天然气净化厂尾气SO_2排放治理工艺探讨

随着国家新《环境保护法》的实施,越来越严格的尾气排放标准给天然气净化厂硫磺回收及尾气处理装置带来巨大的减排压力和技术升级的严峻挑战。为此,分析了国内外天然气净化厂尾气排放标准改进及国内尾气排放现状,对可用于现有装置升级改造的5种尾气处理工艺(还原吸收法、胺法SO_2吸收法、湿法制酸法、石灰石/石膏湿法和循环流化床干法)、液相氧化还原法和生物脱硫法进行了技术评价分析,并针对2种不同处理规模(原料气潜硫量大于等于1 t/d及原料气潜硫量小于1 t/d)进行了技术经济对比分析。结果表明:①现有天然气净化厂硫磺回收装置排放尾气具有SO_2排放浓度较高、总量小的特点,宜采用还原吸收法、胺法SO_2吸收法和循环流化床法用于尾气治理或采用液相氧化还原法直接处理;②对原料气中潜硫量较大的,尾气处理宜选用还原吸收类工艺,反之则宜采用液相氧化还原法直接处理;③对尾气中潜硫量为中等的,宜选用胺法SO_2吸收工艺,潜硫量较小的则宜选用循环流化床干法工艺。     

脱硫新工艺——结晶硫法（CrystaSulf^SM）

介绍了一种能够直接在高压下处理中低潜硫量含硫气的脱硫新工艺。其脱硫溶剂为一种非水溶性的混合有机溶液,对硫磺具有高溶解性,且沸点高。该工艺的特点是溶液循环量低、硫容高（9.32g/l）、H2S脱除率高、无发泡和硫堵问题、化学品消耗低、硫磺产品粒度大且纯度高。分别比较了胺/克劳斯/TGT、液相氧化还原和结晶硫工艺处理高压含硫气以及克劳斯尾气的经济性。     

大牛地气田含硫天然气集输工艺探讨

大牛地气田已建地面集输系统是针对上古生界气藏特点和气质条件设计的,不能输送含硫天然气。在分析奥陶系风化壳气井含硫特征的基础上,总结出大牛地含硫气井具有数量少、分布分散且含硫量低的特点。适用于大牛地气田含硫天然气集输工艺包括井下节流、掺混、井筒除硫和地面脱硫四种,各工艺的适用范围为:气井的H_2S质量浓度小于或等于154 mg/m~3时,可以采用井下节流或井口除硫工艺使气井正常生产;考虑掺混工艺时,需要有足够的不含硫天然气与含硫气掺混以使气质达标;考虑地面脱硫工艺时,潜硫量小于100 kg/d可采用干法脱硫,潜硫量大于或等于100 kg/d可采用湿法脱硫。     

硫磺回收装置加氢还原尾气超重力脱硫工艺技术研究

还原吸收尾气处理工艺广泛应用于硫磺回收装置含硫尾气处理,是减少尾气中SO_2排放最为有效的方法之一。硫磺回收装置加氢还原尾气的显著特点为:压力低,碳硫比高,要求吸收过程硫化氢脱除率高,同时具有吸收选择性。利用超重力技术强化传质及气液接触时间短等特点,将超重力技术应用于加氢尾气脱硫工艺中,考察了转速、气液比、贫液温度、气体流量等操作参数对脱硫性能及CO_2共吸收率的影响。结果表明,超重力技术应用于硫磺回收装置加氢还原尾气脱硫工艺中优势显著。     

天然气净化厂低浓度酸气处理工艺探讨

随着环保要求的提高,靖边气田天然气净化厂已建的Clinsulf-DO硫黄回收工艺不能达到排放要求,而靖边气田酸气气质具有低含硫、高含CO2、潜硫含量低的特点,常规克劳斯法无法满足工艺要求。结合靖边气田酸气气质特点,对络合铁液相氧化脱硫工艺、国产选择氧化法脱硫工艺、生物脱硫工艺、WSA制酸工艺和酸气回注工艺从当地环境资源、副产品销售情况、工艺技术先进性、装置综合效益以及推进国产化等因素进行综合对比和论证,最终决定新建的第四净化厂酸气处理选用络合铁液相氧化脱硫工艺。同时为了提高硫黄品质以便于销售,为络合铁氧化工艺产的粗硫黄设置熔硫提纯装置,经提纯后硫黄品质合格。     

