含硫气田水闪蒸气处理工艺评述

含硫气田水闪蒸气中含有H_2S等恶臭气体,需进行安全有效处置后才能排放,对于现有的几种处理工艺(碱液吸收、胺液吸收、液相氧化还原脱硫及干法脱硫技术)尚缺乏系统的对比分析,因而在一定程度上限制了技术的进步和推广。为此,对含硫气田水闪蒸气的来源、组成、排放特点及其控制工艺等进行了分析,探究含硫气田水闪蒸气处理的可行途径,重点从工艺原理、技术路线和适用性等方面针对当前主要的闪蒸气脱硫工艺展开评述,分析、对比了各种技术的特点和适用范围,根据潜硫量的大小对处理工艺进行了推荐,提出了技术发展的方向和建议。研究结果表明:(1)气田水闪蒸气具有含硫化氢浓度高、瞬时流量大、日均潜硫量低和压力低等特性,对其处理应满足国家标准GB/T 14554—1993中H_2S的排放要求;(2)上述几种闪蒸气处理技术各有优缺点:非再生胺液吸收工艺简单、投资较低、运行成本高、净化度低,干法脱硫工艺较简单、生产稳定、投资较高,液相氧化还原脱硫工艺适应潜硫量范围广、净化度高,但工艺复杂、投资高、稳定性较差;(3)含硫气田水闪蒸气处理应首选有组织达标排放,潜硫量在10 kg/d以内建议采用干法或胺液吸收工艺,潜硫量超过10 kg/d建议采用液相氧化还原吸收工艺。结论认为,应进一步探索气田水闪蒸气气质、气量和气速的准确变化规律,以支撑工业设计,并使装置向橇装化、标准化、模块化和自动化方向发展;同时引进增压回收和其他行业低压气体处理新技术,以完善技术体系。     

含硫站场呼吸管堵塞成因及防控对策北大核心CSCD

目的解决含硫站场气田水罐呼吸管堵塞或腐蚀穿孔问题,保证含硫气田水罐正常运行。方法通过SEM、EDS和XRD分析测试技术识别TB101-X1井等5个站场呼吸管堵塞物主要成分,根据呼吸管闪蒸气工况特征分析堵塞主要成因。结果呼吸管闪蒸气常温、微正压、低流速聚集成高含量H_(2)S气体后,析出单质硫;随呼吸管延伸闪蒸气温度下降冷凝析出的液态水和气田水罐高液位携带的液态水,与H_(2)S、SO_(4)^(2-)和Cl^(-)一起与碳钢管道铁离子反应生成硫化铁、硫酸亚铁和氧化铁;气田水罐卸水负压吸氧,增加氧腐蚀,与H_(2)S水溶液反应析出单质硫。反应产物在低流速下沉积结垢于管道内壁,早中期不易发现,后期快速堵塞呼吸管,造成气田水罐内聚气升压。结论气田水罐卸水负压补气、优选呼吸管材质、气田水罐上部呼吸口处增设气液分离组件等防控措施,从本质上预防和减少呼吸管堵塞,对保持呼吸管通畅、保障气田水罐安全生产运行具有较强的指导意义。     

高温含硫凝析气藏取样技术探讨

渤海某探井具有高温、含H_2S、有凝析油产出等特点,井下PVT取样难度较大。为保证成功获取井下流体样品,梳理了目前渤海地区常用的RD取样阀、RD单相取样器、P.D.S (Positive Displacement Sampler)正置换式取样器、S.P.S (Single Phase Sample)单相取样器,以及地面触控式取样器等取样技术,分析了各种取样技术的优势和不足,结合该测试井特征,优选出Proserv公司生产的S.P.S单相取样器进行该井高压物性取样。作业过程中,将取样器安装在取样器托筒上随钻杆下入,在开井流动阶段操作环空压力击穿破裂盘触发取样,获取储层流体样品。经实验室分析,样品闪蒸气油比1 413 m~3/m~3,油罐油密度0.802 4 g/cm~3,单次闪蒸气组分H_2S含量5.73 ppm。对闪蒸油、闪蒸气做组份分析,计算井流物分类组成C_1+N_2为71.62%、C_2-C_6+CO_2为21.09%、C_7+为7.29%认为,样品属凝析气藏范围,与前期认识一致,取样达到了预期效果。S.P.S单相取样器能够适用于含H_2S、CO_2的酸性、具腐蚀性油(气)田,具有保压、抗腐蚀特性,可在类似油气田中推广使用。     

