用作H2S和硫醇清除剂的官能化醛制造技术

某些官能化醛清除剂可用于从含有烃和/或水的流体体系中至少部分地清除含硫污染物。清除或以其它方式去除的污染物包括但不必限于H2S、硫醇和/或硫化物。合适的清除剂包括但不必限于乙醇醛与醛的反应产物；乙醇醛与含氮反应物(例如胺、三嗪、亚胺、缩醛胺和/或聚胺)的反应产物；水合醛与某些第二醛的非含氮反应产物；1,3,5‑三噁烷与富含羟基的化合物(例如乙二醛、聚乙二醇、聚丙二醇、季戊四醇和/或糖)的反应产物；和某些醛与某些酚的反应产物；以及这些反应产物的组合。

Functionalized aldehydes as H2S and mercaptan scavengers

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用作H2S和硫醇清除剂的官能化醛
本专利技术涉及用于从含烃流中清除含硫污染物的方法和组合物，更具体地，在一个非限制性实施方案中，涉及用于在这些流体体系中存在或不存在水的情况下，从包含含有这些含硫污染物的烃的流体体系中清除H2S和/或硫醇的方法和组合物。
技术介绍
在原油和天然气(包括与原油和天然气生产相关的废水)的钻井、完井、生产、运输、储存和加工过程中，以及在剩余燃料油的储存过程中，经常会遇到污染物。此类污染物可以是含硫的，并且可以包括但不必限于硫化氢(H2S)、硫醇和/或硫化物。H2S和硫醇的存在是极其令人反感的，因为它们具有严重的健康危害并且通常腐蚀性很强。H2S和硫醇不受欢迎的另一个原因是它们具有高度有害的气味。由硫醇产生的气味在相对低的浓度下可被人的鼻子发觉，并且是众所周知的。例如，非常小浓度的硫醇用于给天然气增加臭味并用作臭鼬和其它动物的驱避剂。进一步地，液烃、烃气和/或烃与水的混合体系(包括混合生产体系)中的其它这些污染物可能在石油和天然气的生产、储存、运输和加工期间引起各种健康、安全和环境(HSE)问题和/或腐蚀问题。为了消除这些污染物质和潜在有害物种，本领域已经开发了各种清除剂体系。然而，这些体系中的许多都具有局限性，该局限性包括但不必限于低反应性和因此的低效率，以及含有这样的非典型组分或元素，其可能对燃料或流体质量产生不利影响，或者是炼油催化剂毒物，或者本身和/或作为随后的反应产物可能存在毒性问题。作为非限制性实例，典型组分包括金属和某些胺，诸如单乙醇胺和甲胺。这些材料限制了清除剂在炼油应用中的适用性，因此是需要新的非三嗪清除剂的原因之一。应理解的是，几乎所有用于从油基体系诸如原油、油浆、沥青等中除去H2S、硫醇和/或硫化物的清除体系都不被认为可用于混合生产体系或干和/或湿烃气体系或其它含有一些水的混合体系。混合生产体系可含有烃气，诸如天然气。“干烃气体系”在本文中定义为由地下地层产生的烃气，该烃气具有不超过约7磅水/立方英尺(约0.11gr/m3)，或者不超过约1磅水/立方英尺(约0.016gr/m3)，以及在另一个非限制性实施方案中，不超过约0.1磅水/立方英尺(约0.0016gr/m3)。“湿烃气”定义为这样的烃气(例如天然气)，其含有超过7磅水/立方英尺(0.11gr/m3)；在一个非限制性实施方案中，独立地约50至约1,000磅水/立方英尺(约0.8至约16gr/m3)；或者小于10,000磅水/立方英尺(160gr/m3)。如本文所定义，“烃”是指从地下地层中回收的天然存在的烃，其不必限于仅具有氢和碳的分子，并且可包括杂原子，包括但不必限于氧、氮和硫。