高含硫天然气净化新工艺技术在普光气田的应用

普光气田的天然气具有高含H₂S和含CO^₂及有机硫的特点,天然气净化难度大。为满足高含硫天然气净化的要求,普光天然气净化厂采用了MDEA法脱硫脱碳、TEG法脱水、常规Claus硫磺回收、加氢还原吸收尾气处理的天然气净化工艺路线。同时,在国内首次应用了气相固定床水解脱除羰基硫（COS）、中间胺液冷却、MAG^R液硫脱气等国际先进的天然气净化新工艺和专利技术,通过不断地摸索及优化工艺参数,解决了原料气脱除有机硫、CO₂选择性吸收、液硫深度脱除H₂S等技术难题;还应用了溶剂串级吸收和联合再生工艺、能量回收利用等多项技术,通过优化调整胺液循环量、降低能耗等手段,降低了操作费用。高含硫天然气净化新工艺技术应用于普光气田后,净化装置运行稳定,净化气质量超过设计要求,达到了国家标准一类气的指标。     

带压含硫气田水中H_(2)S的测定北大核心CSCD

目的捕集和检测带压含硫气田水常规减压取样过程排放闪蒸气中损失的H_(2)S组分,以实现带压含硫气田水中H_(2)S含量更加准确的测定,为优化和提升闪蒸气H_(2)S处理装置的设计和净化效率提供数据支撑。方法针对当前气田水减压平衡处理后H_(2)S测定结果明显偏低的问题,从带压液体取样和H_(2)S气体分析检测两个方面开展研究,讨论了取样装置、取样方法、分析检测方法、样品前处理、酸液用量和汽提时间等参数的影响。结果实现了等压取样,汽提时间为5 min,样品无须过滤前处理,解吸液为去离子水,以经典碘量法检测H_(2)S。结论通过比较实际样品带压和减压条件下H_(2)S含量的测定结果,表明该技术对准确测定带压含硫气田水中H_(2)S含量更加可靠,并将对其他带压溶液中溶解性气体的测定提供可借鉴的思路。     

川渝地区含硫天然气净化技术研究

川渝地区天然气田多数为含硫甚至高含硫气田,有的还含有较多二氧化碳和有机硫,这些气田的开发需要解决与天然气净化相关的技术问题。中石油西南油气田公司天然气研究院在该技术领域的研究中,已在醇胺溶剂、物理化学溶剂、配方溶剂、液相氧化还原、干法等脱硫技术及硫磺回收技术方面取得了一系列成果,并在天然气净化中获得成功应用。目前围绕高含硫天然气开发问题,开展了多项天然气净化课题的研究。     

中等潜硫量天然气和炼厂气的净化处理技术

综述了中等潜硫量的天然气和炼厂气的五种净化处理技术：胺法／克劳斯／尾气处理;铁基液相氧化还原;胺．法／液相氧化还原;微生物法;结晶硫技术。介绍了这五种技术的典型流程,分析了它们的适用范围和技术优、缺点。     

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。      

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。     

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??As the new Law of Environmental Protection is implemented in China, sulfur recovery and tail gas treatment units in natural gas purification plants have to reduce emissions by technological upgrading in order to meet the stringent tail gas emission standards. In this paper, the improvement of tail gas emission standards on natural gas purification plants at home and abroad and the status of tail gas emission in China were analyzed. Then, five tail gas treatment methods (i.e., reduction adsorption, amine SO₂ adsorption, wet acid, limestone–gypsum wet, and dry circulating fluidized bed), liquid phase oxidation-reduction method and bio-desulfurization method were technically evaluated. Moreover, two treatment scales (potential sulfur rate of feed gas higher and equal to 1 t/d or lower than 1 t/d) were compared technically and economically. It is indicated that the tail gas emitted from the sulfur recovery units in existing natural gas purification plants is characterized by a high SO₂ content and a small SO₂ volume. It should be treated by means of reduction adsorption method, amine SO₂ adsorption method and dry circulating fluidized bed method or directly treated by means of the liquid phase oxidation- reduction method; that the tail gas of the feed gas with a higher potential sulfur rate should be treated by means of reduction adsorption technologies, and otherwise liquid phase oxidation-reduction method should be used for the direct treatment of tail gas; and that the tail gas of the feed gas with a medium potential sulfur rate should be treated by means of the amine SO₂ adsorption technology and that with a lower potential sulfur rate should be treated by means of the dry circulating fluidized bed technology.     

