本發明涉及天然氣脫酸，具體為一種高含硫天然氣脫酸溶劑及其制備方法。
背景技術：
1、隨著能源需求的增長，高含硫天然氣田的開發日益受到重視，高含硫天然氣中通常含有大量的硫化氫、二氧化碳以及有機硫等酸性氣體，這些酸性氣體不僅會對管道、設備造成嚴重腐蝕，縮短其使用壽命，還會影響天然氣的燃燒效率和質量，造成環境污染。此外，硫化氫具有劇毒，對人體健康和安全構成極大威脅。因此，在高含硫天然氣的開采和利用過程中，必須對其進行脫酸處理，以滿足相關標準和工業生產的要求。現有技術中，高含硫天然氣中硫化氫等酸性氣體含量高，傳統脫酸溶劑難以高效脫除，導致凈化的天然氣無法滿足質量標準?；诖耍景l明提供了一種高含硫天然氣脫酸溶劑及其制備方法。
技術實現思路
1、本發明的目的在于提供一種高含硫天然氣脫酸溶劑及其制備方法，本發明所制備的脫酸溶劑不僅具有較好的脫酸效率，還可以降低溶劑降解率，有效提升了脫酸溶劑的使用性能。
2、為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種高含硫天然氣脫酸溶劑，包括以下重量份的原料：40-60份改性胺、20-40份環丁砜、5-10份改性哌嗪、5-10份助溶劑、3-6份抗氧化劑、3-6份功能助劑、2-4份季銨鹽類緩蝕劑和0.5-1.5份有機消泡劑。
3、優選的，所述助溶劑采用乙醇或丙二醇，且助溶劑含水量小于等于1%。
4、優選的，所述抗氧化劑采用水合肼或吩噻嗪。
5、優選的，所述改性胺的制備步驟如下：選取純度大于99%的n-甲基二乙醇胺作為基礎胺，將基礎胺、鹵代烴和含活性胺基化合物按照1：（0.3-0.5）：（0.2-0.4）的摩爾比添加至反應釜中，于200-300rpm攪拌20-40min后，得到混合物，然后加入甲苯和氫氧化鈉，設定溫度80-90℃，于100-200rpm攪拌反應4-6h后，進行減壓蒸餾，并采用去離子水洗滌3-5次后，置于真空干燥機中，于50-60℃下干燥1-2h。
6、優選的，所述甲苯與混合物的質量比為1:（3-5），所述氫氧化鈉與基礎胺的質量比為（0.03-0.05）：1。
7、優選的，所述改性哌嗪的制備方法包括：選取純度大于99.5%，含水量小于等于1%的哌嗪，將哌嗪和2-溴-2-甲基丙酸按照1:(1-1.2)的摩爾比添加至反應釜中，并加入n,n-二甲基甲酰胺，于200-300rpm攪拌20-40min后，加入碳酸鉀，并設定反應溫度60-80℃，并于100-200rpm攪拌反應4-6h后，冷卻至室溫取出得到第一反應物，將第一反應物和乙醇胺按照1：（0.8-1）的摩爾比添加至反應釜中，同時加入氫氧化鈉，于100-120℃下反應3-5h，得到第二反應物，將第二反應物、去離子水和納米二氧化硅添加至超聲波處理機中，在功率200-300w下處理30-60min，得到第三反應物，將第三反應物進行減壓蒸餾，并采用無水乙醚洗滌3-5次后，置于真空干燥機中，于50-60℃下干燥1-2h，完成改性哌嗪的制備。
8、優選的，所述n,n-二甲基甲酰胺與哌嗪的質量比為（0.1-0.3）：1，所述第二反應物與去離子水的質量比為（0.2-0.3）：1，所述第二反應物和納米二氧化硅的質量比為1：（0.01-0.02），且納米二氧化硅的粒徑為20-50nm。
9、優選的，所述功能助劑的制備方法如下：將陰離子交換樹脂浸泡在鹽酸溶液，浸泡2-4h后，采用去離子水沖洗，直至流出液ph等于7，得到第一樹脂，將第一樹脂浸泡在氫氧化鈉溶液中，浸泡2-4h后，采用去離子水沖洗，直至流出液ph等于7，完成功能助劑的制備。
10、優選的，所述鹽酸溶液的濃度為（4-10%），所述氫氧化鈉的濃度為（4-10%）。
11、一種高含硫天然氣脫酸溶劑的制備方法，包括以下步驟：
12、步驟1：按需稱取改性胺、環丁砜、改性哌嗪、助溶劑、抗氧化劑、功能助劑、季銨鹽類緩蝕劑和有機消泡劑；
13、步驟2：將改性胺、助溶劑和環丁砜加入反應釜中，于30-50℃攪拌混合20-30min后，依次加入改性哌嗪、功能助劑、抗氧化劑和有機消泡劑，繼續攪拌30-40min，攪拌速度為100-150r/min，得到混合液；
14、步驟3：將混合液于反應釜中，設定溫度50-60℃下保溫反應1-2h，冷卻至室溫后，過濾去雜后得到脫酸溶劑。
15、與現有技術相比，本發明的有益效果：
