普光高含硫气田特大型天然气净化厂关键技术解析

普光气田是国内目前大规模开发的含硫量最高的高酸性气田,其天然气具有高压、高含H₂S、含CO₂的特点。建设处理规模120×10⁸ m³/a的天然气净化厂,面临天然气净化难度大、硫磺储运技术和安全要求高、生产工艺及安全控制复杂等诸多技术难题。目前国内尚无百亿立方米级天然气净化以及配套硫磺成型与安全储运技术。为此,在优选评价国内外先进净化工艺的基础上,确定了适合普光气田的高含硫天然气净化工艺,并首次应用了气相固定床水解COS、中间胺液冷却、MAG-液硫脱气、特大型火炬放空、液硫湿法成型等国际先进工艺和专利技术。开发了国内首例特大型散装硫磺料仓、首例5 000 m³液硫储罐、首套硫磺流水线转运以及快速定量装车系统,实现200×10⁴ t/a硫磺储运系统的全方位实时监控和安全运行。配套开发先进、灵活、可靠的生产过程控制与安全控制系统,确保整个净化厂处于安全、有效的受控状态。高含硫天然气净化关键技术应用于普光气田后,装置运行平稳,产品质量合格,各项安全保障到位。为其他大型高酸性气田的天然气净化提供了示范和借鉴。     

20万t/a硫磺回收装置液硫脱气工艺研究与应用

液硫中硫化氢含量是影响液硫循环、输送、储存及成型系统安全运行的关键因素,对于大规模Claus工艺硫磺回收装置尤为显著。目前,国内对液硫脱气工艺及脱气效果验证的研究甚少。通过对普光气田单套20万t/a硫磺回收装置液硫脱气不达标问题进行分析研究,对液硫脱气工艺技术进行研究优化,设计并应用空气汽提与机械搅动组合脱气工艺,将液硫中硫化氢含量脱除至2.33μg/g,达到国际液硫脱气领先水平。     

国产硫磺回收催化剂在普光净化厂的工业应用

介绍了国产硫磺回收催化剂在普光净化厂200 kt/a硫磺回收装置上的工业应用试验情况。运行1年后装置标定结果表明:装置负荷在80%、100%和110%条件下,装置各项参数运行正常,单程硫回收率在97%以上,有机硫水解率在98%以上,总硫回收率在99.96%以上。在不同负荷下硫磺回收装置排放尾气ρ(SO2)<400 mg/m3。工业应用试验表明:国产硫磺回收催化剂级配使用具有较高的克劳斯转化活性和有机硫水解活性,适合工业化推广应用。     

高含硫天然气净化装置高效运行关键技术研究及应用北大核心CSCD

目的①提高胺液选择性吸收效果,降低装置能耗;②提升液硫产品品质,降低排放烟气中SO_(2)质量浓度;③实现催化剂的国产化应用。方法以数据模拟为指导,结合现场试验,优化装置运行参数,拆除2层吸收塔塔盘。结果产品气收率提升1.3个百分点以上,胺液循环泵电机电耗降低12.46%,胺液再生蒸汽降低11%。通过实施液硫鼓泡脱气、液硫池废气入克劳斯炉及热氮吹硫技术改造,液硫产品品质稳定达标,排放烟气中SO_(2)质量浓度<200 mg/m^(3)。通过开发应用国产水解、制硫、加氢催化剂,均取得了良好的应用效果,具备推广应用价值。结论通过系列生产优化、技术改造、催化剂国产化应用,推动了高含硫气田的进一步发展。     

克劳斯工艺防腐蚀涂层数值模拟

燃料、烟气中的高浓度硫化氢以及液滴对克劳斯工艺中燃烧设备有严重的腐蚀和冲蚀作用,很容易引发大型生产安全事故。液滴的冲蚀在金属受热面壁面产生细微裂纹是化学腐蚀的起点。涂层能够防止化学腐蚀,本文通过建立数学模型准确描述了克劳斯硫黄回收工艺中液滴撞击防腐蚀涂层的过程,运用离散迭代方法对整个计算区域进行求解,得到了撞击过程中防腐蚀涂层内部、涂层与固体黏结面以及固体内部的应力分布,确认了涂层方案能够在克劳斯硫黄回收工艺中解决金属受热面液滴冲蚀的问题;同时研究了不同厚度的涂层对应力分布的影响,得出了量纲为1最大应力与撞击速度之间的经验公式,提出采用20μm厚的氮化硅涂层是经济高效的克劳斯工艺壁面保护措施。     

