高含硫天然气净化装置硫磺系统停工保护技术研究与应用

防止停工期间硫磺系统中所含设备严重腐蚀、Fe S和催化剂自燃及水分凝结,开展对硫磺系统停工保护的技术攻关。对气相系统作为统一系统进行密闭性试验及持续吹扫保压试验,确定最佳停工保护方法及相应工艺参数,达到对硫磺系统进行高效可靠停工保护的目的。     

高含硫天然气净化装置停工期间设备腐蚀分析

生产调整和装置检修等原因,导致高含硫天然气净化装置停工,在此期间设备所处的环境条件与操作运行期间完全不同,该环境更容易发生腐蚀。对停工期间设备可能发生的3种腐蚀类型进行了腐蚀机理分析,提出合理化建议。     

新形势下元坝高含硫天然气净化装置尾气减排技术探讨

针对新形势下陆地天然气行业中硫磺回收装置尾气排放标准的升级,本文从元坝高含硫天然气净化装置现有工艺操作优化、局部流程改造、尾气处理新技术应用等方面对尾气二氧化硫减排进行分析和讨论,以满足现行标准,同时为未来标准的升级做好技术储备。     

高含硫天然气净化装置余热锅炉系统优化改造

普光气田天然气净化装置尾气焚烧炉余热锅炉系统由于设备腐蚀失效,造成排烟温度超高及装置的频繁停车,由此带来了较大的安全隐患、经济损失以及环保的压力。通过对余热锅炉系统的故障原因分析,提出了相应的改造措施。改造后的余热锅炉系统相比原系统排烟温度降低了30℃,回收了更多热量,也降低了装置的故障频率,保障了装置平稳运行。     

高含硫天然气净化装置闪蒸气节能工艺优化

中国石化普光天然气净化厂脱硫部分采用的是Black﹠Veatch公司的专利技术,所产生的闪蒸气分两路处理,一路放空至低压火炬,一路进入尾气焚烧炉伴烧,不但造成了资源的严重浪费,而且还造成了环境污染。为此,首先对闪蒸气的组成进行分析,发现其组成与燃料气基本一致,再对其压力、水蒸气含量等进行了对比分析,进而对工艺进行了优化：将闪蒸塔直径由500 mm增至800 mm,当溶剂发泡时,可有效减少雾沫夹带,减少闪蒸气带液量;流量计FI-11102的节流装置管径由80 mm更换为100 mm,有效解决了原流量计量程不足的缺点;调节阀PV-11101B管径由40 mm更换为100 mm,有效增加了闪蒸气流量的调节范围;对闪蒸罐压力进行分程控制;在闪蒸气引入燃料气系统之前,先通过聚结分离器D-710,气体由分离器顶部并入燃料气系统;而分离出的液体则回收进入吸收系统,再分离出所携带的MDEA和水蒸气,避免了胺液因闪蒸气带液的损失。由此寻找出了将闪蒸气作为燃料气的应用途径,获得了明显的经济、环保效益。     

高含硫天然气净化装置脱硫溶液发泡诱因研究

普光气田采用甲基二乙醇胺(MDEA)作为天然气净化厂装置脱硫的溶剂。生产过程中,该溶剂配制的胺液在装置内部循环过程中易变质发泡,从而影响脱硫效果。通过气相色谱-质谱联合测试法(GC-MS)分析循环胺液的组分,在实验室模拟不同条件下的胺液降解,并采用GC-MS和高分辨质谱定性分析降解产物的组分,对比发现,循环胺液中确实存在部分CO2导致的降解产物。选取主要的降解产物以模型组分方式加入新配制的MDEA溶液中,考察其导致溶液发泡的规律。研究结果证明,脱硫胺液的发泡诱因为降解产物,并且其中的HMP和Bicine对MDEA溶液发泡产生较为明显的影响。     

