一种新型耐高温脱硫剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及脱硫剂技术领域，更具体地说，本发明涉及一种新型 耐高温脱硫剂及其制备方法。

背景技术

硫化氢是一种恶臭、剧毒、强腐蚀性的气体。油气田中硫化氢主 要来源于原油中有机硫化合物在地层环境下的热裂解，无机硫酸盐的 热化学还原以及硫酸盐还原菌的生物分解。溶解在原油中的硫化氢会 降低原油品质，严重腐蚀管道、设备，威胁人身安全。为防止安全事 故的发生，硫化氢在原油中的质量浓度一般限定在20mg/L以下。目前， 油气田开采和集输过程治理硫化氢的方法包括物理方法、化学方法和 生物方法。油气田单井及集输站加注液体脱硫剂是一种脱除硫化氢简 单有效的化学手段，三嗪类脱硫剂与其它液体脱硫剂相比，其与H2S 反应速度及选择性方面具有显著优势，是油气田最常用的脱硫剂产品。

但是在实际使用时，传统三嗪脱硫剂由于醇胺的分子量较小，挥 发性较强，耐高温性能较差，难以在井下维持稳定。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种新型耐 高温脱硫剂及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新型耐高温脱 硫剂，包括以下重量百分比范围的原料：

甲基二乙醇胺 5-10％，

一乙醇胺 75-90％，

羟乙基乙二胺 5-15％，

以上各组分的重量百分比总和为100％。

进一步的，所述，包括以下重量百分比的原料：

甲基二乙醇胺 5％，

一乙醇胺 90％，

羟乙基乙二胺 5％。

进一步的，包括以下重量百分比的原料：

甲基二乙醇胺 10％，

一乙醇胺 75％，

羟乙基乙二胺 15％。

进一步的，包括以下重量百分比的原料：

甲基二乙醇胺 5％，

一乙醇胺 80％，

羟乙基乙二胺 15％。

进一步的，包括以下重量百分比的原料：

甲基二乙醇胺 10％，

一乙醇胺 85％，

羟乙基乙二胺 5％。

进一步的，包括以下重量百分比的原料：

甲基二乙醇胺 10％，

一乙醇胺 80％，

羟乙基乙二胺 10％。

一种新型耐高温脱硫剂的制备方法，包括以下步骤：

S1、按照重量百分比，称取5-10％的甲基二乙醇胺、75-90％的一 乙醇胺、5-15％的羟乙基乙二胺，以上各组分的重量百分比总和为 100％；

S2、将甲基二乙醇胺、一乙醇胺和羟乙基乙二胺加入容器中，随 后向容器中加入水，搅拌均匀得到混合物A；

S3、向容器中加入多聚甲醛并不断搅拌，控制容器内混合物的温 度始终保持在80℃，分多批次加入多聚甲醛，待多聚甲醛加入完后， 搅拌均匀，即可得到新型耐高温脱硫剂。

进一步的，所述甲基二乙醇胺由以下步骤制得，

S1、温度保持在30℃以下，将环氧乙烷气体通入20％的甲胺溶液 中进行加成反应，通至反应液的相对密度达到1.025为止；

S2、搅拌15min，相对密度不变即为终点，常压回收甲胺至103℃， 减压蒸水后，收集119-170℃(4.67kPa)馏分，即得甲基二乙醇胺。

进一步的，所述一乙醇胺由以下步骤制得，

S1、将环氧乙烷、氨水溶液和循环氨一起进入不锈钢制成的反应 器，内设冷却装置，反应温度30～40℃，反应压力0.7～3MPa。

S2、将反应产物进入脱氨塔，脱除的氨返回氨吸收器制备氨水溶 液，塔底产物经蒸发浓缩和干燥脱水即得粗乙醇胺；

S3、采用减压蒸馏将一乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺分别蒸出， 即可得一乙醇胺。

进一步的，所述羟乙基乙二胺由以下步骤制得，

S1、将乙二胺与乙二醇投入高压反应釜内，投入催化剂；高压釜 试漏无误且气体置换完成后，通入氢气至氢气压力为0.5～10.0MPa； 开启搅拌，升温至100～250℃，进行分子间脱水缩合；