气田水中硫化物控制指标及处理措施

含硫气田采出的气田水均不同程度的含有硫化物,不仅会腐蚀输送管道、气田水处理设备和回注井筒等,而且当气田水温度、压力或pH值发生变化时,其中的硫化物还有可能以H_2S的形态逸出,从而带来安全风险。为了控制气田水中硫化物的含量,满足气田开发安全、清洁的生产需求,在调查川渝地区相关含硫气田采出气田水中硫化物的含量及处理现状的基础上,模拟计算了典型浓度含硫气田水中H_2S的逸散规律并进行了实验验证,最后提出了气田水中硫化物的控制指标及处理措施建议。研究结果表明:①硫化物含量大于200 mg/L的气田水应进行完全密闭贮存、输送和处理,以满足作业场所安全、职业健康和环境要求;②回注气田水中硫化物含量应控制在20 mg/L以下,这样不仅能确保地面设备设施、输送管道及回注井筒硫化物腐蚀程度的最小化,而且也可以保证非密闭条件下逸散的H_2S含量远远低于国家标准规定的职业健康接触限值及环境排放限值;③高含硫气田水脱硫工艺应充分考虑气田水的含硫特点及处理目标,结合运行经济性及可靠性,选择一级或多级脱硫处理工艺,以实现硫化物的高效、经济去除。     

含硫污水双塔汽提

<正> 为了更好地处理含硫污水,在原有的单塔汽提处理的基础上,建立了一套处理能力50～60吨/时的双塔汽提装置,并于1980年5月投产,经一年来的运行考查,取得初步成效。工艺流程简介如下:含硫污水一路进料,一路与两个塔底抽出物先后换热后进入塔1(脱H_2S塔),塔底由蒸汽加热汽提。塔顶控制一定条件,使含H_2S浓度>60％的酸性气从塔顶分出,送硫磺回收装置。塔底污水与进料换热后进入塔2(脱NH_3塔)中     

提高酸性水汽提装置回用水质量并降低能耗的方法探讨

介绍了现有双塔加压、单塔加压侧线抽出、单塔低压全抽出等酸性水汽提工艺的主要特点,指出了现有工艺存在经汽提后的净化水作为回用水时带碱及被过度汽提等问题,提供了一种新型的带液相侧线抽出的酸性水汽提方法,即在酸性水汽提塔下部位置自上而下依次设置1~#、2~#无碱回用水线及碱液注入线,1~#无碱回用水中NH_3、H_2S含量相对较高,可用作加氢裂化或催化裂化等装置的回用水;2~#无碱回用水中NH_3、H_2S含量相对较低,可用作常减压、加氢精制等装置的回用水。该方法针对各装置对回用水不同的质量要求,采用不同的汽提深度,避免不必要的汽提蒸汽浪费,从而可实现在回用水中不含碱液的前提下大幅度降低能耗的目标。     

