原油脫硫技術(shù)

關(guān)于原油脫硫技術(shù)第一頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期日目錄含硫原油脫硫方法和原理原油脫硫劑的選擇原油脫硫工藝原油脫硫問題及辦法第二頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期日

在含硫油氣田開采過程中，原油中含一定量的硫化氫和有機(jī)硫化合物。含硫?qū)υ托再|(zhì)的影響很大，對(duì)管線有腐蝕作用，對(duì)人體健康有害。含硫量是指原油中所含硫（硫化物或單質(zhì)硫分）的百分?jǐn)?shù)。根據(jù)原油中的硫含量不同，可以分為低硫、含硫、高含硫原油。含硫量不超過0.5%的叫低硫原油，含硫量在0.5%-1%之間的叫做含硫原油，含硫量超過1%的叫做高含硫原油《加工高含硫原油安全管理規(guī)定（2004）》—中國(guó)石化）。

原油含硫情況第三頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期日含硫原油——硫的存在形式第四頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期日含硫原油——硫化物的性質(zhì)通過比較，H2S化學(xué)性能最穩(wěn)定，其他硫化物在一定條件下都轉(zhuǎn)化為H2S。自然條件下，原油中的活性硫也主要以硫化氫形式存在，脫硫劑主要脫除硫化氫。名稱分子式常溫狀態(tài)溶解性（水）毒性和酸堿性化學(xué)性質(zhì)備注硫化氫H2S無色氣體，惡臭易溶劇毒水溶液酸性羰基硫COS無色氣體，惡臭溶劇毒在水中水解生成H2S二硫化碳CS2無色液體難溶與堿性物質(zhì)反應(yīng)高溫和水蒸氣完全轉(zhuǎn)化H2S硫醇RSH無色液體有異味微溶酸性加熱分解為烯烴和H2S硫醚RSR′無色物質(zhì)中性高溫400℃轉(zhuǎn)化H2S噻吩C4H4S無色液體不溶性能和苯類似，穩(wěn)定，最難脫除第五頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期日

含硫原油——安全和環(huán)保的要求

原油中的硫化物些物質(zhì)在原油集輸、運(yùn)輸、加工過程中，分解產(chǎn)生低級(jí)硫化物，使設(shè)備在其作用下會(huì)發(fā)生化學(xué)腐蝕、應(yīng)力腐蝕，造成設(shè)備、管線泄漏，嚴(yán)重影響安全生產(chǎn)；硫化氫是有毒氣體，對(duì)人體健康構(gòu)成威脅，需安全排放。生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)一般要求在10PPm以下；燃燒產(chǎn)物和工業(yè)裝置馳放氣排入大氣危害人體健康，污染環(huán)境（燃燒后生產(chǎn)SO2，可導(dǎo)致酸雨，污染環(huán)境）。因此，當(dāng)代在環(huán)保要求愈發(fā)嚴(yán)格，要盡可能的去除硫化物。第六頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期日目錄含硫原油脫硫原理和方法原油脫硫劑原油脫硫工藝原油脫硫問題及辦法第七頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期日

原油脫硫原理原油脫硫?qū)儆跐穹摿?。濕法脫硫可分為吸收法和氧化法。吸收法又分為物理吸收、化學(xué)吸收和化學(xué)-物理吸收三種。物理吸收的基本原理如果吸收過程不發(fā)生顯著的化學(xué)反應(yīng)，單純是被吸收氣體溶解于液體的過程，稱為物理吸收。物理吸收的特點(diǎn)是，隨著溫度的升高，被吸氣體的吸收量減少。物理吸收的程度，主要取決于氣--液平衡，只要?dú)庀嘀斜晃盏臍怏w分壓大于液相平衡時(shí)該氣體分壓時(shí)，吸收過程就會(huì)進(jìn)行。由于物理吸收過程的推動(dòng)力很小，吸收速率較低，在現(xiàn)代很少單獨(dú)采用物理吸收法。第八頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期日

原油脫硫原理化學(xué)吸收法的基本原理若被吸收的組分與吸收液的組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，則稱為化學(xué)吸收。在化學(xué)吸收過程中，被吸收組分與吸收液的組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，有效的降低了溶液表面上被吸收組分的分壓，增加了吸收過程的推動(dòng)力，即提高了吸收效率又降低了被吸收組分的氣相分壓。因此，化學(xué)吸收速率比物理吸收速率大得多。用化學(xué)吸收法進(jìn)行脫硫化氫，技術(shù)上比較成熟，操作簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)，已成為應(yīng)用最多、最普遍的脫硫化氫技術(shù)。第九頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期日