S2、反应结束后，排气，打开高压釜，过滤，将催化剂与物料进 行分离，将反应料液进行减压精馏，收集温度区间为136～140℃的 样品，即得羟乙基乙二胺。

本发明的技术效果和优点：

本发明通过将甲基二乙醇胺、一乙醇胺和羟乙基乙二胺混合，能 够优化醇胺的组成和配比,然后再与多聚甲醛反应，获得的新型脱硫 剂，其为具有含羟基和烷基胺双功能化的三嗪脱硫剂，与含甲基的三 嗪脱硫剂比较，其吸收H2S的能力高出约20％，脱硫效率更高，同时 更加的耐高温。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部 的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性 劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种新型耐高温脱硫剂，包括以下重量百分比范围 的原料：

甲基二乙醇胺 5-10％，

一乙醇胺 75-90％，

羟乙基乙二胺 5-15％，

以上各组分的重量百分比总和为100％。

一种新型耐高温脱硫剂的制备方法，包括以下步骤：

S1、按照重量百分比，称取5-10％的甲基二乙醇胺、75-90％的一 乙醇胺、5-15％的羟乙基乙二胺，以上各组分的重量百分比总和为 100％；

S2、将甲基二乙醇胺、一乙醇胺和羟乙基乙二胺加入容器中，随 后向容器中加入水，搅拌均匀得到混合物A；

S3、向容器中加入多聚甲醛并不断搅拌，控制容器内混合物的温 度始终保持在80℃，分多批次加入多聚甲醛，待多聚甲醛加入完后， 搅拌均匀，即可得到新型耐高温脱硫剂。

其中，甲基二乙醇胺由以下步骤制得，

S1、温度保持在30℃以下，将环氧乙烷气体通入20％的甲胺溶液 中进行加成反应，通至反应液的相对密度达到1.025为止；

S2、搅拌15min，相对密度不变即为终点，常压回收甲胺至103℃， 减压蒸水后，收集119-170℃(4.67kPa)馏分，即得甲基二乙醇胺。

其中，一乙醇胺由以下步骤制得，

S1、将环氧乙烷、氨水溶液和循环氨一起进入不锈钢制成的反应 器，内设冷却装置，反应温度30～40℃，反应压力0.7～3MPa。

S2、将反应产物进入脱氨塔，脱除的氨返回氨吸收器制备氨水溶 液，塔底产物经蒸发浓缩和干燥脱水即得粗乙醇胺；

S3、采用减压蒸馏将一乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺分别蒸出， 即可得一乙醇胺。

其中，羟乙基乙二胺由以下步骤制得，

S1、将乙二胺与乙二醇投入高压反应釜内，投入催化剂；高压釜 试漏无误且气体置换完成后，通入氢气至氢气压力为0.5～10.0MPa； 开启搅拌，升温至100～250℃，进行分子间脱水缩合；

