专利名称：一种用于含硫气井中沉积硫的高效溶硫剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种溶硫剂，特别涉及一种用于含硫气井中沉积硫的高效溶硫剂。
背景技术：
随着高含硫气田开发的进行，硫沉积的问题日益突出。硫沉积的危害不仅表现在堵塞地层、降低渗透率、造成气井产能急剧下降，迫使气井减产、停产。更重要的是，一旦在生产管汇形成“硫堵”，将因腐蚀、憋压等破坏管汇，造成含硫气体的逸散，对人民的生命财产安全构成严重威胁。目前，高含硫气井井筒和地面管线中硫沉积十分严重。1970年Fisher第一次提出了二烷基二硫醚(Merox)作为溶硫剂。1980年Siarp 研究出高温高压下使用的无挥发性高分子量溶硫剂。1982年Hyne报道了苯硫醇钠-DMF (N, N- 二甲基甲酰胺)催化体系溶硫剂。1985年Hyne又报道了 NaHS-DMF催化体系溶硫剂。80年代中期，加拿大Alberta硫磺研究公司(ASRL)提出了 DMDS-DMF-NaHS溶硫剂体系。1988年美国Permwalt公司报道了商品名为硫速通-HT(SULFA-HITECH)的新催化体系溶硫剂。1994年赵明旭报道了 DMDS-CTA溶硫体系。除了 SULFA-HITECH和DMDS-DMF-NaHS 溶硫剂外，以上溶硫剂溶硫量都不高，而且溶硫速度慢。在25°C时，SULFA-HITECH溶硫剂和 DMDS-DMF-NaHS溶硫剂的溶硫能力分别为Ig溶硫剂溶硫1. 45-1. 55g、l. 20-1. 40 g，时间都为 30min。此外，胺类、二硫化碳、正庚烷、甲苯、锭子油、烷烃、芳烃、N-甲基二乙醇胺、二乙醇胺、N，N-二甲基乙酰胺、甲醇等也具有一定的溶硫能力，但30°C时Ig溶硫剂溶硫量都不能超过0. 3g，溶硫量小、溶硫速度慢、用量大、成本高。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种用于含硫气井中沉积硫的高效溶硫剂，该溶硫剂溶硫量大，溶硫速度快、成本低，可广泛运用于高含硫气井井筒和地面管线中沉积的硫的处理。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的 一种用于含硫气井中沉积硫的高效溶硫剂，由以下成分组成 二甲基二硫醚；
氢氧化钠水溶液； 硫氢化钠；
N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺或乙二胺；
作为优选，所述二甲基二硫醚、氢氧化钠水溶液、硫氢化钠、N, N-二甲基甲酰胺的重量份数构成为
二甲基二硫醚5-30份；
氢氧化钠水溶液6-45份；
硫氢化钠0.01-1. 5份；N，N- 二甲基甲酰胺、N，N- 二甲基乙酰胺或乙二胺 0. 1-2份； 所述氢氧化钠水溶液中氢氧化钠和水的重量比为，氢氧化钠水=1-10 :5-35.作为优选，所述二甲基二硫醚、氢氧化钠水溶液、硫氢化钠、N, N- 二甲基甲酰胺的重量份数构成为
二甲基二硫醚10份；
氢氧化钠水溶液13份；
硫氢化钠0. 08份；
N，N- 二甲基甲酰胺、N，N- 二甲基乙酰胺或乙二胺 0. 5份； 所述氢氧化钠水溶液中氢氧化钠和水的重量比为，氢氧化钠水=3 :10o本发明涉及的化学机理如下 CH3SSCH3 + xS CH,S
CH3SX+2CH3+ xS ~~^ CH3S2xt2CH3
(1) (2)
(3)
(4)
二甲基甲酰胺为原
6Na0H+3S 2Na2S+Na2S03+3H20 Na2S+xS Na2Sx+1
本发明的溶硫剂以二甲基二硫醚、氢氧化钠水溶液、硫氢化钠、N，N-. 料，最后复配在一起得到产物。其反应机理主要是二甲基二硫醚(DMDS)化学溶硫和物理溶硫，此外硫与氢氧化钠发生反应，反应的产物Na2S物理溶硫效果较好，DMDS、氢氧化钠、Na2S 起到了协同溶硫的作用，硫氢化钠、N, N-二甲基甲酰胺在整个溶硫过程中起到了催化剂的作用，加速溶硫。在制备时，具体步骤是，在常温下，先配置氢氧化钠水溶液，将氢氧化钠溶于一定量的水中，搅拌转速为140r/min，搅拌约3min，待溶解完全后加入硫氢化钠，搅拌约3min， 待溶解完全后再依次加入二甲基二硫醚、N，N- 二甲基甲酰胺，拌约;3min后，得到产物。另外，二甲基二硫醚不与水相溶，在氢氧化钠水溶液中加入二甲基二硫醚时，会产生不相溶的现象，使得原料的混合不是很均勻，虽然这样不影响本发明的使用，但为了得到均勻的体系，亦可以用醇水混合液作为溶剂，在加入二甲基二硫醚前，先在氢氧化钠水溶液中加入一定量的乙醇，使其变得相溶。与现有技术相比，本发明的优点在于该溶硫剂溶硫量大，溶硫速度快、成本低，可广泛运用于高含硫气井井筒和地面管线中硫沉积的溶硫。在25°c时，Ig溶硫剂溶硫1. 62g， 时间仅为2. 27min,明显优于现有技术中溶硫剂的溶硫效果。
