海水改良LO-CAT法用于脫除海上鉆井平臺石油伴生氣中H2S基礎(chǔ)研究.pdf

1、石油伴生氣同石油和天然氣一樣，是化工領(lǐng)域中的一種不可再生的優(yōu)質(zhì)能源。但是其中含有的H2S雜質(zhì)不僅腐蝕管道設(shè)備，污染鉆井液，引起催化劑中毒，而且嚴(yán)重危害人的身體健康。所以，脫除石油伴生氣中的H2S是凈化石油伴生氣、生產(chǎn)清潔能源的有效途徑。海上鉆井平臺遠(yuǎn)離海岸線，其體積和承受能力有限，對平臺安全有極高的要求。因此，海上鉆井平臺石油伴生氣中H2S的脫除最好選擇周圍環(huán)境中安全廉價(jià)的溶劑作為吸收介質(zhì)。顯然，具有較強(qiáng)緩沖能力和天然堿性的海水是最佳的

2、選擇。
　　在前期實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上改裝了一套新型LO-CAT脫硫裝置，使“催化氧化脫硫”與“再生”分開，再生所需的空氣分兩股分別進(jìn)入催化氧化脫硫系統(tǒng)和再生系統(tǒng)。通入催化氧化脫硫系統(tǒng)的小流量空氣可使剛被還原的絡(luò)合亞鐵部分迅速氧化為絡(luò)合鐵，加快脫硫效率，且凈化后的伴生氣中氧氣和氮?dú)夂康?，避免了伴生氣熱值降低和爆炸等不安全問題。通入再生系統(tǒng)的大流量空氣，再生后放空，也不會引起上述問題。
　　在此新型LO-CAT脫硫裝置中，以海水為吸收

3、介質(zhì)，絡(luò)合鐵為載體，針對H2S質(zhì)量濃度為10g/m3的模擬氣進(jìn)行了海上鉆井平臺石油伴生氣脫除H2S的實(shí)驗(yàn)研究。主要考察了再生系統(tǒng)、催化氧化脫硫系統(tǒng)中各參數(shù)對脫硫效果的影響，得出該裝置的最佳工藝參數(shù)。在最佳工藝條件下考察其它配方溶液的脫硫效果，與配方溶液C比較得出最佳脫硫配方。并對脫硫產(chǎn)生的固體產(chǎn)物和配方溶液進(jìn)行相關(guān)表征。
　　研究結(jié)果表明：在配方溶液C中，用海水配制脫硫吸收液，再生系統(tǒng)和催化氧化反應(yīng)系統(tǒng)的最佳反應(yīng)條件為：液體流速v

4、=8.77mL/min，吸收溫度T1=25℃，再生溫度T2=45℃，空氣過剩因子ε=90，吸收液初始pH=8，吸收液初始鐵離子濃度c（Fe3+）=0.005 mol/L。在相同的工藝條件和初始鐵離子濃度條件下，配方溶液1的脫硫率最高，穿透時(shí)間最長，達(dá)到680min，液相硫容最大，約9.8546 g/L，分別比配方溶液C延長了50％和74%，故脫硫效果最佳。經(jīng)SEM、XRD、FT-IR表征及化學(xué)檢測得，配方溶液C脫硫所得固體產(chǎn)物為斜方晶硫