S2、反应结束后，排气，打开高压釜，过滤，将催化剂与物料进 行分离，将反应料液进行减压精馏，收集温度区间为136～140℃的 样品，即得羟乙基乙二胺。

实施例1

一种新型耐高温脱硫剂，包括以下重量百分比范围的原料：

甲基二乙醇胺 5％，

一乙醇胺 90％，

羟乙基乙二胺 5％。

一种新型耐高温脱硫剂的制备方法，包括以下步骤：

S1、按照重量百分比，称取5％的甲基二乙醇胺、90％的一乙醇胺、 5％的羟乙基乙二胺；

S2、将甲基二乙醇胺、一乙醇胺和羟乙基乙二胺加入容器中，随 后向容器中加入水，搅拌均匀得到混合物A；

S3、向容器中加入多聚甲醛并不断搅拌，控制容器内混合物的温 度始终保持在80℃，分多批次加入多聚甲醛，待多聚甲醛加入完后， 搅拌均匀，即可得到新型耐高温脱硫剂。

其中，甲基二乙醇胺由以下步骤制得，

S1、温度保持在30℃以下，将环氧乙烷气体通入20％的甲胺溶液 中进行加成反应，通至反应液的相对密度达到1.025为止；

S2、搅拌15min，相对密度不变即为终点，常压回收甲胺至103℃， 减压蒸水后，收集119-170℃(4.67kPa)馏分，即得甲基二乙醇胺。

其中，一乙醇胺由以下步骤制得，

S1、将环氧乙烷、氨水溶液和循环氨一起进入不锈钢制成的反应 器，内设冷却装置，反应温度30～40℃，反应压力0.7～3MPa。

S2、将反应产物进入脱氨塔，脱除的氨返回氨吸收器制备氨水溶 液，塔底产物经蒸发浓缩和干燥脱水即得粗乙醇胺；

S3、采用减压蒸馏将一乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺分别蒸出， 即可得一乙醇胺。

其中，羟乙基乙二胺由以下步骤制得，

S1、将乙二胺与乙二醇投入高压反应釜内，投入催化剂；高压釜 试漏无误且气体置换完成后，通入氢气至氢气压力为0.5～10.0MPa； 开启搅拌，升温至100～250℃，进行分子间脱水缩合；

S2、反应结束后，排气，打开高压釜，过滤，将催化剂与物料进 行分离，将反应料液进行减压精馏，收集温度区间为136～140℃的 样品，即得羟乙基乙二胺。

实施例2

一种新型耐高温脱硫剂，包括以下重量百分比范围的原料：

甲基二乙醇胺 10％，

一乙醇胺 75％，

羟乙基乙二胺 15％。

一种新型耐高温脱硫剂的制备方法，包括以下步骤：

S1、按照重量百分比，称取10％的甲基二乙醇胺、75％的一乙醇 胺、15％的羟乙基乙二胺；

S2、将甲基二乙醇胺、一乙醇胺和羟乙基乙二胺加入容器中，随 后向容器中加入水，搅拌均匀得到混合物A；

S3、向容器中加入多聚甲醛并不断搅拌，控制容器内混合物的温 度始终保持在80℃，分多批次加入多聚甲醛，待多聚甲醛加入完后， 搅拌均匀，即可得到新型耐高温脱硫剂。

其中，甲基二乙醇胺由以下步骤制得，

S1、温度保持在30℃以下，将环氧乙烷气体通入20％的甲胺溶液 中进行加成反应，通至反应液的相对密度达到1.025为止；

S2、搅拌15min，相对密度不变即为终点，常压回收甲胺至103℃， 减压蒸水后，收集119-170℃(4.67kPa)馏分，即得甲基二乙醇胺。

其中，一乙醇胺由以下步骤制得，

S1、将环氧乙烷、氨水溶液和循环氨一起进入不锈钢制成的反应 器，内设冷却装置，反应温度30～40℃，反应压力0.7～3MPa。

S2、将反应产物进入脱氨塔，脱除的氨返回氨吸收器制备氨水溶 液，塔底产物经蒸发浓缩和干燥脱水即得粗乙醇胺；

S3、采用减压蒸馏将一乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺分别蒸出， 即可得一乙醇胺。

其中，羟乙基乙二胺由以下步骤制得，

S1、将乙二胺与乙二醇投入高压反应釜内，投入催化剂；高压釜 试漏无误且气体置换完成后，通入氢气至氢气压力为0.5～10.0MPa； 开启搅拌，升温至100～250℃，进行分子间脱水缩合；

