性锌表1添加剂种类及用量对硫容的影响氨络盐吸收液变浑浊时作为吸附终点,吸附结束添加剂硫容/(mg:g1)后用分光光度计测吸收液的吸光度,计算吸硫容用量,%苦味酸邻苯三酚二异丙醇胺乙醇胺量9.059.059.05硫容为单位质量脱硫剂脱除的H2S换算成单质硫的质量。硫容越大,单位质量脱硫剂的脱9.1414.6硫效果越好18.8硫容(g/s)=累计脱硫质量15.6脱硫剂质量1.011.09.1011.92结果与讨论2.1活性炭种类对脱硫活性的影响分别用杏壳炭、煤制炭、椰壳炭进行实验。结2.5实验气中H2S含量对硫容的影响果表明:杳壳炭的脱硫效果最好,煤制炭次之,椰实验发现,在固定实验气流速情况下,配制气壳炭较差。但杏壳炭单价高,且与煤制炭的脱硫体中HS含量从5g/m增加到14g/m3时,硫效果相差不多,所以以煤制炭为脱硫剂主料容呈曲线递减,即H2S含量每增加一倍,硫容减2.2碳酸钠溶液浓度对脱硫剂活性的影响少10%~20%,可见降低H2S的浓度有利于脱硫反应。但为了缩短实验周期,配制的实验气中H2S浓度远大于需处理的石油天然气中H2S的浓度(40~400mg/m3)。2.6实验气流速对硫容的影响实验气流速对硫容的影响明显,流速从300mL/min降到100mL/min时,硫容提高20%30%。这是因为流速降低,增加了H2S与脱硫剂浸渍液酸钠含量.微图2碳酸钠溶液浓度对硫容的影响的接触时间,有利于H2S进行物理和化学吸附。用2%,5%,10%,20%碳酸钠溶液浸渍经过27脱硫剂质量对硫容的影响干燥处理的活性炭,实验结果表明:用5%碳酸钠分别称取脱硫剂5.0,10.0g,在同样的操作溶液浸渍活性炭脱硫效果最好。因为溶液浓度过条件下比较其脱硫效果。当脱硫剂的质量增大到高不宜渗透进粒状催化剂微孔,导致活性组分分2倍时,其脱硫能力相应超过了2倍多。这是因布不均;浓度过低,则需多次浸渍才能满足负载为脱硫剂的质量增大时吸附层的高径比变大量。故选用5%碳酸钠为宜。H2S在床层里的停留时间延长,因此在实际生产2.3浸溃时间对脱硫剂活性的影响中一次投放量越大越有利于脱硫。分别用5%碳酸钠溶液浸渍活性炭2,4,12,3脱硫性能中试评价和现场实验24h。制备好以上脱硫剂后,经评价得知浸渍12实验地点:克拉玛依采油二厂2气站h以后,吸附达到平衡,因此浸渍时间选为12h3.1中型试验2.4添加剂对脱硫剂活性的影响原料气中H2S含量为240mg/m3;大气温度添加剂种类和用量对硫容的影响见表1。从13℃;大气压力0.989MPa;天然气流速25L表1可见,随添加剂苦味酸、邻苯三酚、二异丙醇min;进口压力0.17MPa;A柱装笔者研制的脱胺、乙醇胺的用量从0增加到1.%时,硫容随之硫剂100g;B柱装市售脱硫剂B100g,分为两个改变。当苦味酸的加入量为0.05%,邻苯三酚系统同时进行试验,结果见表2。精细石油化工表2中试结果取样日期和时间通过各柱气体流量/L出口含硫/(mg·m-3)脱H2S量/(g·100g-1)002-04-10T10:06200204-10T11:001570.7无含硫2002-04-10T11:201850.71850.72002-04-10T11:3050.72450.715.269.12002-04-10T13:086584.26584,225.398.93.2专家现场实验b.脱硫剂寿命由一次投放量、需处理的天然进口压力0.15MPa;原料气中H2S含量为气中H2S浓度及通气速度决定127.25mg/m3;脱硫剂质量120.0g;天然气流速c.经现场实验证明笔者研制的脱硫剂脱硫效52L/min,结果见表3。果比市售的脱硫剂脱硫效果好。表3专家现场实验结果d.该脱硫剂的一次使用寿命和再生方法,以活性炭样品及物理吸附与化学吸附之间的关系有待进一步研检出H2S时H2S含量/(mg·m-3)9.8540.308究试验天然气体积/m31.42692.6377被吸附H2S的量/mg181,58335,65活性炭吸附H2S量/(mg·g-1)1.512.801GB17820.天然气,国家质量技术监督局结论2 Turk A, Sakalls E, Lessuck J, et al. Ammonia injection en-a.以煤质活性炭为载体,使用5%碳酸钠溶液hances capacity of activated carbon for hydrogen sulfide and作浸渍剂,0.1%的乙醇胺作添加剂,浸渍12h,常 methyl mercaptan[J. Environ Sci technol,1989,23(10温下可以有效脱除H2S1241~1245RESEARCH ON DESULFURIZER FOR PETROLEUM NATURAL GASHu Yunxia.2, Yan Rengeng, Xi Huimin, Yang Tao, Zhang Xulong' and Wang Jide(1. College of Chemistry &Chemical Engineering, Xinjiang University, Urumgi 830046, china2. Department of Chemistry, Yili Normal College, Yili 835000, China; 3. 2 Gas Station, No. 2Petroleum Production Factory, Kelamayi 834000, China; 4. Jinye Company, Kelamayi 834000Abstract: A solid desulfurizer for natural gas was prepared from acadditive and Nay CO, as modified. The effects of the variety of active carbon and additives, the concentration of the impregnant and different preparation conditioactive carbon were investigated. The results showed that the optimal desulfurizer is composed of coal-based active carbon, impregnated with 5% Na, CO solution and 0. 1% ethanolamine as additive. Theproduct was tested by in situ experiment and identified by experts. This product is better than thoseKey words modified active carbon; desulfurizer; adsorption; hydrogen sulfide