一种新型高性能溶硫剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 该发明属于油气田化学剂技术领域，具体设及了一种适用于高含硫气田的新型高 性能溶硫剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 高含硫气藏在开发过程中会出现一种有害的物质一元素硫。随着气井开始生产， 地层压力、溫度不断下降，当气流中的硫含量达到或超过硫饱和度时，元素硫便会W硫横结 晶体的形式，从气流中凝析并沉积下来。运样，元素硫在产层、井筒及集输系统中易沉积造 成硫堵塞，直接影响气井的产量。该类高含硫气藏中的硫沉积是亟待解决的问题，开发高效 合理的溶硫剂成为解决运一问题的重要措施。 阳00引从80年代中期开始，加拿大AS化提出了二甲基二硫酸值MD巧-二甲基替 甲酯胺值MF)-硫氨化钢（NaH巧溶硫剂体系；1988年美国宾华公司推出了 一种叫 SULFA-mTECH(硫速通）的溶硫剂，是DMDS与3 %~5 %的DMF在0. 15 %~0. 5 %的 Na服催化剂的作用下生成的产物；2011年，李丽等人在美国SULFA-mTECH和加拿大 DMDS-DMF-NaHS体系的基础上，开发了一种更高效的DMDS-二芳基二硫酸值AD巧-催化剂 (PT)溶硫剂体系；2013年，李丽等人又在DMDS中加入催化剂DM，形成DMDS-DM体系；2014 年张广东等人开发了低毒、低刺激性的DM-DMB-DMC-DMF体系。
[0004] 不含DMDS胺类及苯系类溶剂虽然也可W作为溶硫剂，但其对硫的溶解度远远低 于WDMDS为主剂的溶硫剂体系，二硫化碳虽然溶硫效果很好，但其有毒、燃点低、易爆，很 少使用。 W05] 加拿大AS化提出的DMDS-DMF-NaHS溶硫剂体系和美国宾华公司推出的 SULFA-mTECH溶硫剂，目前已经开始商业化使用，但成本相对较高。
[0006] 2013年李丽等人开发了溶硫能力更好的DMDS-DADS-PT溶硫剂体系，该体系在 25°C时的硫溶解度达到173. 6 %，90°C时的硫溶解度达到600. 8 %，但其中的DADS比DMDS 更昂贵，成本更高，其溶硫能力和其昂贵的价格相比，还有待进一步提升。
[0007] 2014年张广东等人开发的低毒、低刺激性的DM-DMB-DMC-DMF体系虽然降低了体 系的毒性和刺激性，但其对硫的溶解度却远低于李丽等人开发的DMDS-DADS-PT体系（25°C 时的硫溶解度为81. 5%，90°C时的硫溶解度为201. 1% )。
【发明内容】
[0008] 本发明针对上述存在的问题进行改进，即本发明的目的是通过选择不同的辅溶剂 和催化剂，并引入共催化剂、相转移催化剂进行复配，制备一种更高效、溶硫速度更快、成本 更低的溶硫剂。 阳009] 本发明采用如下技术方案： 阳010] 本发明提供一种新型高性能溶硫剂，由W下质量份的物质组成：
[0011] 主溶剂 20-30份； 辅溶剂 10-20份; 催化剂 1-3份； 共催化剂 1-3份； 相转移催化剂 1-3份。
[0012] 所述主溶剂为二甲基二硫酸DMDS;
[0013] 所述辅溶剂为二甲亚讽DMSO;
[0014] 所述催化剂为无机碱中硫酸氨钢、亚硫酸氨钢、硫酸氨钟、亚硫酸氨钟的一种或几 种的混合物；
[0015] 所述共催化剂为糞、2-2联糞及联苯中的一种或几种的混合物；
[0016] 所述相转移催化剂为四下基氯化锭、四下基漠化锭、18-冠-6、十二烷基S甲基氯 化锭中的一种或几种的混合物。
[0017] 本发明还提供了一种制备溶硫剂的方法，包括W下步骤：
[0018] (1)在通风处向反应容器中加入一定量的DMDS主溶剂；
[0019] 似再加入占主剂质量的40%的辅溶剂，与主剂揽拌均匀；
[0020] (3)再加入占主剂质量的0. 5%的催化剂，充分揽拌均匀；
[0021] (4)再加入占主剂质量的1. 0%的共催化剂，充分揽拌均匀；