S2、反应结束后，排气，打开高压釜，过滤，将催化剂与物料进 行分离，将反应料液进行减压精馏，收集温度区间为136～140℃的 样品，即得羟乙基乙二胺。

实施例3

一种新型耐高温脱硫剂，包括以下重量百分比范围的原料：

甲基二乙醇胺 5％，

一乙醇胺 80％，

羟乙基乙二胺 15％。

一种新型耐高温脱硫剂的制备方法，包括以下步骤：

S1、按照重量百分比，称取5％的甲基二乙醇胺、80％的一乙醇胺、 15％的羟乙基乙二胺；

S2、将甲基二乙醇胺、一乙醇胺和羟乙基乙二胺加入容器中，随 后向容器中加入水，搅拌均匀得到混合物A；

S3、向容器中加入多聚甲醛并不断搅拌，控制容器内混合物的温 度始终保持在80℃，分多批次加入多聚甲醛，待多聚甲醛加入完后， 搅拌均匀，即可得到新型耐高温脱硫剂。

其中，甲基二乙醇胺由以下步骤制得，

S1、温度保持在30℃以下，将环氧乙烷气体通入20％的甲胺溶液 中进行加成反应，通至反应液的相对密度达到1.025为止；

S2、搅拌15min，相对密度不变即为终点，常压回收甲胺至103℃， 减压蒸水后，收集119-170℃(4.67kPa)馏分，即得甲基二乙醇胺。

其中，一乙醇胺由以下步骤制得，

S1、将环氧乙烷、氨水溶液和循环氨一起进入不锈钢制成的反应 器，内设冷却装置，反应温度30～40℃，反应压力0.7～3MPa。

S2、将反应产物进入脱氨塔，脱除的氨返回氨吸收器制备氨水溶 液，塔底产物经蒸发浓缩和干燥脱水即得粗乙醇胺；

S3、采用减压蒸馏将一乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺分别蒸出， 即可得一乙醇胺。

其中，羟乙基乙二胺由以下步骤制得，

S1、将乙二胺与乙二醇投入高压反应釜内，投入催化剂；高压釜 试漏无误且气体置换完成后，通入氢气至氢气压力为0.5～10.0MPa； 开启搅拌，升温至100～250℃，进行分子间脱水缩合；

S2、反应结束后，排气，打开高压釜，过滤，将催化剂与物料进 行分离，将反应料液进行减压精馏，收集温度区间为136～140℃的 样品，即得羟乙基乙二胺。

实施例4

一种新型耐高温脱硫剂，包括以下重量百分比范围的原料：

甲基二乙醇胺 10％，

一乙醇胺 85％，

羟乙基乙二胺 5％。

一种新型耐高温脱硫剂的制备方法，包括以下步骤：

S1、按照重量百分比，称取10％的甲基二乙醇胺、85％的一乙醇 胺、5％的羟乙基乙二胺；

S2、将甲基二乙醇胺、一乙醇胺和羟乙基乙二胺加入容器中，随 后向容器中加入水，搅拌均匀得到混合物A；

S3、向容器中加入多聚甲醛并不断搅拌，控制容器内混合物的温 度始终保持在80℃，分多批次加入多聚甲醛，待多聚甲醛加入完后， 搅拌均匀，即可得到新型耐高温脱硫剂。

其中，甲基二乙醇胺由以下步骤制得，

S1、温度保持在30℃以下，将环氧乙烷气体通入20％的甲胺溶液 中进行加成反应，通至反应液的相对密度达到1.025为止；

S2、搅拌15min，相对密度不变即为终点，常压回收甲胺至103℃， 减压蒸水后，收集119-170℃(4.67kPa)馏分，即得甲基二乙醇胺。

其中，一乙醇胺由以下步骤制得，

S1、将环氧乙烷、氨水溶液和循环氨一起进入不锈钢制成的反应 器，内设冷却装置，反应温度30～40℃，反应压力0.7～3MPa。

S2、将反应产物进入脱氨塔，脱除的氨返回氨吸收器制备氨水溶 液，塔底产物经蒸发浓缩和干燥脱水即得粗乙醇胺；

S3、采用减压蒸馏将一乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺分别蒸出， 即可得一乙醇胺。

其中，羟乙基乙二胺由以下步骤制得，

S1、将乙二胺与乙二醇投入高压反应釜内，投入催化剂；高压釜 试漏无误且气体置换完成后，通入氢气至氢气压力为0.5～10.0MPa； 开启搅拌，升温至100～250℃，进行分子间脱水缩合；