16、1、改性胺通過引入空間位阻基團和活性胺基側鏈，改變分子與硫化氫的結合模式，使改性胺僅與硫化氫發生高選擇性反應，而活性胺基側鏈增強對硫化氫分子的親和力，大幅減少因副反應導致的無效消耗，改性哌嗪經過特殊的多步反應，在分子中嫁接了極性官能團與納米復合結構，極性官能團能與硫化氫形成穩定的氫鍵，加速硫化氫的捕捉，納米二氧化硅的引入則構建了微觀傳質通道，使硫化氫分子能夠更快速地擴散至反應位點，環丁砜作為高效物理溶劑，其分子結構中的砜基具有強極性，對硫化氫和有機硫極性具有優異的溶解能力，當高含硫天然氣與溶劑接觸時，環丁砜率先通過物理溶解大量酸性氣體，然后改性胺和改性哌嗪對溶解在溶劑中的硫化氫進行深度反應脫除，提升脫酸效率；
17、2、脫酸溶劑中添加了抗氧化劑和經過特殊處理的功能助劑，抗氧化劑能夠有效抑制溶劑的氧化反應，功能助劑中的陰離子交換樹脂經過酸堿浸泡處理后，可高效吸附并去除溶劑中生成的熱穩定鹽，改性胺和改性哌嗪本身的結構特性也減少了與硫化氫的副反應，共同作用，顯著降低了溶劑的降解速度，延長了溶劑的使用壽命，減少了溶劑的更換頻率和成本。
18、3、制備過程中添加了季銨鹽類緩蝕劑，能夠在設備金屬表面迅速形成一層致密的保護膜，這層保護膜如同屏障一般，阻止硫化氫腐蝕性物質與金屬直接接觸，同時，溶劑良好的穩定性減少了因溶劑降解產生的腐蝕性物質，進一步降低了設備的腐蝕風險。
1.一種高含硫天然氣脫酸溶劑，其特征在于：包括以下重量份的原料：40-60份改性胺、20-40份環丁砜、5-10份改性哌嗪、5-10份助溶劑、3-6份抗氧化劑、3-6份功能助劑、2-4份季銨鹽類緩蝕劑和0.5-1.5份有機消泡劑。
2.根據權利要求1所述的一種高含硫天然氣脫酸溶劑，其特征在于，所述助溶劑采用乙醇或丙二醇，且助溶劑含水量小于等于1%。
3.根據權利要求1所述的一種高含硫天然氣脫酸溶劑，其特征在于，所述抗氧化劑采用水合肼或吩噻嗪。
4.根據權利要求1所述的一種高含硫天然氣脫酸溶劑，其特征在于，所述改性胺的制備步驟如下：選取純度大于99%的n-甲基二乙醇胺作為基礎胺，將基礎胺、鹵代烴和含活性胺基化合物按照1：（0.3-0.5）：（0.2-0.4）的摩爾比添加至反應釜中，于200-300rpm攪拌20-40min后，得到混合物，然后加入甲苯和氫氧化鈉，設定溫度80-90℃，于100-200rpm攪拌反應4-6h后，進行減壓蒸餾，并采用去離子水洗滌3-5次后，置于真空干燥機中，于50-60℃下干燥1-2h。
5.根據權利要求1所述的一種高含硫天然氣脫酸溶劑，其特征在于，所述甲苯與混合物的質量比為1:（3-5），所述氫氧化鈉與基礎胺的質量比為（0.03-0.05）：1。
6.根據權利要求1所述的一種高含硫天然氣脫酸溶劑，其特征在于，所述改性哌嗪的制備方法包括：選取純度大于99.5%，含水量小于等于1%的哌嗪，將哌嗪和2-溴-2-甲基丙酸按照1:(1-1.2)的摩爾比添加至反應釜中，并加入n,n-二甲基甲酰胺，于200-300rpm攪拌20-40min后，加入碳酸鉀，并設定反應溫度60-80℃，并于100-200rpm攪拌反應4-6h后，冷卻至室溫取出得到第一反應物，將第一反應物和乙醇胺按照1：（0.8-1）的摩爾比添加至反應釜中，同時加入氫氧化鈉，于100-120℃下反應3-5h，得到第二反應物，將第二反應物、去離子水和納米二氧化硅添加至超聲波處理機中，在功率200-300w下處理30-60min，得到第三反應物，將第三反應物進行減壓蒸餾，并采用無水乙醚洗滌3-5次后，置于真空干燥機中，于50-60℃下干燥1-2h，完成改性哌嗪的制備。
7.根據權利要求1所述的一種高含硫天然氣脫酸溶劑，其特征在于，所述n,n-二甲基甲酰胺與哌嗪的質量比為（0.1-0.3）：1，所述第二反應物與去離子水的質量比為（0.2-0.3）：1，所述第二反應物和納米二氧化硅的質量比為1：（0.01-0.02），且納米二氧化硅的粒徑為20-50nm。
8.根據權利要求1所述的一種高含硫天然氣脫酸溶劑，其特征在于，所述功能助劑的制備方法如下：將陰離子交換樹脂浸泡在鹽酸溶液，浸泡2-4h后，采用去離子水沖洗，直至流出液ph等于7，得到第一樹脂，將第一樹脂浸泡在氫氧化鈉溶液中，浸泡2-4h后，采用去離子水沖洗，直至流出液ph等于7，完成功能助劑的制備。
9.根據權利要求1所述的一種高含硫天然氣脫酸溶劑，其特征在于，所述鹽酸溶液的濃度為（4-10%），所述氫氧化鈉的濃度為（4-10%）。
10.一種根據權利要求1～9任一項所述的高含硫天然氣脫酸溶劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：