以“汞捕获技术”为基石，推动石油产业变革

27/05/2025

HycaPure™是一种能够去除天然气中汞污染物的离子液体技术，由英国女王大学离子液体实验室（Queen’s University Ionic Liquid Laboratories，简称 QUILL）与马来西亚国家石油公司（PETRONAS）合作研发。

2012年，首套HycaPure™商业化试点系统正式启用；截至2017年，马来西亚国家石油

公司的加工厂已安装13套完整的工业级HycaPure™系统，带来了巨大的处理能力。

随着合作深入，QUILL与PETRONAS之间的持续研究为该公司提供了转型契机，使其逐步将研发重心从传统的石油天然气领域，转向更加环保的低碳技术。这体现在双方正在共同推进的一项价值240万英镑的创新低碳技术研究项目上。

研究挑战：从天然气中清除汞污染

在碳氢化合物生产过程中，去除危害健康、安全以及污染产品的杂质是一项重大挑战，而汞污染是天然气行业面临的突出问题。

汞是一种剧毒元素，可存在于天然气井和生产流程中。全球油气加工厂每年排放的汞高达11吨。汞污染对生态系统和人类健康构成全球性威胁，因此最好在生产现场及时将其从气流中去除。

目前常用的汞去除技术，如化学修饰活性炭（包括银浸渍分子筛和混合金属硫化物/氧化物洗涤器），不仅成本高昂、效率低下，还存在以下问题：

• 难以去除所有形态的汞；
• 在原料含其他污染物时稳定性不足；
• 无法应对汞浓度的波动。

Queen’s的突破性解决方案：基于离子液体的高效除汞新技术

英国女王大学在离子液体（液态盐）及其绿色化学应用领域已开展20余年的突破性研究。

QUILL专注于离子液体的设计、性能及工业应用的基础研究，并具备深入理解离子液体“结构-性能”关系的强大理论背景，从而可以精准地控制和利用离子液体。

凭借这一优势，研究团队开发出基于离子液体，且从天然气和凝析油中去除汞的全新方法。然而，这一技术需满足以下严苛条件：

• 在工业模式下，从天然气和液态烃流中高效提取无机、有机及单质汞的复杂混合物
• 高速处理，以保护后续设备免受汞含量突增的影响

此后，英国女王大学研究团队合成并测试了一种将活性离子液体结合到多孔固体中的新材料，主要用于实验室规模的气流净化。这项技术也就是如今的HycaPure™。

在与PETRONAS的合作下，HycaPure™从实验室技术成功放大至试点规模，并首次在该公司的一座陆上天然气处理厂投入商业化运行。随后，研究人员进一步探索了如何将这一技术拓展至湿气和液态烃凝析油的汞污染治理中。

HycaPure™ Hg是一项屡获殊荣的技术，可有效去除单质汞、无机汞和有机汞在内的多种汞形态，其化学反应机制能将汞捕获并转化为不溶性稳定复合物，避免汞重新溶解于原料流中。

技术影响：推动化工行业可持续发展

英国女王大学QUILL研究中心是全球首个专门研究离子液体的实验室。这里开发的离子液体（或称“超级溶剂”）是一种在室温下保持液态且不释放有毒挥发物的盐类。

离子液体具有巨大的潜力，可以彻底改变我们的生活和工作方式以及我们对环境的影响：

• 可溶解硫、磷等传统上需强效溶剂处理的元素防护性生物膜；
• 可作为润滑剂、热泵和压缩流体使用；
• 最重要的是，可替代污染性有机溶剂，成为绿色化工的关键工具。

这项研究的成功不仅限于一项单一技术的大规模应用，更在于其巩固了PETRONAS与QUILL的合作关系，并转化为长期伙伴关系，并将持续产出重要的研究与培训成果。