[0022] (5)再加入占主剂质量的1. 0%的相转移催化剂，充分揽拌均匀。
[0023] 本发明的有益效果：
[0024] (1)本发明采用的二甲亚讽辅溶剂、催化剂及共催化剂，大幅度提高了主溶剂的溶 硫能力，共催化剂具有的大n键结构，可W和Ss环发生相互作用，促使其更容易被溶解；
[00巧](2)本发明引入相转移催化剂，促使硫发生相态转化，更容易被主溶剂溶解，大幅 度提高了体系的硫溶解速度；
[0026] (3)本发明中二甲亚讽的成本远远低于采用DADS的成本，而该体系的溶硫能力在 常溫下比目前存在效果最好的DMDS-DADS-PT体系的溶硫能力提高29. 2%，90°C条件下比 DMDS-DADS-PT体系提高409. 2%，比目前存在的DMDS溶硫剂体系更适合大范围推广。
【附图说明】
[0027] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[002引图1为本发明实施例1中硫溶解度随溫度的变化图；
[0029] 图2为本发明实施例1中溶硫时间随溫度的变化图；
[0030] 图3为本发明实施例2中硫溶解度随溫度的变化图；
[0031] 图4为本发明实施例2中溶硫时间随溫度的变化图；
[0032] 图5为本发明实施例3中硫溶解度随溫度的变化图；
[0033] 图6为本发明实施例3中溶硫时间随溫度的变化图；
[0034] 图7为本发明实施例4中硫溶解度随溫度的变化图；
[0035] 图8为本发明实施例4中溶硫时间随溫度的变化图；
[0036] 图9为本发明实施例5中硫溶解度随溫度的变化图；
[0037] 图10为本发明实施例5中溶硫时间随溫度的变化图。
【具体实施方式】
[0038] 下面将结合本发明实施例中的附图，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作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。 阳039] 实施例1:
[0040] 在室溫下（25°C左右）取25份主剂值MD巧加入反应容器中，随后加入辅溶剂 值MS0) 10份，揽拌均匀，再加入催化剂硫酸氨钢0. 125份，继续揽拌均匀，加入共催化剂糞 0.25份，不加相转移催化剂揽拌均匀得到溶硫剂，分别在25°C、80°C、9(rC条件下进行溶解 升华硫粉末实验，结果见附图1。分别在25°(：、80°(：、90°(：，溶解在各溫度下最大溶硫量一半 的硫，进行溶硫时间实验，结果见附图2。
[0041] 实验方法及步骤：
[0042] 实验在大气压、一定溫度下进行，将质量为MO的升华硫（化学纯）粉末加入到质 量为M的溶硫剂中，磁力揽拌器转速25化/min,充分溶解后将硫和溶硫剂的混合液倒入装 有质量为Ml的滤纸漏斗中抽滤，并用相应溫度下的四氨巧喃冲洗滤纸，然后在低溫下将滤 纸上面的液体烘干，到质量恒定为止，记录为M2,采用差量法计算溶硫剂的硫溶解度C= (M0-M1-M2)/Mo 阳0创实施例2 :
[0044] 在室溫下（25°C左右）取25份主剂值MD巧加入反应容器中，随后加入辅溶剂 值MS0) 10份，揽拌均匀，再加入催化剂硫酸氨钢0. 125份，继续揽拌均匀，不加共催化剂，加 入相转移催化剂四下基氯化锭0. 25份，揽拌均匀得到溶硫剂，分别在25°C、80°C、9(rC条件 下进行溶解升华硫粉末实验，结果见附图3。分别在25°C、80°C、90°C，溶解在各溫度下最大 溶硫量一半的硫，进行溶硫时间实验，结果见附图4。
[0045] 实验方法及步骤与实施例一相同；
[0046] 实施例3 :
[0047] 在室溫下（25°C左右）取25份主剂值MD巧加入反应容器中，随后加入辅溶剂 值MS0) 10份，揽拌均匀，再加入催化剂硫酸氨钢0. 125份，继续揽拌均匀，加入共催化剂糞 0. 25份，继续揽拌，再加入相转移催化剂四下基氯化锭0. 25份，揽拌均匀得到溶硫剂，分 别在25°C、80°C、9(rC条件下进行溶解升华硫粉末实验结果见附图5。分别在25°C、80°C、 90°C，溶解在各溫度下最大溶硫量一半的硫，进行溶硫时间实验，结果见附图6。
