Каталитическая демеркаптанизация – это одностадийное селективное окисление сероводорода и меркаптанов соответственно в серу и дисульфиды. Реакция протекает в присутствии катализатора и кислорода воздуха. Концентрация кислорода составляет 50 % общей концентрации меркаптановой серы, что на порядок ниже пределов воспламенения. Выход серы и дисульфидов составляет 99,9999%, включая тяжелые меркаптаны. Селективность реакции составляет 100 %. Температура реакции – более 25 oC, давление не регламентировано. Сероочистка/демеркаптанизация нефтяного газа, основанная на одностадийной реакции, осуществлена при температуре 25-35 oC, давлении 0,5 MПa в присутствии катализатора в неводном растворителе. Создан и апробирован на месторождении прототип мобильной установки сероочистки газа. Исходная концентрация сероводорода и меркаптанов составляла около 2 % по объему. Расход газа варьировался от 4 до 25 нм3/ч, концентрация катализатора – от 1 до 30 %. Установлено, что содержание сероводорода и меркаптанов снижается до 1-3 ppm. Селективность конверсии сероводорода в серу составила 100 %, селективность конверсии меркаптанов в дисульфиды – 100 %. Показано, что конверсия сероводорода и меркаптанов составляет соответственно 99,995-100 и 99,875-100 %. Таким образом, в результате очистки нефтяного газа на месторождении установлено, что технология каталитической сероочистки может обеспечить решение всей совокупности проблем сероочистки в одну технологическую стадию, включая сероочистку газа с остаточным содержанием сероводорода менее 1 ppm; демеркаптанизацию газа с остаточным содержанием сероводорода менее 1 ppm; утилизацию сероводорода с конверсией более 99,9 %; конверсию меркаптанов более 99 %. Созданный прототип мобильной установки сероочистки позволяет обеспечить адаптацию технологии к условиям промысловых объектов в целях оптимизации капитальных и эксплуатационных затрат на сероочистку газа и нефти на разных месторождениях.
Список литературы
1. Amosa M., Mohammed I.,Yaro S. Sulphide scavengers in oil and gas industry // A review. Nafta. – 2010. – № 61. – C. 85–92.
2. Мазгаров А.М., Корнетова О.М. Технологии очистки попутного нефтяного газа от сероводорода. – Казань: Казан. ун-т, 2015. – 70 с.
3. Бусыгина Н.В., Бусыгин И.Г. Технологии переработки природного газа и газового конденсата. – Оренбург: ИПК «Газпромпечать» ООО «Оренбурггазпромсервис», 2002. – 432 с.
4. El-Gendy N.S., Speight J.G. Handbook of Refinery Desulfurization. – USA, Boca Raton: Taylor & Francis, 2015. – 492 p.
5. Грунвальд В.Р. Технология газовой серы. – М.: Химия, 1992. – 272 с.
6. Пат. 2649442 РФ. Установка, способ и катализатор очистки газообразного углеводородного сырья от сероводорода и меркаптанов/ А.И. Тюрин, И.Г. Тарханова, А.А. Тюрин, Л.А. Тюрина; заявитель и патентообладатель ООО «Старт-Катализатор». – № 2016116049; заявл. 25.04.16; опубл. 03.04.18.
7. Pat. 10,144,001 USA. Device, process, and catalyst intended for desulfurization/demercaptanization/dehydration of gaseous hydrocarbons / L.A. Tyurina, A.I. Tyurin, I.G. Tarkhanova, A.A. Tyurin; assignee START-CATALYST LLC. – Appl. No. 15/539,882; filed 04.06.16; publ. 04.12.18.
8. Kohl A.L., Nielsen R.B. Chapter 2 – Alkanolamines for Hydrogen Sulfide and Carbon Dioxide Removal. In Gas Purification. – USA, Houston: Gulf Professional Publishing, 1997. – P. 40–186.
9. Assessing anhydrous tertiary alkanolamines for high-pressure gas purifications / P.M. Mathias, L.V. Jasperson, D. VonNiederhausern [et al.] // Ind. Eng.Chem. Res. – 2013. – No. 52. – Р. 17562–17572.
10. Хайрулин С.Р., Исмагилов З.Р., Керженцев М.А. Прямое гетерогеннокаталитическое окисление сероводорода в элементную серу // Химическая промышленность. – 1996. – № 4. – С. 265–268.
11. Реактор с кипящим слоем катализатора для процесса прямого окисления сероводорода в элементарную серу. Создание опытно-промышленной установки на Бавлинской УСО. Катализ в промышленности / З.Р. Исмагилов, С.Р. Хайрулин, М.А. Керженцев [и др.] // Катализ в промышленности. Специальный выпуск. – 2004. – С. 50–55.
