脱氧剂成分

第九章脱氧剂

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第九章脱氧剂

第一节基本性质

一、脱氧目的

油田污水或注水系统中溶解有O

2

，在腐蚀电化学反应中O

2

作为去极化剂夺取钢铁表面的自由电子，

在浓度非常低的情况下能导致严重腐蚀。

二、脱氧方式

目前国内外油田针对水中溶解氧的去除一般采用机械脱氧和化学脱氧两种方式。真空状态下脱除溶

解在水中的氧称为机械脱氧，所用设备为脱氧塔。机械脱氧一般可以将氧气含量降至0.05ppm以下，再

通过化学脱氧法进一步脱除氧气；化学脱氧是在水中投加化学药剂，药剂与氧反应生成无腐蚀性产物。

1机械脱氧

在将海水作为注入水注入地层时，由于海水的矿化度高（8000mg/L左右），含氧量（0.1MPa、25℃

溶解氧8ppm）比生产水高等特点，对氧气的控制严格。

为脱除海水中存在的对注水流程、井身及地层有害的溶解氧和其它气体，海水处理系统必须设置脱

氧装置，脱氧塔装置一般由二级脱氧塔、真空泵、分离罐、空气提射器及其它配套管系、压力表和安全

阀等构成。（见下图）

图10-1明珠号脱氧塔侧剖面图

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2脱氧塔一般具有真空脱气和化学脱气两种功能

2.1真空脱气

真空脱氧的基本原理是，依靠真空设备提供的真空压力，降低塔内的气体分压，使海水中溶解的气

体逸出，并被抽出，从而达到除去海水中的溶解气体的目的。一般真空脱氧可以使海水中含氧量降到

0.05mg/L以下。

2.2化学脱气

为使海水中的含氧量达到注水要求的0.01mg/L以下，还必须进一步采用化学脱氧方法。

3化学脱氧

3.1化学脱氧原理

能除去水中溶解氧的化学药剂叫除氧剂，除氧剂都是还原剂。利用脱氧剂与氧气反应而消除氧气，

生成无腐蚀性产物，脱氧剂与溶解氧的反应速度缓慢，一般需要加入催化剂，如钴离子、镍离子等。

3.2常用脱氧剂

常用的脱氧剂有：亚硫酸盐、二氧化硫、联氨等。

3.2.1亚硫酸钠或亚硫酸氢铵：

在正常操作温度下，亚硫酸钠或亚硫酸氢铵与氧的反应通常是非常慢的，因此，一般需要加催化剂。

硫酸钴是最常用的一种催化剂。以Na

2

SO

3

为例反应方程式如下：

2Na

2

SO

3

＋O

2

→2Na

2

SO

4

理论上需要8ppmNa

2

SO

3

与1ppm的O

2

起反应，实际上常用的比率是10：1。

3.2.2二氧化硫

2SO

2

＋2H

2

O＋O

2

→2H

2

SO

4

在这一反应中，1ppm的氧需要消耗4ppm的SO

2

。与亚硫酸钠一样，这种反应通常需要某些化学物

质如硫酸钴作为催化剂。二氧化硫是气体，它比亚硫酸钠价格低，用量也较少，但它用得不像亚硫酸钠

那样普遍。不过，在需要大量脱氧剂的地方还常常使用。使用二氧化硫作脱氧剂时，不能过量，否则会

降低水的PH值，产生腐蚀。

3.2.3联氨（肼）

N

2

H

4

＋O

2

→N

2

＋2H

2

O

在这一反应中，1ppm的氧需要1ppm的N

2

H

4

。在正常操作温度下，联氨与氧的反应非常慢，油田一

般不使用。由于联氨在90℃以上时会迅速地与氧发生反应，因此主要用于高压锅炉。

三、水中氧含量的测定

目前有溶解氧测定仪法、野外快速比色法等。现场测定一般用后一种方法，具体操作步骤为：

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1取样

