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基本信息

項目名稱：
油田套管氣中H2S循環(huán)處理實驗研究
小類：
能源化工
簡介：
根據(jù)對國內(nèi)外處理硫化氫氣體的方法的研究與總結(jié)以及油田套管氣的實際情況，提出了用氯化鐵溶液氧化油田套管氣中的硫化氫，處理后的溶液用臭氧進行再生循環(huán)使用的硫化氫處理方法，并在實驗室對此法進行了實驗研究，研究表明：在實驗條件下，該處理方法對硫化氫的處理效果高，處理率達(dá)到99%以上，并且生成的產(chǎn)物單質(zhì)硫純度較高，具有很好的回收價值，中間無二次污染，操作簡單，可以在現(xiàn)實處理硫化氫中進行推廣。
詳細(xì)介紹：
隨著石油工業(yè)的發(fā)展，用蒸汽驅(qū)油的開采方法運用越來越多，含硫油氣藏在高溫水蒸汽等各種條件的作用下，油氣及地層巖石中的硫化物不斷轉(zhuǎn)化為硫化氫，并在開采過程中釋放出來，對人體健康和油田開采都造成嚴(yán)重的危害。 通過對各種除硫方法的比較，本實驗選擇利用可再生酸性溶液脫硫法處理硫化氫氣體，并進行了實驗室模擬，其脫硫原理為利用三價鐵離子氧化硫化氫氣體，達(dá)到處理的效果，氧化后的二價鐵離子利用臭氧氧化再生，達(dá)到循環(huán)利用的效果。本實驗通過對處理過程及再生過程的條件優(yōu)化選擇實驗得出：在實驗條件下，當(dāng)三價鐵初始濃度為15 g/L，pH值為1.8時，硫化氫的去除量達(dá)到最大;處理液以臭氧氧化進行再生；10g/h臭氧再生可以基本滿足該處理量的H2S的處理；H2S處理后產(chǎn)生的硫磺也具有一定的工業(yè)利用價值。 通過實驗研究，可再生酸性溶液脫硫法，方法可行，運行穩(wěn)定，可有效地避免待處理套管氣中高含量CO2和CH4的干擾，實現(xiàn)處理液連續(xù)再生，循環(huán)利用，具有高效，操作簡單，無二次污染等優(yōu)點，可以在工程上進行推廣。

作品圖片

  • 油田套管氣中H2S循環(huán)處理實驗研究
  • 油田套管氣中H2S循環(huán)處理實驗研究

作品專業(yè)信息

撰寫目的和基本思路

研究目的： 研究利用氯化鐵溶液處理H2S，同時利用O3對氯化鐵進行再生的H2S處理方法，確定最佳處理條件，以達(dá)到循環(huán)高效處理H2S廢氣的目的，以期為油田套管氣中H2S的有效處理提供科學(xué)的依據(jù)。 基本思路： 根據(jù)對國內(nèi)外廢氣脫除硫化氫技術(shù)現(xiàn)狀總結(jié)與分析，選擇符合油田實際、技術(shù)可行、經(jīng)濟合理的脫硫方法，通過實驗研究確定去除H2S的實驗參數(shù)。

科學(xué)性、先進性及獨特之處

本研究采用可再生酸性溶液－臭氧再生脫硫法，有效地避免了待處理套管氣中高含量CO2和CH4的干擾，將套管氣中的H2S氧化成硫磺，同時用再生曝氣裝置進行氧化劑的再生，實現(xiàn)處理液連續(xù)再生，循環(huán)利用，在技術(shù)上是可行的，與其他處理方法相比，本方法具有高效，操作簡單，無二次污染，可循環(huán)等優(yōu)點。 本研究的獨特之處在于利用O3對氧化劑進行再生從而實現(xiàn)氧化劑的循環(huán)利用，這方面的研究目前未見報道。

應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義

本研究的除硫方法有良好的處理效果，對H2S的處理效率達(dá)到99%以上，并能實現(xiàn)處理液連續(xù)再生，循環(huán)利用，中間不產(chǎn)生二次污染，工藝簡單，技術(shù)可行，可以在現(xiàn)實處理H2S中進行推廣。