高含硫天然气过滤单元性能优化

为了避免高含硫天然气湿气输送过程中所夹带的固体颗粒和液体杂质对天然气净化装置和效果的不良影响,在脱硫工艺前端设置了由预过滤器和聚结过滤器所组成的两级过滤单元。针对某高含硫天然气净化厂原料气过滤单元存在的聚结过滤器滤芯压降不上升、无法通过压降来判断滤芯更换时间等问题,利用两级过滤性能评价系统对比了不同过滤性能预过滤器滤芯和聚结过滤器滤芯组合的过滤性能,发现其原因在于聚结过滤器滤芯对亚微米级液滴的聚结性能不理想、预过滤器滤芯和聚结过滤器滤芯的性能不匹配。为此,提出了改进措施:①改进聚结过滤器滤芯的聚结层;②设置疏油型排液层,改变预过滤器滤芯的结构参数,使之与改进后的聚结过滤器滤芯的性能相匹配。实验结果表明:改进后聚结过滤器滤芯的稳态压降较在用滤芯降低75%,对于粒径为0.3μm及以上的液滴过滤效率达到99.99%,同时实现了预过滤器滤芯和聚结过滤器滤芯压降的同步变化。现场试验结果表明:改进后的原料气过滤单元对液体杂质的过滤能力提高了1倍,能更有效地保证后续工艺的安全运行。该研究成果为高含硫天然气过滤元件设计和过滤系统优化运行提供了参考。     

高含硫天然气净化装置清洗体系的研制与应用

高含硫天然气净化装置在检修前需清洗因腐蚀产生的FeS以及H₂S、SO₂等有毒有害气体。针对现有清洗剂清洗效果有限、废液中含有锰铬等重金属离子以及成本较高等问题,以FeS转化率与H₂S吸收率为评价指标,研究建立了以氧化剂F、过硫酸钠、乙二胺四甲叉膦酸、Na₂SO₄与分散助剂D为主要成分的高含硫天然气净化装置化学清洗体系。该清洗体系的FeS转化率为85.86%,H₂S吸收率为95.4%。现场应用表明,该清洗体系清洗效果良好,废液中总磷含量仅0.24 mg/L,无锰铬等重金属离子,且成本节约40%以上。     

高含硫天然气净化装置硫冷器失效分析及防护

介绍了高含硫天然气净化装置二级、三级硫冷器的结构及运行工况,该硫冷器在装置投产运行期间发生多次泄漏,导致硫磺回收单元频繁停工,同时也影响了下游尾气处理单元的正常运行,已严重威胁装置的长期安全稳定运行。为此,针对天然气净化装置硫冷器开展腐蚀失效分析,找出其腐蚀泄漏原因并提出了预防措施,确保装置长周期安全运行。     

万州高含硫天然气净化装置自用气优化方案探索

目的商品气率是天然气净化装置重要的经济运行考核指标,阐述了关于提升商品气率的一些研究。 方法运用数学分析法,对天然气净化总厂万州分厂现有装置进行了建模分析,最终选择减少自耗气量的方案。根据分析结果,选择从热量消耗最大的部分,即重沸器蒸汽量开始研究,初步拟定两种方向的调整:一方面,通过提升MDEA质量分数、降低循环量的方式,降低单位溶液单次再生消耗的热量;另一方面,通过调整重沸器蒸汽量的方式,减少供给溶液体系中水分的冗余热量。 结果调整后有较好的节能降耗增产效果,自用气量降低了近25%,同时将商品气率提高至89%。 结论通过调整重沸器热量供给,并辅以其余调整,对减少自用气有明显的作用。      

风险评价技术在高含硫天然气净化装置长周期运行中的应用

目的 通过风险评价技术为高含硫天然气净化装置查找限制长周期运行的瓶颈问题,提出有效的解决方案,实现高含硫天然气净化装置长周期安全可靠运行。方法 从装置工艺系统安全管理出发,利用HAZOP/LOPA/SIL联合分析法,针对天然气净化厂产品气气质和尾气排放双达标改造工程,对净化装置工艺系统风险进行评估和量化;利用可靠性方框图和故障树方法对再生塔液位联锁回路进行SIL验证和计算。结果 结合净化装置实际案例,从SIS层面和本质安全层面提出了提高SIL等级和泵采用双端面机械密封两个切实可行的措施。结论 风险评价技术能够为实现净化装置长周期运行提供技术保障。     

高含硫天然气净化装置低处理量工况下运行模式创新应用

普光气田集输系统管道防腐采用了缓蚀剂批处理预膜技术,在处理期间输送气量降低,会打破天然气净化厂蒸汽系统平衡,影响全厂平稳运行。结合普光气田天然气净化厂两列联合装置间酸性气相连通的特点,创新联合装置"休眠"运行模式,介绍了"休眠"运行模式的思路及流程。通过对联合装置不同运行模式下蒸汽平衡的分析,得出结论:"休眠"模式可有效降低联合装置低压蒸汽耗量,大大提高了蒸汽系统的操作弹性。该模式不仅解决了处理量下降期间全厂蒸汽平衡问题,更大幅减少了停工、复产的工作量和时间,同时,减少了污水及SO2的排放量,环保意义深远。实际应用证明,该运行模式取得了良好效果,对于天然气净化厂及同类企业应对原料气量大幅下降工况的生产组织具有借鉴意义。     

高含硫天然气净化厂硫磺成型技术方案选择探讨

目前全球的硫磺成型工艺大致可分为结块工艺、结片工艺和造粒工艺三类,而造粒工艺又分为空气造粒、水造粒、钢带造粒和滚筒造粒等.本文介绍了上述硫磺成型工艺及其技术特点,并对高含硫天然气净化厂硫磺成型工艺技术方案的选择进行了初步探讨.     

