原油中硫化氢脱除技术研究

论文摘要

原油中硫化氢的存在不仅会引起管道、设备的腐蚀和炼油工业中催化剂的中毒,而且还严重地威胁人身安全,寻找经济、有效的硫化氢脱除技术,是国内许多油田急需解决的生产难题。本文结合塔河油田污水矿化度高、塔河稠油硫化氢含量高的特点,采用电解氯化钠溶液所生成的强氧化性的次氯酸钠来脱除原油中的硫化氢。通过正交试验研究了各种因素（电极材料、极距、NaCl溶液浓度、电压、温度、pH值）对有效氯值及电流效率的影响,确定了最优电解方案;通过气相中硫化氢脱除的静态电解实验进行了效果评价;在脱除气相中硫化氢实验基础上,提出了脱除原油中硫化氢的动态实验方法,通过原油与电解所得的次氯酸钠溶液的在线混合流程,研究了动态实验下静态混合器类型、流量比及温度对硫化氢脱除效果的影响。研究结果表明,在饱和食盐水电解的最佳条件下,静态电解到190分钟后有效氯开始降低,电流效率在电解到100分钟之前一直保持着70%以上的水平,前30分钟保持在90%以上的水平,电流密度在0.81.05A/cm2的范围时,直流电单耗在5.3713.03 kWh·kg-1的范围内;在动态电解240g/L氯化钠溶液时,当电流密度为0.4A/cm2时,电解效果最好,有效氯值可达13.82g/L,直流电单耗为3.05 kWh·kg-1;在脱除气相中硫化氢的实验中,不管采用已电解生成的次氯酸钠溶液吸收硫化氢,还是采用氯化钠溶液电解吸收硫化氢的方法都有较好的硫化氢脱除效果,硫化氢脱除率最高可达99%以上;在脱除原油中硫化氢的动态实验中,静态混合器类型、流体流量与温度的变化都会对硫化氢脱除率造成影响,但是动态实验效果没有静态实验显著,最高脱除率为72.4%,远低于静态实验的脱除率96.5%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 含硫化氢原油的特点
• 1.1.1 硫化氢的毒性危害分析
• 1.1.2 含硫化氢原油的腐蚀特点
• 1.2 国内外硫化氢脱除技术现状
• 1.2.1 国内外硫化氢脱除技术概况
• 1.2.2 国内外除原油中硫化氢的处理工艺
• 1.3 塔河油田原油脱硫情况调研
• 1.3.1 塔河原油物性
• 1.3.2 塔河原油加脱硫剂情况
• 1.3.3 调研结果
• 1.4 电解法脱除硫化氢的研究
• 1.4.1 电化学法处理硫化氢的多种途径
• 1.4.2 电解法制取次氯酸钠溶液脱除硫化氢的研究
• 1.5 课题的研究目的及意义
• 1.6 课题主要研究内容
• 第二章 次氯酸钠溶液的制取及其氧化性能的研究
• 2.1 次氯酸钠溶液的制备
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 电解法制取次氯酸钠溶液的原理
• 2.1.3 有效氯值的测定
• 2.2 次氯酸钠溶液氧化性能与各影响因素之间的关系
• 2.2.1 电解液浓度的影响
• 2.2.2 电压、电流、电流密度的影响
• 2.2.3 极距的影响
• 2.2.4 极板有效面积的影响
• 2.2.5 电解时间的影响
• 2.2.6 电极材料的影响
• 2.2.7 温度的影响
• 2.2.8 单极板与多极板的比较
• 2.3 电流效率的研究
• 2.3.1 电极材料的影响
• 2.3.2 时间、电压、极距的影响
• 2.3.3 电解液浓度的影响
• 2.3.4 pH 值的影响
• 2.4 正交试验
• 2.4.1 正交试验方案的制定
• 2.4.2 正交试验结果与分析
• 2.5 小结
• 第三章 电解氯化钠溶液法脱除气相中硫化氢试验研究
• 3.1 实验材料
• 3.1.1 原料及药品
• 3.1.2 实验仪器设备及其它
• 3.2 试验方法及效果评价
• 3.2.1 次氯酸钠溶液静态吸收气相中硫化氢试验效果初探
• 3.2.2 氯化钠溶液电解吸收气相中硫化氢试验效果评价
• 3.3 小结
• 第四章 电解氯化钠溶液法脱除原油中硫化氢工艺方案研究
• 4.1 实验材料
• 4.1.1 原料及药品
• 4.1.2 实验仪器设备
• 4.2 塔库首站高含硫油样物性测定
• 4.2.1 现场取样
• 4.2.2 各主要物性参数的测定
• 4.3 原油脱硫化氢工艺方案的制定
• 4.3.1 电解液浓度的设定
• 4.3.2 方案的制定
• 4.4 不同工艺方案脱硫效果评价
• 4.4.1 次氯酸钠溶液混入原油中脱除硫化氢方案评价
• 4.4.2 氯化钠溶液电解脱除原油中硫化氢方案评价
• 4.4.3 电解含盐水原油脱除硫化氢方案评价
• 4.4.4 方案的确定
• 4.5 小结
• 第五章 电解氯化钠溶液法脱除原油中硫化氢模拟试验研究
• 5.1 实验流程及主要技术参数的设定
• 5.1.1 实验流程
• 5.1.2 主要技术参数的设定
• 5.1.3 主要实验仪器及设备
• 5.2 试验步骤及试验结果分析
• 5.2.1 实验步骤
• 5.2.2 试验结果分析
• 5.2.3 流程的改进与展望
• 5.3 电解油田污水脱除原油中硫化氢效果初探
• 5.4 小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