S2、反应结束后，排气，打开高压釜，过滤，将催化剂与物料进 行分离，将反应料液进行减压精馏，收集温度区间为136～140℃的 样品，即得羟乙基乙二胺。

实施例5

一种新型耐高温脱硫剂，包括以下重量百分比范围的原料：

甲基二乙醇胺 10％，

一乙醇胺 80％，

羟乙基乙二胺 10％。

一种新型耐高温脱硫剂的制备方法，包括以下步骤：

S1、按照重量百分比，称取10％的甲基二乙醇胺、80％的一乙醇 胺、10％的羟乙基乙二胺；

S2、将甲基二乙醇胺、一乙醇胺和羟乙基乙二胺加入容器中，随 后向容器中加入水，搅拌均匀得到混合物A；

S3、向容器中加入多聚甲醛并不断搅拌，控制容器内混合物的温 度始终保持在80℃，分多批次加入多聚甲醛，待多聚甲醛加入完后， 搅拌均匀，即可得到新型耐高温脱硫剂。

其中，甲基二乙醇胺由以下步骤制得，

S1、温度保持在30℃以下，将环氧乙烷气体通入20％的甲胺溶液 中进行加成反应，通至反应液的相对密度达到1.025为止；

S2、搅拌15min，相对密度不变即为终点，常压回收甲胺至103℃， 减压蒸水后，收集119-170℃(4.67kPa)馏分，即得甲基二乙醇胺。

其中，一乙醇胺由以下步骤制得，

S1、将环氧乙烷、氨水溶液和循环氨一起进入不锈钢制成的反应 器，内设冷却装置，反应温度30～40℃，反应压力0.7～3MPa。

S2、将反应产物进入脱氨塔，脱除的氨返回氨吸收器制备氨水溶 液，塔底产物经蒸发浓缩和干燥脱水即得粗乙醇胺；

S3、采用减压蒸馏将一乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺分别蒸出， 即可得一乙醇胺。

其中，羟乙基乙二胺由以下步骤制得，

S1、将乙二胺与乙二醇投入高压反应釜内，投入催化剂；高压釜 试漏无误且气体置换完成后，通入氢气至氢气压力为0.5～10.0MPa； 开启搅拌，升温至100～250℃，进行分子间脱水缩合；

S2、反应结束后，排气，打开高压釜，过滤，将催化剂与物料进 行分离，将反应料液进行减压精馏，收集温度区间为136～140℃的 样品，即得羟乙基乙二胺。

以上实施例制备得到新型耐高温脱硫剂1-5分别以不同量添加 后制成样品后与现有的脱硫剂进行对照评析，在相同条件下对70℃ 下新型耐高温脱硫剂使用后的脱硫率、水解率两项指标进行评吸效果 监测；监测结果如下表1所示：

表1用于70℃下新型耐高温脱硫剂1-5以不同量重量份数的材 料制成样品在相同条件下进行评吸效果表。

综上所述，根据实施例1-5中的甲基二乙醇胺，一乙醇胺，羟乙 基乙二胺的质量份数不同，结合表1数据可知实施例4为最佳方案， 同时根据对比数据可知，新型耐高温脱硫剂相较于现有的脱硫剂，其 脱硫率远高于现有脱硫剂的脱硫率，同时在70℃的温度下的新型耐 高温脱硫剂的水解率远小于现有脱硫剂的水解率，因此可知新型耐高 温脱硫剂具有高脱硫率和耐高温的性能。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明， 凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。