超重力反应器低分气脱硫处理研究

针对盘锦北方沥青股份有限公司200 kt/a环烷基馏分油加氢装置存在低分气中硫化氢脱除效果波动较大及工艺炉的空气预热器腐蚀严重等问题,结合超重力反应器可强化传质并高效的特点,中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院开发了超重力反应器-钠法低分气脱硫技术,并进行了工业试验研究。结果表明:(1)旋转床脱硫技术脱硫效率受液气比影响,当液气比大于0.5 L/m~3时,即可保证硫化氢脱除率大于99.5%;(2)旋转床脱硫技术脱硫效率受碱耗影响,当钠硫比大于1.0时,即可保证硫化氢脱除率大于99.5%;(3)钠硫比对生成吸收液的pH值影响较大,碱耗一定的情况下,液气比对生成吸收液的pH值没有影响。旋转床脱硫技术长周期连续运转期间,装置运行平稳,脱硫化氢效果稳定,出口硫化氢质量分数始终低于400μg/g,脱除率大于99.0%。     

含硫气井络合铁单井脱硫工艺优化

YS1井原料气中H_2S摩尔分数为5.23%,为高含硫气井,采用络合铁单井脱硫工艺进行开采。络合铁脱硫工艺具有硫容高、投资成本低、节约占地等优势,为含硫油气田的单井试采提供了一种新的经济、高效的脱硫处理技术,社会经济效益显著。但络合铁脱硫工艺普遍存在硫磺堵塞、尾气异味、硫膏收集困难等问题。通过总结YS1井的生产经验,提出了硫沉积监测及控制技术、有机硫除臭系统、硫膏收集系统及热能利用技术的优化,提高了装置连续运行的稳定性及经济性,对络合铁单井脱硫工艺的推广具有指导意义。     

柴油加氢精制装置节能优化分析

中低含硫天然气脱硫技术目前主要包括:干法、络合铁法和生物法(正在大力开发中的)。相对于传统的(醇胺法脱硫+克劳斯法硫磺回收+尾气处理)工艺路线,它们具有净化度高,能耗较小,投资较少,环境友好等特点,可按不同工况广泛应用于边远分散气井所产天然气脱硫、醇胺法装置产生的酸气及克劳斯装置的尾气达标处理等的工艺领域。     

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。     

还原吸收和氧化吸收尾气处理工艺应用对比探析

目的 明确天然气净化厂还原吸收和氧化吸收尾气处理工艺在应用过程中的优劣。方法 从工艺原理及流程、关键操作控制及主要工艺参数、对硫磺回收和污水处理装置的影响、能耗及物耗等方面进行了对比分析,明确两种尾气处理工艺的适应性。结果 通过对比分析可知,Cansolv尾气处理工艺流程更简洁,脱硫溶剂具有明显的吸收性能优势,存在DS脱硫溶剂净化、设备腐蚀防护、含SO₂污水处理等不利影响。结论 基于脱硫溶液的高效能优势,Cansolv工艺综合能耗、物料费用、占地及投资均较SCOT工艺低,具有较好的应用性。     

含硫气井络合铁脱硫工艺技术及经济适应性研究

目的 确定含硫气井采用络合铁脱硫工艺进行脱硫净化的技术及经济适应性。方法 分析了络合铁脱硫工艺的原理、流程及特点,根据含硫气井工业应用实例,研究提出了络合铁脱硫工艺的技术及经济适应性条件。结果 在技术性方面,络合铁脱硫工艺适用于任何H₂S含量的天然气脱硫,H₂S脱除率可达到99.9%以上,且脱除效果稳定,短期内不受H₂S含量波动的影响;CO₂脱除率由吸收塔运行压力及原料气中CO₂含量决定;对不同含量的甲硫醇、乙硫醇脱除率可分别达到97%、92%以上,对羰基硫的脱除率约为6.51%～35.02%;合理硫容应为药剂及电耗综合成本最低时的硫容,不同的运行工况,合理硫容也不同;工艺产生的单质硫目前主要以硫膏形式脱除及处理,对硫磺进行经济、环保的回收处理是络合铁脱硫工艺的一个难点。在经济性方面,开展了工艺完全成本分析,提出了在潜硫量为12.35 t/d的条件下工艺的经济极限H₂S含量及经济极限处理量的计算公式。结论 上述研究结果对络合铁脱硫工艺技术优选、优化及经济效...     

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。