图1为本发明实施例一中温度与溶硫量图； 图2为本发明实施例一中温度与溶硫时间图； 图3为本发明实施例二中温度与溶硫量图； 图4为本发明实施例二中温度与溶硫时间图； 图5为本发明实施例三中温度与溶硫量图； 图6为本发明实施例三中温度与溶硫时间图； 图7为本发明实施例四中温度与溶硫量图；图8为本发明实施例四中温度与溶硫时间图。
具体实施例方式下面将结合附图对本发明作进一步说明。实施例1
先配置氢氧化钠水溶液，将3g氢氧化钠溶于IOg水中，待氢氧化钠完全溶解后，加入 0.0 硫氢化钠，待完全溶解后，再依次加入10 g二甲基二硫醚、0.5 g N，N-二甲基甲酰胺， 得到溶硫剂。分别在25、30、40、50、60、70、80、90°C，进行溶解升华硫粉末实验，结果见图1。 分别在25、30、40、50、60、70、80、90 V，溶解在各温度下最大溶硫量的一半的硫，进行溶硫时间实验。结果见图2。实验方法与步骤
实验在压力为latm、一定温度下进行。将质量为M0的升华硫粉末加入到质量为M的溶硫剂中，搅拌器转速^Or/min，溶解充分后将硫和溶硫剂的混合物倒入装有质量为M1的滤纸的漏斗中抽滤，并用相应温度下的四氢呋喃冲洗滤纸，然后在低温下将滤纸上面的液体烘干，直到质量恒定为M2，用差量法计算滤纸上面存留的单质硫的质量。然后求出Ig溶硫剂的溶硫量 S =S=(Mc^M1-M2)ZiM。实施例2:
先配置氢氧化钠水溶液，将IOg氢氧化钠溶于25g水中，待氢氧化钠完全溶解后，加入 0.2g硫氢化钠，待完全溶解后，再依次加入10 g 二甲基二硫醚、1.5g N, N-二甲基甲酰胺， 得到溶硫剂。分别在25、30、40、50、60、70、80、90°C，进行溶解升华硫粉末实验，结果见图3。 分别在25、30、40、50、60、70、80、90 V，溶解在各温度下最大溶硫量的一半的硫，进行溶硫时间实验。结果见图4。实验方法与步骤同实施例1。实施例3
先配置氢氧化钠水溶液，将2. 5g氢氧化钠溶于7g水中，待氢氧化钠完全溶解后，加入 0.06g硫氢化钠，待完全溶解后，再依次加入10 g二甲基二硫醚、0.6 g N，N-二甲基甲酰胺， 得到溶硫剂。分别在25、30、40、50、60、70、80、90°C，进行溶解升华硫粉末实验，结果见图5。 分别在25、30、40、50、60、70、80、90 V，溶解在各温度下最大溶硫量的一半的硫，进行溶硫时间实验。结果见图6。实验方法与步骤同实施例1。实施例4
先配置氢氧化钠水溶液，将5g氢氧化钠溶于20g水中，待氢氧化钠完全溶解后，加入 0. 15g硫氢化钠，待完全溶解后，再依次加入12g 二甲基二硫醚、l.Og N, N-二甲基甲酰胺， 得到溶硫剂。分别在25、30、40、50、60、70、80、90°C，进行溶解升华硫粉末实验，结果见图7。 分别在25、30、40、50、60、70、80、90 V，溶解在各温度下最大溶硫量的一半的硫，进行溶硫时间实验。结果见图8。实验方法与步骤同实施例1。
权利要求
1.一种用于含硫气井中沉积硫的高效溶硫剂，由以下成分组成 二甲基二硫醚；氢氧化钠水溶液； 硫氢化钠；N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺或乙二胺。
2.根据权利要求1所述的一种用于含硫气井中沉积硫的高效溶硫剂，其特征在于所述二甲基二硫醚、氢氧化钠水溶液、硫氢化钠、N，N- 二甲基甲酰胺的重量份数构成为二甲基二硫醚5-30份；氢氧化钠水溶液6-45份；硫氢化钠0. 01-1. 5份；N，N- 二甲基甲酰胺、N, N- 二甲基乙酰胺或乙二胺 0. 1-2份； 所述氢氧化钠水溶液中氢氧化钠和水的重量比为，氢氧化钠水=1-10 :5-35.
3.根据权利要求2所述的一种用于含硫气井中沉积硫的高效溶硫剂，其特征在于所述二甲基二硫醚、氢氧化钠水溶液、硫氢化钠、N，N- 二甲基甲酰胺的重量份数构成为二甲基二硫醚10份；氢氧化钠水溶液13份；硫氢化钠0. 08份；N，N- 二甲基甲酰胺、N, N- 二甲基乙酰胺或乙二胺 0. 5份； 所述氢氧化钠水溶液中氢氧化钠和水的重量比为，氢氧化钠水=3 :10o
全文摘要
本发明公开了一种用于含硫气井中沉积硫的高效溶硫剂，涉及溶硫剂领域。它由二甲基二硫醚、氢氧化钠水溶液、硫氢化钠、N，N-二甲基甲酰胺组成。本发明的优点是该溶硫剂溶硫量大，溶硫速度快、成本低，可广泛运用于高含硫气井井筒和地面管线中硫沉积的溶硫。在25℃时，1g溶硫剂溶硫1.62g，时间仅为2.27min，明显优于现有技术中溶硫剂的溶硫效果。
文档编号C09K8/532GK102408885SQ201110310928
公开日2012年4月11日 申请日期2011年10月14日 优先权日2011年10月14日
发明者刘建仪, 刘敬平 申请人:西南石油大学