换句话说，从油基体系中去除H2S、硫醇和/或硫化物的清除剂对于混合生产体系和/或干烃气体系和/或湿烃气体系来说效果不显著或不明显。几乎所有能很好地适用于油基体系的清除剂都不能用于、或者不能很好地或非常有效地用于混合生产体系，但可能适用于干烃气体系和/或湿烃气体系；此类清除剂包括但不必限于乙二醛、三嗪和其它胺。许多常规的H2S清除剂诸如三嗪在水含量高于20％的混合生产体系中效果不佳。除了这些清除剂在混合生产体系中的效率低之外，还经常遇到结垢和/或固体形成问题。或者，丙烯醛是一种众所周知的清除剂，其有效清除来自油基体系以及来自混合生产体系的H2S、硫醇和/或硫化物，但是众所周知，丙烯醛处理和使用也非常危险。如果可以设计出能够减少、消除、取出或以其它方式从这些液烃体系、混合生产和/或干烃气体系中除去此类污染物以及减少、减轻或消除由这些不期望的污染物引起的腐蚀的方法和/或组合物，那将是合乎需要的。
技术实现思路
提供了一种从流体体系中至少部分地清除含硫污染物的方法。该方法包括使流体体系与有效量的清除剂接触，以至少部分地从流体体系中清除含硫污染物。清除剂可包括但不必限于乙醇醛与醛的反应产物和/或乙醇醛与含氮反应物的反应产物。或者，清除剂可包括但不必限于水合醛与第二醛的非含氮反应产物。很明显，该范围包括多聚甲醛。在另一个非限制性形式中，合适的清除剂可包括但不必限于1,3,5-三噁烷与富含羟基的化合物的反应产物。并且在另一个非限制性实施方案中，合适的清除剂可包括醛与酚的反应产物。最后，该方法包括从流体体系中至少部分地清除含硫污染物。还提供了一种流体体系，其包括设置在流体体系内的流体，其中所述流体包含含硫污染物和如上所述的清除剂的反应产物。在另一个非限制性实施方案中另外提供了一种针对含硫污染物进行处理的经处理的流体体系。所述经处理的流体体系包括但不必限于液烃、烃气、液烃和水的混合物、以及烃气与水的混合物。所述经处理的流体体系另外包括有效量的清除剂，以从流体体系中至少部分地清除含硫污染物，其中清除剂是上述那些中的任何一种。附图说明图1是两种不同的H2S清除剂的H2S清除随时间变化的曲线图，其中一种是乙二醛(40％乙二醛水溶液)，另一种是市售的生物氧合物，为市售乙醇醛。具体实施方式已经发现，某些官能化醛与来自包含流体体系(选自由液烃、烃气、液烃和水的混合物，以及烃气与水的混合物组成的组)的体系的H2S、硫醇和/或硫化物反应，或从该体系中“清除”或以其它方式除去H2S、硫醇和/或硫化物。如本文在一个非限制性实施方案中所定义，硫化物包括H2S的盐，诸如硫氢化钠(NaHS)或硫化钠(Na2S)。这些流体体系可包括水或主要是含油的水，即混合生产和干烃气和湿烃气，诸如具有一些水或主要是水的烃气流，其中这些污染物可以存在和/或从任何来源产生。许多这些污染物可能随着时间和/或在某些条件下与其它反应物接触并形成不期望的腐蚀性产物。如本文所定义，烃气包括但不必限于天然气，还包括但不限于甲烷、乙烷，并包括更高分子量馏分和气体冷凝物。术语“烃气”不限于仅具有氢和碳原子的化合物，还可以包括通常称为“烃”的化学物质，包括但不必限于石油、原油、天然气、沥青质、它们的组成部分等。除了存在的碳和氢之外，一些烃分子还可以含有杂原子，诸如氧、氮和硫。在一个非限制性实例中，污染物诸如硫化氢、硫醇和硫化物经常存在于许多包含水和/或烃气体和/或液体的油田和炼油体系中。将硫化物、硫醇和硫化氢从这种含水的烃气体系和烃气流中减到最少或排除的努力经常是无效或经济上不可行的，特别是当水是该烃气体系和烃气流的主要部分时，或者当烃气基本上干燥(没有明显的水)时更是如此。