脫硫的方法第十頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期日

原油脫硫的方法

濕法脫硫：采用脫硫劑物理吸收和化學(xué)吸收脫硫。處理量大，操作連續(xù)，選擇性好，投資和操作費(fèi)用低。水在濕法脫硫中起著重要作用。如MDEA的吸收原理如下

H2S+R2NCH3=R2CH3NH++HS-

干法脫硫：通過固體脫硫劑固定床脫硫。間歇操作，設(shè)備笨重，投資高。如Fe2O3的吸收原理如下：

Fe2O3+H2S=FeSx+S+H2O細(xì)菌、微生物法脫硫：操作費(fèi)用低，不排放有毒物質(zhì)，無廢液排放，選擇性高，無腐蝕問題。加氫脫硫：原油中的S約有80—90%留于重餾分中。硫以復(fù)雜的環(huán)狀結(jié)構(gòu)存在，而需去除的僅是硫原子，故不能用物理方法分離硫化物。采用高壓下的催化加氫破壞C—S—C鍵形成H2S氣體，可達(dá)目的，但費(fèi)用很高。第十一頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期日

原油脫硫的方法

通過對(duì)上述含硫原油及脫硫原理和方法的認(rèn)識(shí)得出，有效脫除原油中的硫化氫，應(yīng)該從兩個(gè)方面著手：

1、原油脫硫劑藥劑的開發(fā)；

2、原油和藥劑混合效率的提高。

第十二頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期日目錄含硫原油脫硫原理和方法原油脫硫劑原油脫硫工藝原油脫硫問題及辦法第十三頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期日

原油脫硫劑

原油脫硫劑的開發(fā)，一般對(duì)濕法脫硫單體化學(xué)品進(jìn)行了篩選，得出優(yōu)選單體組分；對(duì)單體組分復(fù)配，優(yōu)化組合，發(fā)揮各組份協(xié)同作用，使藥劑效果達(dá)到最佳，減少藥劑用量。原油脫硫劑選擇一般要考慮以下因素1.

脫硫容量（硫容）原油中硫含量決定脫硫劑的用量（根據(jù)等摩爾反應(yīng)原理）。脫硫劑的硫容大小反映產(chǎn)品脫硫能力的大小。2、反應(yīng)溫度、速度問題在原油中除硫化氫，短時(shí)間內(nèi)要連續(xù)不斷地凈化大量原油，反應(yīng)速度要求要快，一般幾秒內(nèi)就完成。按化學(xué)反應(yīng)原理，溫度越高，反應(yīng)越快。優(yōu)質(zhì)的原油脫硫劑反應(yīng)溫度寬泛(0-100℃)，脫硫速度適當(dāng)。3.

能耗問題在集輸過程中，原油脫硫劑加注通過計(jì)量泵，能耗很??；原油脫硫劑在常溫下就可以發(fā)生脫硫反應(yīng)，消除硫化氫的過程是放熱過程，一般不需要消耗能量。第十四頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期日

原油脫硫劑

4.反應(yīng)產(chǎn)物化學(xué)降解問題水溶性的原油脫硫劑，與H2S反應(yīng)后，所生成的反應(yīng)物為水溶性穩(wěn)定的有機(jī)多硫化物，在聯(lián)合站破乳脫水工藝處理后，隨水排出-可注回油井，或排入廢水處理廠，不隨原油帶入煉油廠。油溶性的原油脫硫劑與H2S反應(yīng)后，所生成的反應(yīng)物為油溶性穩(wěn)定的有機(jī)多硫化物，所產(chǎn)生的多硫化物，經(jīng)過催化裂化和氣體精制車間與原油中原有的其他硫化物一起分離出來，還原為硫磺。5.下游裝置的要求:

不易造成結(jié)鹽、結(jié)垢；不影響催化劑的活性6.脫硫效率根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)加藥要求，一般要求脫硫處理后硫化氫含量在10PPm以下。原油脫硫劑效率很高，1PPm藥劑一般要處理5-20PPm的硫化氫，效率都在85%以上。

第十五頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期日

原油脫硫劑

原油脫硫劑PST系列產(chǎn)品，主要組分為有機(jī)胺鹼類物質(zhì)，復(fù)配以優(yōu)良的緩蝕單體，兼有多種助溶劑、催化劑成分，充分發(fā)揮各組分的協(xié)同作用，可有效的去除原油中的硫化氫。