含氧煤层气液化精馏提纯技术模拟研究

煤矿开采过程中产生的煤层气由于含有氧气,很难加工利用,绝大部分被放空。本文针对典型的含氧煤层气气源,设计了一种液化精馏工艺流程,并采用流程处理软件HYSYS对流程进行模拟分析。结果表明,该工艺总能耗低,可彻底除去氧、氮杂质,获得高纯的液态甲烷产品。     

普光气田硫磺湿法成型与安全绿色储存成套技术应用总结

硫磺是一种特殊的化工原料,在我国消耗量大,进口依存度高。随着我国高含硫气田的开发投产,酸性天然气成为国产硫磺的主要来源。针对传统干法技术成型规模小、成本高等难题,中国石化普光气田创新开发了高效湿法成型、精准粉尘防控、安全绿色储存等系列技术,建成了亚洲最大的硫磺生产基地;揭示了大规模液硫固化规律,研制了我国首套湿法成型装备,单体生产能力达90 t/h,产品优质率100%;揭示了硫磺粉尘燃爆规律,建成了首套全流程粉尘防控系统,气相空间中硫磺粉尘质量浓度低于3 mg/m³;建成了50 dam³液硫储罐、114 kt硫磺安全储存系统,实现了逸散废气资源化综合利用。硫磺湿法成型与安全绿色储存成套技术的成功应用,促使我国硫磺进口依存度下降了26百分点。     

20×104 t/a硫磺回收装置液硫脱气组合工艺应用分析

普光天然气净化厂建设有12套大型硫磺回收装置,硫磺产能240×10~4 t/a。原设计采用BlackVeatch的专利MAG~(○R)技术脱除液硫中硫化氢(H_2S),逸散废气经低压蒸汽抽射器引入尾气焚烧炉。投产初期,液硫中H_2S质量分数远高于控制指标0.001 5%。后续引入空气鼓泡加喷射脱气工艺,液硫中H_2S质量分数降至0.001 0%以下。随着装置的运行,催化剂、溶剂性能下降,烟气SO_2排放标准日趋严格,采用中压蒸汽抽射器,将液硫池废气由尾气焚烧炉改入克劳斯炉,回收废气中的硫元素,将排放烟气中SO_2质量浓度降至200 mg/m~3以下。     

木质素在超临界水中气化制氢的实验研究

以木质素为原料,利用连续管流反应器,首先在反应压力为15.0～27.5MPa、反应器壁温为500～650℃、物料流速为4.7～7.5mL/min的条件下,对质量浓度为1%～3%的木质素在超临界水中进行了气化制氢的实验研究。针对实验中存在的问题,改造了反应器,着重考查壁面温度为700～775℃下高浓度木质素的气化效果。实验表明升高壁温能够极大提高木质素在超临界水中的气化效果,700℃以上木质素可以高效气化;升高压力有利于氢气质量产率的提高,并可促进甲烷化反应;而高浓度不利于木质素气化;降低流速,有利于提高氢气质量产率,但对气态产物中各组分气体的体积百分含量影响不大;相同条件下,木质素较纤维素更难气化,气化率较低。     

大型硫黄装置液硫池废气回收技术应用分析

按照新标准要求,硫黄回收装置二氧化硫排放浓度应小于400 mg/m^3,为此选择了克劳斯循环处理技术回收液硫池废气,从而降低装置烟气二氧化硫的排放浓度。装置新增1台空气加热器,将燃烧空气加热至140℃,降低废气对主燃烧炉温度的影响,避免含硫废气堵塞主燃烧炉风线;新增了联锁系统,在克劳斯系统异常停车工况,废气入主燃烧炉切断阀和中压蒸汽切断阀联锁关闭,以保证系统的本质安全。测试数据分析表明,克劳斯系统、加氢系统运行稳定,催化剂床层温度、硫比值数据、急冷塔出口气氢含量、急冷水pH值等硫黄单元工艺参数未见异常。硫黄单元在80%、100%负荷工况下,烟气二氧化硫减排超过100 mg/m^3,减排幅度达到50%。