因此，出于健康和环境考虑，需要另一种方法和/或替代清除剂，从含有水的体系或混合物或混合生产体系或干烃气和其它此类流中除去这些污染物。应理解，在本文的上下文中，术语“清除剂”包括清除一种或多种所述污染物的组分或添加剂，或组分或添加剂的组合，无论它们是单独添加还是一起添加到流中。本文所述的清除剂化学品已被发现与这些污染物反应并将之“除去”，即形成不太令人反感的一种或多种反应产物，其仍可保留在流中但不具有污染物本身的不良影响。例如，清除剂对污染物的作用至少部分(或完全)有效地将它们转化为不那么令人烦恼或反感的热稳定的较高分子量化合物。已发现，本文所述的清除剂可有效地与这些污染物反应，从而产生不再引起困难或问题或至少不像污染物本身那么令人反感的化合物或产品。应理解，该工艺不是在技术上“除去”污染物。通过“除去”，污染物被转化为产品，这本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于从流体体系中至少部分地清除含硫污染物的方法，所述方法包括:使所述流体体系与有效量的清除剂接触，以从所述流体体系中至少部分地清除所述含硫污染物，特征在于所述清除剂选自由以下组成的组:乙醇醛与醛、甲醛缩醛或甲醛半缩醛的反应产物；乙醇醛与含氮反应物的反应产物；水合醛与第二醛的非含氮反应产物；1,3,5‑三噁烷与富含羟基的化合物的反应产物；醛与酚的反应产物；及其组合；以及至少部分地从所述流体体系中清除所述含硫污染物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.02.02 US 62/453,789;2018.01.29 US 15/882,7941.一种用于从流体体系中至少部分地清除含硫污染物的方法，所述方法包括:使所述流体体系与有效量的清除剂接触，以从所述流体体系中至少部分地清除所述含硫污染物，特征在于所述清除剂选自由以下组成的组:乙醇醛与醛、甲醛缩醛或甲醛半缩醛的反应产物；乙醇醛与含氮反应物的反应产物；水合醛与第二醛的非含氮反应产物；1,3,5-三噁烷与富含羟基的化合物的反应产物；醛与酚的反应产物；及其组合；以及至少部分地从所述流体体系中清除所述含硫污染物。2.如权利要求1所述的方法，其中所述乙醇醛与醛的反应产物是通过使乙醇醛与甲醛反应形成的聚甲醛。3.如权利要求2所述的方法，其中所述聚甲醛具有式H(OCH2)nOCH2CHO，其中n是1至5的整数。4.如权利要求1所述的方法，其中所述含氮反应物选自由胺、三嗪、亚胺、缩醛胺、具有伯胺基团和/或仲胺基团的聚胺，及其组合组成的组。5.如权利要求1所述的方法，其中所述第二醛选自由甲醛、甲醛缩醛、甲醛半缩醛、多聚甲醛、烷基醛、芳基醛、聚醛及其混合物组成的组，其中所述水合醛的醛选自由乙二醛、乙醛、丙醛、丁醛、戊二醛和苯甲醛组成的组，并且其中所述第二醛的碳数在1至50的范围内。6.如权利要求1所述的方法，其中所述富含羟基的化合物选自由乙二醛、聚乙二醇、聚丙二醇、季戊四醇、糖和这些富含羟基的化合物的组合组成的组，所述糖又选自由山梨糖醇、赤藓糖醇、木糖醇和这些糖的组合组成的组。7.如权利要求1所述的方法，其中对于所述醛与...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰里·J·威尔斯，索马·查克拉博蒂，瓦提林加姆·潘查林加姆，
申请(专利权)人：通用电气GE贝克休斯有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US