學(xué)術(shù)論文摘要

本文針對某油田套管氣特點，提出利用可再生酸性溶液脫硫法處理硫化氫氣體，并進行了室內(nèi)實驗研究，得出：（1）可再生酸性溶液脫硫法，可有效地避免待處理套管氣中高含量CO2和CH4的干擾，實現(xiàn)處理液連續(xù)再生，循環(huán)利用，具有經(jīng)濟、高效，操作簡單以及能耗低等優(yōu)點。（2）當(dāng)三價鐵初始濃度為15 g/L， pH值為1.8時，硫化氫的處理量達(dá)到最大。（3）再生過程中再生速率同處理液中的c[Fe2+]密切相關(guān)，處理液以臭氧氧化進行再生，10g/h臭氧再生可以基本滿足該處理量的H2S處理。(4) 產(chǎn)物硫磺純度較高，回收具有工業(yè)利用價值，硫磺顆粒較均勻、聚集。

獲獎情況

無

鑒定結(jié)果

參考文獻

Zhang Junfeng et al .Study on catalytic wet oxidation of H2S into sulfur on Fe/Cu catalyst . 《Journal of Natural Gas Chemistry》 v 15, n 1, p 63-69, March 2006 劉芳.H2S廢氣處理研究進展. 環(huán)境科技[J], 2009, 22(1) ,71-74. 李志章.生物法再生鐵離子溶液脫除氣體中硫化氫的研究 .昆明理工大學(xué)博士論文，2008年

同類課題研究水平概述

傳統(tǒng)脫硫方法可分為兩大類，即干法脫硫和濕法脫硫。干法是利用硫化氫的還原性和可燃性，以固體氧化劑或吸附劑來脫硫或直接燃燒，其中包括克勞斯法、氧化鐵法、活性炭法和卡太蘇耳弗法等。濕法按其所用的不同脫硫劑分為液體吸收法和吸收氧化法兩類。液體吸收法包括利用堿性溶液的化學(xué)吸收法、利用有機溶劑的物理吸收法以及物理化學(xué)吸收法；吸收氧化法主要利用各種氧化劑、催化劑進行脫硫。 干法脫硫的硫容相對較低，有的還需要高溫、高壓條件，且脫硫劑大多不能再生，因此投資大，運轉(zhuǎn)費用高，主要適應(yīng)于氣體的精細(xì)脫硫。濕法脫硫能夠適應(yīng)較高負(fù)荷的脫硫要求，應(yīng)用面廣，且大多可以回收硫磺資源，是氣體脫硫的主要研究和發(fā)展方向。 對濕法工藝而言，現(xiàn)有的各種方法雖然脫硫效果可以達(dá)到要求，但在工藝過程中需要添加催化劑和其它化學(xué)藥品，有毒性，易造成二次污染等缺點，隨著對環(huán)境質(zhì)量的要求越來越嚴(yán)格，不僅要求脫硫工藝具有較高的脫硫效率，而且要求脫硫洗液穩(wěn)定、再生容易、操作工況好，無二次污染。目前常用的砷基、礬基、鐵基處理方法均不同程度上存在穩(wěn)定性差、副反應(yīng)多、再生不完全等缺陷，因而，迫切需要開發(fā)組成簡單、穩(wěn)定性好、再生容易的脫硫洗液。 本研究采用可再生酸性溶液脫硫法，將套管氣中的H2S氧化成硫磺，化學(xué)氧化以及氧化劑的再生在一個裝置中同步實現(xiàn)，具有：（1）脫硫效率高，優(yōu)化條件下，脫硫率達(dá)99%以上；（2）脫硫洗液組成簡單，無任何添加劑，再生容易；（3）脫硫過程可在常溫常壓下進行，副反應(yīng)少，無二次污染；（4）產(chǎn)物硫磺純度高，具有工業(yè)利用價值。
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