Химические методы очистки нефти от сероводорода и легких меркаптанов

К химическим методам относятся:

1. окисление;

2. химическая нейтрализация.

Процесс окислительной очистки нефти предназначен для промысловой очистки больших объемов высокосернистых нефтей от сероводорода, метил- и этилмеркаптанов при их суммарном содержании в исходной нефти более 300 ppm в тех случаях, когда технология отдувки газом неприемлема из-за отсутствия на объекте подготовки нефти бессернистого попутного или природного газа.

Сущность процесса очистки нефти заключается в каталитическом окислении сероводорода и легких меркаптанов кислородом воздуха (сжатым воздухом) в среде нефти с образованием нелетучих, менее токсичных и некоррозионных нефте- и водорастворимых серосодержащих соединений, остающихся в составе нефти или удаляющихся вместе с водой при последующем отстаивании нефти в буферных резервуарах товарной нефти.

Процесс очистки нефти проводят при температуре 45-70°С, но при повышенном давлении около 1,6 МПа, требующемся для обеспечения растворения стехиометрически необходимого количества воздуха в нефти. Процесс заключается в том, что в поток очищаемой нефти подают расчетное количество водного раствора катализаторного комплекса – комплекса сульфата меди с аммиаком и сжатого воздуха. Далее полученную реакционную спесь выдерживают в течение времени, достаточном для окисления сероводорода и метил-, этилмеркаптанов, и в последующем отделяют от нефти отработанный воздух и подтоварную воду, содержащую в своем составе катализатор окисления и водорастворимые продукты окисления сероводорода.

Одновременно в реакторе происходит каталитическое окисление метил- и этилмеркаптанов с образованием высококипящих некоррозионных нефтерастворимых диалкилдисульфидов (RSSR). Образующаяся при окислении сероводорода элементная сера также хорошо растворима в нефти, кроме того при повышенных температурах способна реагировать с углеводородами с образованием органических серосодержащих соединений.

Процесс химической нейтрализации применяется для промысловой очистки сернистых нефтей от сероводорода и легких меркаптанов в том случае, если их содержание незначительно превышает норматив, либо требуется очистить небольшое количество нефти.

Сущность процесса очистки заключается в нейтрализации (связывании, поглощении) содержащихся в нефти сероводорода, метил- и этилмеркаптанов химическим реагентом с образованием стабильных, нелетучих, менее токсичных, некоррозионноактивных нефте- и водорастворимых серосодержащих соединений. Продукты реакции остаются в нефти или удаляются вместе с подтоварной водой при последующем отстаивании нефти в буферных емкостях. Процесс очистки нефти химическим способом проводится при температурах 30-70°С и давлении 0,11-0,6 МПа, Данный процесс прост в осуществлении и заключается в смешении очищаемой нефти с расчетным количеством реагента – нейтрализатора в типовых смесительных устройствах. Основными преимуществами данного метода очистки являются простота технологического оформления процесса, низкие капитальные затраты на строительство узла нейтрализации, отсутствие потерь нефти при ее очистке. Однако, этот метод требует больших эксплуатационных затрат, связанных с необходимостью приобретения и транспортировки больших объемов нейтрализатора.

Все применяемые в настоящее время нейтрализаторы сероводорода и легких меркаптанов можно разделить на 3 типа в зависимости от активной основы: аминной, триазиновой, формальдегидной.

Химизм взаимодействия в случае использования нейтрализатора на формальдегидной основе с сероводородом и меркаптанами можно представить следующим образом:

Продукты этих реакций водорастворимы и удаляются с подтоварной водой.

В случае применения триазиновых нейтрализаторов предполагается, что в случае взаимодействия триазинов с сероводородом образуются комплексные соединения, состав и строение которых пока не установлены.

Химизм взаимодействия сероводорода и меркаптанов в случае использования нейтрализаторов основного типа (на аминной основе, растворов щелочи) известен:

Образующиеся продукты реакции растворимы в воде и удаляются с подтоварной водой.