PST-1原油脫硫劑經(jīng)濟(jì)性好，可以按硫化氫的含量，調(diào)整原油脫硫劑的加藥量。一般使用經(jīng)濟(jì)加量，處理后硫化氫的逸出量小于10mg/m3，滿足下游用戶的要求。產(chǎn)品具有脫硫速度快，效率高的特點(diǎn)。在塔里木油田多口單井使用，含硫原油脫硫處理后均能合格交油。該原油脫硫劑通過塔里木油田質(zhì)量檢測(cè)中心的檢驗(yàn)（見檢驗(yàn)報(bào)告），是用戶可以信賴的產(chǎn)品。

第十六頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期日

原油脫硫劑

第十七頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期日目錄含硫原油脫硫原理和方法原油脫硫劑原油脫硫工藝原油脫硫的問題和辦法第十八頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期日原油脫硫工藝

原油脫硫?qū)贊穹摿颍话悴扇≈苯幼⑷朐椭?在三相分離器后加藥，設(shè)備需要一臺(tái)注入泵和一個(gè)分散器或霧化器裝在管道中央，上游的注入點(diǎn)和下游的分離器之間要有足夠的距離，以確保有充足的反應(yīng)時(shí)間，處理后原油逸出H2S的指標(biāo)低于15PPm以下。生成產(chǎn)物一般為多硫化合物鹽，性能穩(wěn)定，隨聯(lián)合站破乳脫水過程，隨污水排出，施工安全，操作簡(jiǎn)便。處理后，可回注井下。工藝流程如下：

第十九頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期日

原油脫硫工藝

塔中以凝析油為主，在油氣分離過程中，分離器后凝析油溫度只有18℃左右，此溫度下如何發(fā)揮藥劑的效率。我公司采用的靜、動(dòng)態(tài)混合器及其組合的方式，通過擾流或攪拌等機(jī)械方式，增大藥劑和含硫原油接觸面，解決此問題。靜態(tài)混合器：通過反應(yīng)器中擾流片多次改變流體的流向，增大藥劑和原油中的硫化氫接觸的幾率，發(fā)生充分反應(yīng)。靜態(tài)混合器受原油的粘度、溫度、壓力、流量影響很大。選用適合的靜態(tài)反應(yīng)器，混合效率可以達(dá)到70%以上。

第二十頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期日

原油脫硫工藝

靜態(tài)反應(yīng)器受產(chǎn)液量影響很大，為提高混合效率，我公司研制了動(dòng)態(tài)混合器。動(dòng)態(tài)混合器利用調(diào)頻電機(jī)，調(diào)整轉(zhuǎn)速，通過四級(jí)高速攪拌，使油和藥液充分混合。達(dá)到水乳交融的程度，混合效率可達(dá)90%以上。

第二十一頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期日

原油脫硫工藝

為了使原油中硫化氫和脫硫劑充分反應(yīng)，我公司采用組合方式，最大的發(fā)揮工具的效率。在中古6井采用了兩級(jí)靜態(tài)混合器組合，成功的將裝車罐口H2S濃度降低到幾十PPm。在哈9井試采除硫中，我公司采用了靜、動(dòng)態(tài)混合器串聯(lián)的方式，效果也很好。

第二十二頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期日

單井脫硫問題

塔中的試采井，硫化氫含量高，物資運(yùn)輸路途遙遠(yuǎn)，為防止事故，采用了靜、動(dòng)態(tài)混合器的并聯(lián)。這些井采用以動(dòng)態(tài)反應(yīng)器為主，旁通加靜態(tài)混合器的方式，很好的滿足了生產(chǎn)需要。

第二十三頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期日目錄含硫原油脫硫原理和方法原油脫硫劑原油脫硫工藝原油脫硫問題和辦法第二十四頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期日

中古8井為例：

08年10月投產(chǎn)，09年4月初關(guān)井。產(chǎn)液量和天然氣中硫化氫含量變化如下：產(chǎn)液量呈遞減趨勢(shì)：100m3→70m3→30m3天然氣中硫化氫含量：

14900PPm→36800PPm→54300PPm。從上述變化可以推斷：隨著開采的繼續(xù)，產(chǎn)液量遞減，硫化氫含量呈上升趨勢(shì)。如何在單井除硫后期控制好硫化氫含量，是個(gè)難題。因此，后期需要及時(shí)檢測(cè)硫化氫含量變化，據(jù)此調(diào)整加藥量。原油脫硫問題第二十五頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期日

單井脫硫，由于分離器后加藥點(diǎn)，和高架罐之間距離很近。單井流程短，原油中硫化氫和藥劑，受反應(yīng)時(shí)間短，溫度低，系統(tǒng)不穩(wěn)定等因素影響很大。凝析油密度