一種脫汞劑及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于油田開采技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種脫汞劑及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 在油氣田開采過程中，大多數(shù)油氣井生產(chǎn)的天然氣中都含有單質(zhì)汞和汞的化合 物，特別是部分油氣井生產(chǎn)的天然氣的汞含量可高達(dá)IOX l〇6ng/Nm3,這些汞不僅會腐蝕鋁 制的換熱器，還會導(dǎo)致天然氣化工中的貴金屬催化劑中毒，此外，汞還是油氣中最重要的毒 性物質(zhì)之一，油氣燃燒后，汞會進(jìn)入大氣造成環(huán)境污染，因此必須對天然氣中的汞進(jìn)行脫 除。
[0003] 在現(xiàn)有技術(shù)中，脫除天然氣中汞的方法主要為化學(xué)吸附法，其利用填裝在脫汞塔 內(nèi)的負(fù)載型活性炭（例如載硫活性炭）來吸附天然氣中的汞及其化合物，同時活性炭中負(fù) 載的活性物質(zhì)與汞反應(yīng)后的生成物（例如硫化汞）被吸附并且沉積在活性炭微孔的表面。 該方法雖然具有一定的脫汞效果，然而在進(jìn)行脫汞時所需的設(shè)備龐大、負(fù)載型活性炭的回 收和再生困難，并且該負(fù)載型活性炭在裝填和卸載時易產(chǎn)生粉塵并造成二次污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供一種脫汞劑及其制備方法和應(yīng)用，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中的脫汞設(shè)備龐 大、脫汞劑回收和再生困難、易造成二次污染等技術(shù)缺陷。
[0005] 本發(fā)明提供一種脫汞劑，按照重量百分含量包括如下組分：納米金屬粉末15~ 60%，硅油15~65%，油酸1~5%，礦物油15~50%。
[0006] 本發(fā)明提供的脫汞劑組成簡單，不產(chǎn)生分層和沉淀，狀態(tài)穩(wěn)定。該脫汞劑在對天然 氣進(jìn)行脫汞時，納米金屬粉末與天然氣中的汞及其化合物反應(yīng)生成固態(tài)的汞齊，其無毒無 害，并且采用常規(guī)的旋風(fēng)分離法就能將生成的汞齊從天然氣中分離出來，易于回收；此外， 回收后的汞齊可通過加熱使汞升華，從而使納米金屬粉末再生，該回收和再生方式簡便并 且安全，且不易造成二次污染。本發(fā)明脫汞劑的上述各組分均為普通市售，其中所述礦物油 指的是通過物理蒸餾方法從石油中提煉出的基礎(chǔ)油。
[0007] 進(jìn)一步地，所述礦物油在所述脫汞劑中的重量百分含量為15~25%。
[0008] 在本發(fā)明中，納米金屬粉末可以為任意能夠與汞及其化合物產(chǎn)生生成汞齊的金 屬、金屬混合物或合金。進(jìn)一步地，所述納米金屬粉末選自鋁、鋅和鋁鋅合金中的一種或多 種。
[0009] 進(jìn)一步地，所述納米金屬粉末的粒徑為3~200nm，例如可以為3~100nm。
[0010] 進(jìn)一步地，所述硅油為氟化硅油。
[0011] 本發(fā)明還提供一種上述任一所述脫汞劑的制備方法，包括如下步驟：
[0012] 將所述油酸加熱至90~180°C，然后在攪拌下加入所述硅油、納米金屬粉末和礦 物油，繼續(xù)攪拌2~5小時，冷卻至室溫，制得所述脫汞劑。
[0013] 進(jìn)一步地，所述攪拌的轉(zhuǎn)速為800~1400轉(zhuǎn)/分鐘。
[0014] 本發(fā)明所提供的制備方法，硅油、納米金屬粉末和礦物油的加入順序可為任意，各 加入順序?qū)χ频玫拿摴瘎┑男Ч麤]有明顯不利影響。本發(fā)明的制備方法通過采用適宜的加 熱溫度、攪拌速度和攪拌時間，不僅有利于形成穩(wěn)定的脫汞劑體系，此外還有利于脫汞劑的 霧化，從而使用更加方便，特別適合用于對天然氣進(jìn)行脫汞。
[0015] 本發(fā)明還提供一種上述任一所述的脫汞劑在對天然氣脫汞中的應(yīng)用。
[0016] 本發(fā)明還提供一種對天然氣進(jìn)行脫汞的方法，將上述任一所述的脫汞劑加壓并霧 化后注入天然氣中進(jìn)行脫汞。在本發(fā)明中，可以采用常規(guī)方法對脫汞劑進(jìn)行加壓并霧化， 具體地，可以采用計(jì)量泵將脫汞劑加壓至出口壓力高于天然氣管道內(nèi)的天然氣壓力0. 1~ I. 6MPa的條件下，經(jīng)過安裝在天然氣管道內(nèi)的霧化噴嘴進(jìn)行霧化后注入到天然氣管道內(nèi)的 天然氣中。