测溶解氧含量的实验最关键的是取样。取样的流程(从取样点到取样杯)必须是密闭的,取样时,

取样杯必须保持直立,并且底部与由惰性材料构成的取样管联结到取样点。取样管须用304或316型号

的不锈钢,或带有短的氯丁橡胶接头的玻璃管。不能用铜管线,很长的氯丁橡胶管线还有其他的高聚物材

料的管线都是不允许的。

2测试步骤

为了去除水样中的气泡，取样管线应在系统温度下以最大流速进行冲洗。新的取样系统应至少清洗

数小时，而经常使用的系统则可以只要几分钟。在系统得以完全清洗后，将流量减小到500～1000毫升

每分钟，并冷却至环境温度。

把测试小管尖端朝下插入取样管底部。轻轻压断尖头，测试小管将被水样充满。

将测试小管尖头迅速翻转朝上以混合水样和试剂，并擦干测试小管外壁。比色读数必须在30秒内

完成。

将测试小管靠近标准比色板进行读数；如果颜色太浅则将平头端插入比色管中，将比色管朝向光源，

从底部读数。转动比色管找到与测试小管颜色最接近的颜色读取数值。如果测试小管的颜色介于两个标

准颜色之间，可以估计读数。

第二节、脱氧剂的评选方法

一、实验室评价方法

1评选实验的相关试剂、材料、仪器

碱性碘化钾溶液：取35gNaOH溶解在50ml水中，取15g碘化钾溶解在20ml水中，再将两种溶液混

合并稀释到100ml；

磷酸溶液：稀释1＋1；

硫酸锰溶液：340g/L；

淀粉溶液：新配制10g/L溶液；

碘化钾标准溶液：0.01mol/L，按照GB601制备；

硫代硫酸钠标准溶液：0.01mol/L，按照GB601制备；

氮气：99.99%；

溶解氧测定仪：测量范围0～20mg/L，精度0.01mg/L；

恒温水浴：控制精度±1℃；

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微孔薄膜过滤试验仪：BG-1型或同类产品；

电磁搅拌器：无级调速；

试样瓶：2500～5000ml细口瓶；

烧杯：250ml，1000ml；

测试瓶；

量筒：100ml，分度1ml。

2评选脱氧剂应进行以下七个方面的工作

（1）不同药剂在同一加药浓度下的脱氧效果；

（2）同种药剂在不同加药浓度下的脱氧效果；

（3）在催化剂的作用下，相同配比（催化剂：脱氧剂）不同药剂的脱氧速度和效果筛选；

（4）在催化剂的作用下，不同配比（催化剂：脱氧剂）同种药剂的脱氧速度和效果筛选；

（5）溶解性实验；

（6）配伍性实验；

（7）脱氧剂水溶液浓度稳定性。

通过评选，最终选取性价比最优的脱氧剂，并确定最佳加药浓度，以及催化剂、脱氧剂的最佳配比。

3脱氧剂评价方法：

（1）现场取样时，先将取样桶充满氮气；打开取样口阀门，以5－6L/min的速度畅流3min后开始取样，

取样桶溢流3～5min后迅速旋紧桶盖；

（2）所有样品的转移操作应在氮气保护下进行；

（3）将定量的水样转入试样瓶（预先充满氮气），并置于恒温水浴中，控制温度与取样温度一致，恒温

15min；

（4）从试样瓶取一定量的水样转入测试瓶中，按照GB7489或GB11913操作步骤测定水样中溶解氧浓

度；

（5）根据上一步测得的结果，计算脱氧剂的理论用量；

（6）按理论用量过量20％加入脱氧剂溶液至试样瓶中，充分混合；

（7）每间隔5～10分钟，测定水样中剩余溶解氧浓度。按下式计算除氧率：

X＝（C

0

-C）/C×100％

式中：X:脱氧率，％

C

0

：未加脱氧剂时水样中溶解氧浓度，mg/L

C：加脱氧剂后水样中剩余溶解氧浓度，mg/L