[0048] 实验方法及步骤与实施例一相同； W例实施例4; 阳化0] 在室溫下（25°C左右）取25份主剂值MD巧加入反应容器中，随后加入辅溶剂 值MS0) 10份，揽拌均匀，再加入催化剂硫酸氨钟0. 125份，继续揽拌均匀，加入共催化剂糞 0. 25份，继续揽拌，再加入相转移催化剂四下基氯化锭0. 25份，揽拌均匀得到溶硫剂，分 别在25°C、80°C、9(rC条件下进行溶解升华硫粉末实验结果见附图7。分别在25°C、80°C、 90°C，溶解在各溫度下最大溶硫量一半的硫，进行溶硫时间实验，结果见附图8。
[0051] 实验方法及步骤与实施例一相同； 阳05引实施例5:
[0053] 在室溫下（25°C左右）取25份主剂值MD巧加入反应容器中，随后加入辅溶剂 值MS0) 10份，揽拌均匀，再加入催化剂硫酸氨钢0. 125份，继续揽拌均匀，加入共催化剂糞 0. 25份，继续揽拌，再加入0. 25份的相转移催化剂十二烷基=甲基氯化锭，揽拌均匀得到 溶硫剂，分别在25°C、80°C、9(rC条件下进行溶解升华硫粉末实验，结果见附图9。分别在 25°C、80°C、9(rC，溶解在各溫度下最大溶硫量一半的硫，进行溶硫时间实验，结果见附图 10。
[0054] 实验方法及步骤与实施例一相同。
[0055] W上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用W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。
【主权项】
1. 一种新型高性能溶硫剂，其特征在于：由以下质量份的物质组成：2. 根据权利要求1所述的一种新型高性能溶硫剂，其特征在于：所述主溶剂为二甲基 二硫醚DMDS。3. 根据权利要求1所述的一种新型高性能溶硫剂，其特征在于：所述辅溶剂为二甲亚 砜DMSO。4. 根据权利要求1所述的一种新型高性能溶硫剂，其特征在于：所述催化剂为无机碱 中硫酸氢钠、亚硫酸氢钠、硫酸氢钾、亚硫酸氢钾的一种或几种的混合物。5. 根据权利要求1所述的一种新型高性能溶硫剂，其特征在于：所述共催化剂为萘、 2-2联萘及联苯中的一种或几种的混合物。6. 根据权利要求1所述的一种新型高性能溶硫剂，其特征在于：所述相转移催化剂为 四丁基氯化铵、四丁基溴化铵、18-冠-6、十二烷基三基氯化铵中的一种或几种的混合物。7. -种制备权利要求1~6任一所述的溶硫剂的方法，其特征在于：包括以下步骤： (1) 在通风处向反应容器中加入一定量的二甲基二硫醚DMDS主溶剂； (2) 再加入占主剂质量的40%的辅溶剂，与主剂搅拌均匀； (3) 再加入占主剂质量的0. 5%的催化剂，充分搅拌均匀； (4) 再加入占主剂质量的1. 0%的共催化剂，充分搅拌均匀； (5) 再加入占主剂质量的1. 0%的相转移催化剂，充分搅拌均匀。
【专利摘要】本发明公开了一种新型高性能溶硫剂及其制备方法，是由二甲基二硫醚(DMDS)为主溶剂，二甲亚砜(DMSO)为辅溶剂，无机碱为催化剂，具有芳香结构的共催化剂及有机胺类的相转移催化剂按照一定的比例配置而成，共催化剂和相转移催化剂的加入，大幅度提高了该体系的硫溶解度和溶硫速度，本次发明的溶硫剂具有硫溶解度高、溶解速度快的特点，而且相比于现有的DMDS溶硫剂，本次发明在大幅度提高溶硫能力的同时，降低了成本。
【IPC分类】C09K8/532
【公开号】CN105154047
【申请号】CN201510557608
【发明人】毛金成, 杨小江, 李勇明, 赵金洲
【申请人】西南石油大学
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年9月2日