H_2S-NH_3-H_2O 三元体系汽-液平衡的研究 双塔汽提流程中有关数据的测定和对双塔汽提流程的分析

结合炼厂含硫污水双塔汽提工艺要求,用带压弹式静态法测定了 H_2S-NH_3-H_2O 三元体系汽-液平衡,并对双塔汽提操作条件及影响因素进行了讨论。     

三嗪类除硫剂在气井撬装除硫装置中的应用

开发了液体撬装脱硫装置用于苏东气井井口脱除H_2S。在天然气加热装置加热至25℃时,选取了硫容量大于90mg/L的SRCY08为除硫剂,对装置进出口H_2S气体含量持续52h检测,结果显示出口处H2_S气体含量均为0mg/L。该装置对脱除H_2S气体有显著作用,瞬时除硫率大于98%,成功脱除了天然气中的H_2S,同时解决了高含硫气井的开采问题之一,降低了开采的费用。     

世界上最大的含硫气田——阿斯特拉罕气田

阿斯特拉罕气田是目前世界上最大的含硫气田,位于苏联里海北端的阿斯特罕城附近。天然气含酸性气高达40％,其中H_2S占24％,CO_2占14％;另外还含有大量的含硫凝析油和水,水中含许多氯化物。气井的关井压力达41.2MPa,气体生成水化物的温度在30℃以上。     

含硫气井管线腐蚀分析及防腐措施探讨

含硫气井的腐蚀一直是气田开发过程中需要面对的难题,含硫气井的腐蚀主要是电化学腐蚀,影响因素主要有天然气中所含的水、H_2S的浓度、温度、pH值、CO_2等。榆林气田整体H_2S含量较低,腐蚀轻微,但由于榆20集气站含硫气井集中,从历年清管情况来看,存在一定的H_2S腐蚀。通过分析含H_2S气井的腐蚀机理和榆林气田含硫气井防腐现状,提出进一步减轻H_2S腐蚀的优化措施。     

高磨地区含硫气田水除臭处理技术探讨

含硫气田水含硫化物、有机物等污染物,恶臭味大,易挥发,对周边环境和人员的影响及危害大。随着国家新《环境保护法》的实施,对含硫气田水的处理提出了更高要求。针对高磨地区含硫气田水的恶臭治理问题,简要概述了目前国内外含硫气田水脱硫除臭处理技术及其优缺点和适用条件,介绍了安岳气田高磨区块含硫气田水的处理现状。主要通过拉运和管输的方式将闪蒸后的气田水送至回注站处理后回注;结合现场含硫气田水化学除臭探索性试验,探讨了高磨地区含硫气田水拉运除臭的处理工艺和硫化物控制指标;对含硫气田水拉运除臭提出了先采取闪蒸或联合燃料气气提工艺脱硫,将水中硫化物质量浓度降至300 mg/L以下,然后再加注液体脱硫剂进行化学除臭的处理工艺,将处理后水中硫化物质量浓度控制在20 mg/L以下。      

顺北二区高含硫天然气脱水工艺技术研究

目的通过天然气脱水有效降低H₂S对高含硫天然气矿场集输系统的腐蚀危害。 方法在国内外高含硫天然气脱水技术研究的基础上,优选确定了三甘醇溶剂吸收法作为顺北二区高含硫天然气的脱水处理工艺,并在传统三甘醇脱水工艺流程的基础上充分考虑了顺北二区高含硫天然气的特点,局部优化改进了传统三甘醇脱水工艺流程,增加了原料气进吸附塔前的分离处理工艺和闪蒸气回收处理工艺;同时,基于富甘醇预热位置、再生纯度以及H₂S的影响,开发了两级贫/富液换热预热、LNG气化气提的富甘醇再生工艺流程。 结果改造后,脱水工艺通过增压回收处理实现了脱水系统含硫尾气零排放,通过LNG气化气提实现了三甘醇高效脱硫和提纯相结合,解决了酸性环境下再生装置的腐蚀及检修难题。 结论该脱水工艺有利于顺北二区总体开发规划的实现,形成了适用于顺北二区高含硫天然气的高压集输脱水流程,为后续顺北天然气区块的进一步开发提供了技术支撑。      