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（8）收集数据，在直角坐标系中作出脱氧量－时间曲线。

4催化剂作用下的脱氧剂评价

（1）将催化剂和脱氧剂按照设计比例加入到测试瓶中；

（2）按照脱氧剂评价方法（SY/T5889-93）,对药剂效果进行评价，计算最终脱氧量；

（3）使用溶解氧测定仪对加药后水样的脱氧速度进行实时监控和记录，计算脱氧率。

5溶解性实验

在100ml的水样中（现场水样用定性滤纸过滤），加入10g-15g的脱氧剂，置于电磁搅拌器上搅拌

10分钟，静置观察现象，形成基本透明的溶液说明脱氧剂为易溶，有相分离和沉淀说明脱氧剂为难溶。

6配伍性实验

（1）在经定性滤纸过滤的水样中（水样A），按照现场使用浓度加入其它水处理药剂，混匀（水样B）；

（2）取一份水样B，根据其溶解氧量加入所需脱氧剂（水样C）；

（3）取水样B、C各100ml于两支比色管中，在室温或取样温度下静置24小时，观察外观现象进行比

较；

（4）取水样B、C1000－3000ml，按SY5329规定测滤膜系数，分别记做MFB和MFC；

（5）测脱氧率分别记做XA、XB；

（6）外观一致、无变化、MFB

（7）外观改变、MFB>MFC、XA>XB，配伍性不好。

7脱氧剂水溶液浓度稳定性

（1）配比10％（质量比）脱氧剂溶液于烧杯中；

（2）参照该脱氧剂产品标准中有效成分含量的测定方法，取样分析放置不同时间后溶液的有效浓度。

时间间隔为0、1、2、4、6、8、12、24小时；

（3）按下式计算有效浓度存留率：

Z=C/C

0

×100％

式中：Z：脱氧剂水溶液有效浓度存留率，％

C：脱氧剂水溶液放置一定时间后的有效浓度，mg/L

C

0

：脱氧剂水溶液的初始有效浓度，mg/L

（4）收集数据，在直角坐标系中作出有效浓度存留率－时间曲线。

8脱氧剂现场实验

8.1实验前期准备工作

应包括以下方面：

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（1）实验目的；

（2）实验时间以及地点；

（3）加药量、加药方式、加药点；

（4）检查加药系统能否正常运行、是否能保证所需注入浓度；

（5）实验需准备药剂量；

（6）异常情况处理；

（7）安全注意事项；

（8）作业风险分析及预控表；

（9）应急预案；

（10）药剂的MSDS。

8.2现场实验部分：

应包括以下方面：

(1)实验前准备工作；

(2)录取空白数据；

(3)实验过程；

(4)数据录取。

9参考资料及记录表格

《脱氧剂企业标准》Q/HSBN324.1-2003SY/T5889-93

《脱氧剂性能评定方法》Q/HSBN324.1-2003SY/T5889-93

《脱氧剂现场评价方法》SY/T5889-93

《油田现场调研记录表》BOPTSC-JL-MA39-A/O

《脱氧剂评选记录表》BOPTSC-JL-MA42-A/O

《危险源辨识及风险评价控制程序》HSE/P03-2004

第三节脱氧剂MSDS

（以脱氧剂BHO-03为例）

一、化学产品及企业标识

产品中文名称：BHO-03脱氧剂

产品英文名称：BHO-03(OxygenScavenger)

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企业名称：天津市渤海石油采油工程技术服务公司

地址：天津市塘沽区河口街2－37号501信箱

电子邮件地址：****************.