[0017] 進(jìn)一步地，以脫汞劑中納米金屬粉末與天然氣中汞的重量配比為（10~100) :1的 用量將所述脫汞劑加壓并霧化后注入天然氣中進(jìn)行脫汞；也就是說，當(dāng)天然氣中汞的含量 為1個質(zhì)量單位時，注入含納米金屬粉末10~100個質(zhì)量單位的脫汞劑。并且，脫汞時間 可以為10~30分鐘；特別是，在進(jìn)行脫汞時，可以根據(jù)脫汞劑中納米金屬粉末的含量調(diào)整 脫汞劑的注入量以及脫汞處理時間，例如脫汞劑中納米金屬粉末的含量較小時，可以適當(dāng) 加大脫汞劑的注入量及脫汞處理時間。
[0018] 上述脫汞劑在使用時，可以使脫汞劑中的納米金屬的摩爾數(shù)遠(yuǎn)大于天然氣中的汞 的摩爾數(shù)，納米金屬在與天然氣中的汞反應(yīng)生成固態(tài)汞齊后，剩余的納米金屬粉末可以防 止天然氣中的某些成分（如氯離子、二氧化碳等）對天然氣管道及相關(guān)設(shè)備（例如鋼制管 道、設(shè)備）造成化學(xué)與電化學(xué)腐蝕，從而有利于延長天然氣管道與設(shè)備的使用壽命。
[0019] 進(jìn)一步地，在進(jìn)行所述脫汞后，對脫汞后的天然氣進(jìn)行旋風(fēng)分離。在本發(fā)明中，可 以采用常規(guī)方法對脫汞后的天然氣進(jìn)行旋風(fēng)分離，從而制得潔凈的天然氣，例如可以采用 旋風(fēng)分離器進(jìn)行旋風(fēng)分離。
[0020] 本發(fā)明的實(shí)施，至少具有以下優(yōu)勢：
[0021] 1、本發(fā)明的脫汞劑成分簡單、體系穩(wěn)定、使用方便，其在脫汞后所生成的產(chǎn)物無毒 無害，并且易于回收和再生。
[0022] 2、本發(fā)明的脫汞劑的制備方法操作簡單，易于控制，其不僅有利于形成穩(wěn)定的脫 汞劑體系，此外還有利于脫汞劑的霧化使用。
[0023] 3、本發(fā)明的脫汞劑在用于天然氣脫汞時的脫汞效果好、脫汞所需設(shè)備簡單、不會 造成二次污染，此外還能夠?qū)μ烊粴夤艿篮驮O(shè)備形成保護(hù)，從而延長管道和設(shè)備的使用壽 命。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明的實(shí)施例，對本 發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí) 施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造 性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0025] 實(shí)施例1
[0026] 本實(shí)施例的脫汞劑，按照重量百分含量包括如下組分：50nm的納米鋁粉末15%， 氟化硅油65%，油酸I %，礦物油19%。
[0027] 該脫汞劑可按如下方法制備：在按照上述組成配料后，首先將油酸加熱至約 120°C，然后在1000r/min的攪拌速度下分別加入氟化硅油、納米鋁粉末和礦物油，繼續(xù)在 該攪拌速度下持續(xù)攪拌5小時左右后，冷卻至室溫，制得上述脫汞劑。
[0028] 實(shí)施例2
[0029] 本實(shí)施例的脫汞劑，按照重量百分含量包括如下組分：100nm的納米鋅粉末35%， 氟化硅油40%，油酸3%，礦物油22%。
[0030] 該脫汞劑可按如下方法制備：在按照上述組成配料后，首先將油酸加熱至約 150°C，然后在1200r/min的攪拌速度下分別加入氟化硅油、納米鋅粉末和礦物油，繼續(xù)在 該攪拌速度下持續(xù)攪拌4小時左右后，冷卻至室溫，制得上述脫汞劑。
[0031] 實(shí)施例3
[0032] 本實(shí)施例的脫汞劑，按照重量百分含量包括如下組分：200nm的納米鋁鋅合金粉 末60%，氟化硅油15%，油酸5%，礦物油20%。
[0033] 該脫汞劑可按如下方法制備：在按照上述組成配料后，首先將油酸加熱至約 180°C，然后在1400r/min的攪拌速度下分別加入氟化硅油、納米鋁鋅合金粉末和礦物油， 繼續(xù)在該攪拌速度下持續(xù)攪拌2小時左右后，冷卻至室溫，制得上述脫汞劑。
[0034] 實(shí)施例4
[0035] 本實(shí)施例的脫汞劑，按照重量百分含量包括如下組分：150nm的納米鋁粉末30%， 氟化硅油50%，油酸5%，礦物油15%。
[0036] 該脫汞劑可按如下方法制備：在按照上述組成配料后，首先將油酸加熱至約 90°C，然后在800r/min的攪拌速度下分別加入氟化硅油、納米鋁