Optimization of petroleum crude oil treatment using hydrogen sulfide scavenger

Hydrogen sulfide scavenging is one of the preferred methods for minimizing the operational risks and corrosion in crude oil production facilities. This paper deals with the determination of the optimum values of retention times of scavenging hydrogen sulfide from the crude oil produced at different conditions in one of the Egyptian petroleum companies using EPRI H₂S scavenger solution (one of the chemical products of Egyptian Petroleum Research Institute). The retention time depends on several operating condition variables such as injection dose rate, pipe length, pipe diameter, crude oil velocity, pressure and inlet H₂S concentration. The hydrogen sulfide scavenger injected into the crude oil pipeline must be contacted with the crude oil for a suitable a specified time (retention time) to reduce the concentration of H₂S to the desired value which is usually less than 10 ppmv. The optimization results were obtained using the software program LINGO. It was found that the optimum values of H₂S scavenger retention time of the scavenging of hydrogen sulfide are increased by increasing the pipe diameter and the inlet H₂S concentration, while decreased by increasing the pipe length, gas molar mass velocity, injection dose rate, crude oil velocity and pressure.     

Simulation for estimation of hydrogen sulfide scavenger injection dose rate for treatment of crude oil

The presence of hydrogen sulfide in the hydrocarbon fluids is a well known problem in many oil and gas fields. Hydrogen sulfide is an undesirable contaminant which presents many environmental and safety hazards. It is corrosive, malodorous, and toxic. Accordingly, a need has been long left in the industry to develop a process which can successfully remove hydrogen sulfide from the hydrocarbons or at least reduce its level during the production, storage or processing to a level that satisfies safety and product specification requirements. The common method used to remove or reduce the concentration of hydrogen sulfide in the hydrocarbon production fluids is to inject the hydrogen sulfide scavenger into the hydrocarbon stream. One of the chemicals produced by the Egyptian Petroleum Research Institute (EPRI) is EPRI H₂S scavenger. It is used in some of the Egyptian petroleum producing companies. The injection dose rate of H₂S scavenger is usually determined by experimental lab tests and field trials. In this work, this injection dose rate is mathematically estimated by modeling and simulation of an oil producing field belonging to Petrobel Company in Egypt which uses EPRI H₂S scavenger. Comparison between the calculated and practical values of injection dose rate emphasizes the real ability of the proposed equation.     

气相分子吸收光谱法分析贫、富液中硫化氢含量

溶剂再生装置用于富液再生,脱出硫化氢使之成为贫液循环使用;脱出的酸性气至硫磺回收。溶剂再生采用汽提再生法:来自各生产装置的富液,按加氢型富液和非加氢型富液分类处理。富液在富液闪蒸罐脱出轻烃,送至去低压瓦斯,闪蒸后富液送至溶剂再生塔。溶剂再生塔顶物料送至酸性气分液罐,酸性气去硫磺回收,酸性水去酸性水汽提,再生后的贫液供循环使用。本文阐述了用气相分子吸收光谱法分析贫、富液中硫化氢含量的测定的反应机理,样品进行分析时,可一次性进行多个样品的分析,避免了手动滴定的影响,并对样品数据进行比对,并验证了数据的准确性。     

超重力氮气气提处理含硫污水工艺参数研究

为解决气田高含硫污水易造成土壤污染、管道腐蚀以及污水处理难度增大等问题,提出将超重力技术应用于含硫污水处理领域,设计并搭建了一套超重力氮气气提脱除S2-的实验装置,探究不同S2-浓度下超重力气提的处理效果。为确定后续实验的取样时间,在实验之初进行重复性实验,在不同转速下,通过对不同时间的取样结果进行分析,确定最佳取样时间。通过改变超重力机的超重力因子、含硫污水pH值、气液比、实验温度,以脱硫率为实验指标,给出不同因素对超重力气提法处理含硫污水效果的影响规律,给出相应的机理分析,并确定在实验工况下的最优工艺参数:超重力因子为145.02,pH值为6.0,气液比为60,温度为50℃。在最优工艺参数下,超重力氮气气提可实现92%的脱硫率。     