邮编：300452

电话：86－22－25808349

传真：86－22－25808376

企业应急电话：86-22-25803522

生效日期：2003年6月1日

国家应急电话：120（急救）、119（火警）

二、危险组分及性状

产品外观：无色至浅黄色透明液体。

说明：亚硫酸盐的水溶液。

主要用途：降低油田水中溶解氧的浓度。

危害健康的组份CAS编号大致含量（ｗｔ％）

亚硫酸钠7757-83-715～20

亚硫酸氢钠7631-90-515～20

焦亚硫酸钠7681-57-4微量

亚硫酸7782-99-2微量

三、危险性概述

危险性类别：无意义

侵入途径：吸入、食入、皮肤接触

健康危害：

皮肤接触：有刺激性，主要症状为发红、发痒和疼痛。

眼睛接触：有刺激性，主要症状为发红和疼痛。可能会导致永久性眼睛伤害。症状可能包括刺痛、

流泪、发红、肿胀、角膜损伤，甚至致盲。

吸入：吸入本品会刺激上呼吸道粘膜。主要症状包括咳嗽,气短等。对敏感的人可以引起过敏反应。

误服：本品内微量的亚硫酸会引起胃部刺激。误服后可能会引起气喘。大量误服会导致循环系统失调、

腹泻和中枢神经系统抑郁。

慢性影响：现在尚无此方面的资料。

环境危害：该物质对环境有危害，对水体应给予特别注意。

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物理和化学及火灾和爆炸方面的危害：火灾危害：本产品可燃。爆炸危害：本产品不会发生爆炸。

分解性:分解后有易燃／毒性气体生成。参见“稳定性和反应活性”。

四、急救措施

眼睛接触：立即用大量清水冲洗至少15分钟，并不断眨眼。立即请医生处理。

皮肤接触：除去被污染的衣服、鞋子及皮肤上的污染物。立即用肥皂和大量清水冲洗至少15分钟。如

果对进一步炎症加重或持续不愈，需要请医生处理。被污染的衣服和鞋子再次穿用之前要彻底清洗干净。

吸入：将患者移至空气新鲜处。如果患者呼吸停止，要施以人工呼吸。如果患者呼吸困难,给氧。并立

即就医。

误服：在医务人员的指导下立刻催吐。对于已神智不清的患者，绝对不可通过口腔喂以任何东西。立即

请医生处理。

五、消防措施

危险特性：本品为可燃物体。

有害燃烧产物：二氧化硫，三氧化硫

灭火方法：可用适当的灭火介质扑灭周围的火源．

灭火注意事项及措施：喷水以冷却暴露在火场中的容器表面，并保护在场的人员。切断通往火场的

“燃料”。

六、泄漏应急处理

若出现运输事故，请立即致电下列２４小时开通的热线电话：86-

应急处理：切断火源。迅速撤离泄露污染区人员至安全地带，并进行隔离，严格限制出入。建议应

急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防毒服。尽可能切断泄露源。防止进入下水道、排洪沟等限制性空

间。

少量泄漏：尽可能将溢漏液收集在密闭容器内，用砂土、蛭石或其它惰性材料吸收残液，也可以用

苏打粉，碳酸钠，石灰等中和后，稀释排入废水系统。

大量泄漏：构筑围堤或挖坑收容。用泡沫覆盖，降低蒸气灾害。喷雾状水冷却和稀释蒸气、保护现

场人员。用防真空泵转移至槽车或专用收集器内，回收或运至废物处理所处理。

水域泄漏：向其他航行船只发出警告。如果可能的话，关闭泄漏源。对于回收液的处理需咨询有关

专家以确保符合当地的环保法规。

如果空气中化学品的浓度超出了ＴＬＶ临界值，必须设法使现场保持良好通风，并让员工撤离。

七、操作处置与储存

操作注意事项：操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防

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毒面具（半面罩），戴化学安全防护眼镜，戴橡胶耐酸手套。操作后彻底清洗。

远离火种、热源、工作场所严禁吸烟。注意操作场所的通风。避免呼吸到蒸汽或湿气，避免与眼睛、

皮肤接触。防止包装容器损坏及容器口松动泄露。避免食入或吸入。

配备相应品种和数量的消防器材及泄露应急处理设备。

储存注意事项：储存于阴凉、通风库房，避免曝晒。远离火种、热源。保持容器密封。避免与强碱

并贮混运。储区应备有泄露应急处理设备和合适的收容材料。

储存期限：0.5年

八、接触控制/个体防护

最高容许浓度：无意义

监测方法：无意义

工程控制：生产过程密闭，加强通风。

呼吸系统防护：无特殊需要。但空气中浓度超标时，建议佩戴过滤式防毒面具（半面罩）。

眼睛防护：戴化学安全防护眼镜。

身体防护：穿工作服及工作鞋。

手防护：戴橡胶耐酸手套。

建议工作场所准备洗眼和淋浴装置。

九、物理和化学性质

产品的外观与性状颜色：无色至浅黄色通明液体

PH值:6～8

熔点：无资料。

沸点：无资料。

相对密度:（水=1）1.1～1.3(20℃)