硫磺回收装置停工过程中尾气达标排放方案优化

硫磺回收系统受设备腐蚀、工况及负荷的影响,经常出现计划与非计划停工。传统的硫磺回收装置停工方法难以使尾气达标排放,因此有必要优化目前的停工方法使其与现有严苛的环保要求相适应。提出将低流量酸性气热浸泡后切换至燃料气模式,吹硫工程中加大炉头氮气流量,并与尾气处理部分同时运行,同时结合CTS络合铁脱硫单元,严格控制过程气氧含量,严防加氢反应器床层飞温及使CTS单元循环溶液pH值稳定在8～9,延长停工吹硫时间,降低排放超标风险的同时降低催化剂床层残余固态硫含量。经2018年4月停工检修过程检验,能满足最新排放SO_2≤100 mg/Nm~3(GB31570—2015)要求,取得了良好的经济和环保效益。同时也为新《石油炼制工业污染物排放标准》的实施以及同类环保装置的停工过程降低SO_2排放提供参考。     

高含硫净化装置腐蚀监测系统优化研究

为解决某天然气净化厂高含硫净化装置腐蚀监测系统中出现的电感探针监测数据与实际检测结果不符的问题,通过探针、腐蚀挂片、腐蚀调查、全面检验等腐蚀速率监测手段对腐蚀情况进行了分析,基于原腐蚀监测系统,采取了添加电感探针、腐蚀挂片或进行定点测厚的措施。改造后,提高了腐蚀监测准确性,保障了净化装置安全稳定运行。     

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。     

硫磺回收装置含硫尾气氧化吸收溶剂研发

目的在GB 39728-2020《陆上石油天然气开采工业大气污染物排放标准》和GB 31570-2015《石油炼制工业污染物排放标准》对排放尾气中SO₂质量浓度做出严格规定的背景下,对含硫尾气达标处理工艺进行国产化替代。 方法研发了具有自主知识产权的尾气氧化吸收溶剂CT8-27,通过室内试验对其脱硫性能进行了评价,并从分布系数δ入手,通过离子形态分布图对溶剂的脱硫性能及选择性进行了机理研究。 结果通过评价数据可知,采用CT8-27对SO₂含量较高的尾气进行脱除后,净化尾气中SO₂质量浓度降至24.9 mg/m³以下,同时,对CO₂的共吸收率＜10%。此外,还确定了影响溶剂体系脱硫性能和选择性的关键因素是合理的pH值。 结论尾气氧化吸收溶剂CT8-27的脱硫性能与进口溶剂相当,且表现出良好的吸收选择性,可实现进口溶剂的国产替代。      

高含硫原油炼化企业装置环保停工实践

介绍某加工高含硫原油炼化企业在装置停工检修时,通过优化停工方案、重油装置柴油置换等措施,解决了油气、污水以及钝化液的处理难题,实现停工过程中的环保达标排放。     

尾气加氢催化剂C-234在高含硫天然气净化厂的应用

针对Criterion公司开发的尾气加氢催化剂C-234,介绍了催化剂的特点和开工情况,摸索了催化剂在中国石化中原油田普光天然气净化厂尾气加氢装置使用8年中的相关操作,并对其使用情况进行了分析,总结出了稳定催化剂运行的工艺措施,主要包括稳定硫磺回收单元操作、优化加氢原料加热炉配风以及控制加氢反应器入口温度等操作。     

大型高含硫天然气净化厂尾气处理单元设备及管道布置特点

在普光项目和元坝项目的设计实践中,根据尾气处理单元的工艺流程和实际运行情况,分析、总结了平面布置、框架结构和管道布置等方面的设计。在平面上,根据风玫瑰和工厂平面占地合理布局加氢构架、急冷塔、吸收塔以及风机的相对位置;合理安排新增超重力脱硫单元设备的位置;土建结构上优化框架主要梁柱的连接形式;管道布置则根据工艺要求重新调整走向。