Modeling of hydrogen sulfide removal from Petroleum production facilities using H2S scavenger

The scavenging of hydrogen sulfide is the preferred method for minimizing the corrosion and operational risks in oil production facilities. Hydrogen sulfide removal from multiphase produced fluids prior to phase separation and processing by injection of EPRI H₂S scavenger solution (one of the chemical products of Egyptian Petroleum Research Institute) into the gas phase by using the considered chemical system corresponds to an existing oil well in Qarun Petroleum Company was modeled. Using a kinetic model the value of H₂S in the three phases was determined along the flow path from well to separator tanks. The effect of variable parameters such as, gas flow rates, chemical injection doses, pipe diameter and length on mass transfer coefficient K_Ga, H₂S outlet concentration and H₂S scavenger efficiency has been studied. The modeling of the hydrogen sulfide concentration profiles for different conditions was performed. The results may be helpful in estimating injection rates of H₂S scavengers for similar fields and conditions.     

高效有机硫脱除溶剂研发及性能考察

针对GB 17820-2018《天然气》对商品气中总硫含量的严格要求,通过室内实验,对多种类型的有机硫脱除溶剂配方进行评价,筛选出一种具有较高有机硫脱除性能和一定脱硫选择性的物理-化学溶剂。考察了气液体积比、吸收压力及填料高度等工艺条件对该溶剂吸收性能的影响,同时也考察了再生温度、闪蒸气量和溶液性能稳定性等关键指标,明确了碳硫比对选择性的影响。在原料气中CH 3SH和COS质量浓度均为30 mg/m^3且碳硫比大于5.0的条件下,新溶剂有机硫脱除率最高可达86.87%,CO 2脱除率为76.42%,可更好地保障商品气中总硫指标,并降低商品气量损失。     

炼油厂含硫污水预处理及综合利用

对３种原油采用不同加工过程的含硫污水组成以及几套含硫污水汽提装置的原料水和净化水组成进行了比较。介绍了空气氧化和蒸汽汽提等含硫污水预处理工艺的原理、流程和特点。对针对气相中硫化氢和氨的出路而开发的各种蒸汽汽提工艺,如回收硫化氢和氨的汽提工艺（包括单塔加压侧线抽出汽提工艺、双塔加压汽提工艺、ＣＬＬ氨回收工艺、美国钢铁公司氨回收工艺）、回收硫化氢而不回收氨的汽提工艺、硫化氢和氨都不回收的汽提工艺以及回收氨的精制工艺等作了详细分析,并提出了含硫污水中的氨是否回收的问题。最后指出减少催化裂化和油品加氢装置含硫污水量以及净化水综合利用应采取的措施。     

绥中36-1油田A油藏生物竞争排斥技术治理下H2S主控因素及机理研究

目的绥中36-1油田A油藏采用生物竞争排斥技术治理因注入海水引入硫酸盐还原菌(SRB)而产生的H₂S,以油藏为研究对象,进行了H₂S生长主控因素和机理研究。 方法选取油藏典型油井考查其停药期间不同油井的H₂S含量、硫化物含量、微生物含量,观察SRB生长曲线规律,对H₂S生长主控因素和机理进行研究。 结果生物竞争排斥法能够抑制SRB生长,单井H₂S质量浓度降至30 mg/m³以下。停药期间,油藏H₂S生长趋势符合Compertz模型,单井A1、A4、A17、A20、A22模型拟合度在0.8以上,方差的统计量较高,显著性为0.001~0.002。 结论H₂S不受油藏生产动态的控制,海水提供了丰富的SO2-₄营养源,绥中36-1油田A油藏H₂S生长的主控因素为油藏中的SO2-₄含量。该油藏已经形成了非常稳定的生态菌群,稳定的生态系统能自动消除外部引入的硫酸盐,从而系统地控制H₂S的生长。 