有效固含量：≥30%

相对蒸气密度（空气=1）无资料。

辛醇/水分配系数无资料。

闪点：＞61℃

自燃温度：无资料。

爆炸上限：无资料

爆炸下限：无资料

溶解性:易溶于水。

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其他理化性质：倾点＜－15℃

十、稳定性和反应活性

稳定性：有氧化和分解倾向,存贮期不超过一年

避免接触的条件：热源、明火、着火源和不相容物。

禁配物:强氧化剂，酸。

聚合危害：不能发生。

分解产物：二氧化硫，三氧化硫。

十一、毒理学资料

毒性研究：白鼠经口LD

50

＞5000mg/kg。

刺激性：对人的皮肤、眼睛、呼吸系统有一定的刺激性。

十二、生态学资料

生态毒性：无资料.

生物降解性：无资料.

非生物降解性：无资料。

十三、废弃处理

废弃物性质：废有机溶剂

废弃处置方法：如果本产品成为废品，它必须由取得许可证的专业工厂进行处理。处理前必须用稳

定剂（如砂、粉尘灰或水泥）进行固化，这样在用工业填埋法处理时就不会有游离的废液残留下来。

废弃处置注意事项：进行废弃物处理时的个人防护及环境要求见第八部分。本产品不可直接排放到

市政下水道、排水沟、天然溪水或河流中。

十四、运输信息

危险货物编号：无意义

ＵＮ编号：无意义

危险货物类别：无意义

危险废物编号：HW42

包装类别：无意义

包装标志：无意义

包装方法：桶最大净重200Kg;罐最大净重1750Kg;

运输注意事项：防止日光曝晒，与氧化剂隔离。运输按规定路线行使。

十五、有关法律法规信息

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中华人民共和国法律法规：工作场所安全使用化学品规定（[1996]劳部发423号）

美国联邦政府的法规：

物质化学名称

美国政府工业卫生专家会议

(ACGIH)推荐接触极限（TLV）

美国职业安全和健康署(OSHA)颁布的

接触极限(PEL)

亚硫酸钠未见列表未见列表

亚硫酸氢钠5mg/m3（TWA）未见列表

焦亚硫酸钠5mg/m3(TWA)未见列表

亚硫酸

2ppm(TWA),

5ppm(STEL)

2ppm(TWA)

十六、其他信息

参考文献：

中国国家出入境检验检疫局危险品中心实验室检验报告

化学危险物品安全管理条例

化学危险物品安全管理条例实施细则

工作场所安全使用化学品规定

危险货物品名12268-90

危险货物分类和品名编号GB6944-86

化学品安全技术说明书GB16483-2000

危险货物运输包装类别划分原则15098-94

国家危险废物名录环发[1998]089号

填表时间：2003.4.1。

填表部门：采油工程技术服务公司质量安全环保部、技术部。

数据审核单位：采油工程技术服务公司技术部。

修改说明：2004年5月修订。对于本产品，如有其它相关部分的修改，我们将及时将新修订的材料安

全数据表传送给客户。

其他信息：本产品的材料安全数据表（ＭＳＤＳ）提供了有关人体健康和安全的资料。使用本产品应按

照公司的有关产品资料进行使用，使用本产品的人员应事先掌握所推荐的安全防护措施，并熟悉本资料,

以便制订适当的操作规程和培训教材,从而确保操作人员的人身安全。

如在使用中遇到其它问题,可以向本公司的销售部门咨询,咨询电话86-22-25808349。