高含硫天然气净化技术现状及研究方向

高含H₂S和CO₂的“双高”天然气净化技术面临天然气气质和尾气排放标准的双重挑战,脱除有机硫,减缓溶剂变质。进一步提高硫磺回收装置总硫回收率是“双高”天然气净化技术面临的主要问题。在回顾国内外高含硫天然气脱硫脱碳和硫磺回收技术现状的基础上,分析了现有高含硫天然气净化技术存在的问题,即硫、碳含量“双高”天然气净化脱硫溶剂循环量大、装置能耗高、脱硫溶液易变质、新标准下硫磺回收尾气排放难以达标和硫磺回收装置效率难以提升等,进而提出了物理溶剂脱硫脱碳技术、天然气脱硫脱碳溶剂变质与复活技术、高效H₂S直接氧化工艺技术和天然气中COS水解技术等新的研发方向,以期形成适用于“双高”天然气净化的系列配套技术,助推我国高含硫天然气的高效开发。     

活化MDEA脱碳溶剂CT8-23在天然气提氦厂的应用

活化MDEA脱碳溶剂CT8-23与混合胺溶剂(MDEA+MEA)相比,具有吸收速率快、易于解吸、腐蚀性较低等性能优势。CT8-23在某天然气脱碳装置上的应用结果表明,在提高CO2深度脱除效果的同时,CT8-23可进一步降低溶液循环量和蒸汽耗量,有效降低装置能耗。     

LNG原料气深度脱硫脱碳技术研究

天然气在液化过程中需深冷至约-162℃,为了避免在低温液化过程中因结冰堵塞设备和管线,需对天然气中的酸性组分进行深度脱除。介绍了LNG工厂中原料天然气预处理工艺中的重点单元—脱硫脱碳单元的技术路线,阐述了中国石油西南油气田公司天然气研究院自主研发的CT8-23活化MDEA溶剂及CT8-25深度脱硫脱碳脱有机硫溶剂的性能及技术特点,并与国外同类溶剂Sulfinol-D的性能进行了对比。结果表明,在吸收压力仅为2MPa、吸收塔塔板数为13块的条件下,CT8-25溶剂对H2S、CO2均可达到深度脱除的要求,且对有机硫的脱除率高出Sulfinol-D约28%。     

MDEA脱碳装置模拟与优化

CO2脱除是天然气预处理等工业过程的重要工序之一,在天然气终端处理厂,特别是海上气田陆上终端,受气田开采周期及产量波动影响,装置通常分期建设,往往导致脱碳单元设计工况与实际工况偏差较大。针对实际工况合理选择操作参数对装置稳定运行、节能降耗及提高经济效益有重要意义。应用Aspen HYSYS软件对某天然气陆上终端一套采用MDEA工艺的脱碳装置进行了模拟及优化。对闪蒸塔压力、贫液及半贫液循环量配比等参数进行工况研究的结果表明:对于该装置,闪蒸塔压力由680 k Pa调整为830 k Pa,即富液压降为2 250 k Pa时,回收闪蒸气生产脱碳气,可以解决吸收塔底富液闪蒸气放空的问题;同时,贫液循环量由120 m3/h调整为100 m3/h,半贫液循环量调整为470 m3/h时能够有效降低脱碳工序能耗,增加脱碳气产量。研究结果对现场生产实现降本增效具有参考作用,闪蒸气回收方案在同类型装置中具有一定的推广性。     

天然气膜分离脱碳技术评述

随着膜材料制造水平的快速提高,天然气膜分离脱碳重新回到人们视野,分离膜应用于天然气净化具有能耗低、操作简便、装置结构紧凑、占地面积小等特点,且可设计为无人值守操作,近年来逐渐成为天然气脱碳技术的研究热点.当前应用膜分离脱除天然气中的CO2,大大节省了装置的投资及操作成本,与采用传统的甲基二乙醇胺(MDEA)脱除工艺相比...     

某高含二氧化碳天然气脱碳溶剂试验研究

结合目前天然气勘探发展现状,简述天然气脱硫脱碳工艺的发展历程,特别提出活化甲基二乙醇胺(MDEA)法在脱硫脱碳工艺中使用的广泛性,并通过活化MDEA溶剂与普通MDEA溶剂进行中试对比试验研究,认为筛选的活化MDEA溶液在各种条件下对CO2的吸收性能高于MDEA水溶液。所得结果可为高含CO2天然气脱碳工艺设计提供参考。     

高含硫天然气脱硫脱碳工艺技术在普光气田的应用研究

普光气田是我国迄今为止开发的规模最大、丰度最高的特大型海相碳酸盐岩整装气田,天然气中H2S含量高达13%～18%(φ),CO2为8%～10%(φ),有机硫化合物高达340.6mg/m3,常规脱硫脱碳工艺无法适用。该文通过对高含硫工艺技术进行研究分析,制定了普光气田天然气净化工艺路线,选用甲基二乙醇胺(MDEA)作为吸收溶剂,通过催化反应脱除天然气中有机硫,设置级间冷却器控制CO2的吸收,吸收溶剂通过串级吸收、联合再生,降低了装置能耗和运行成本。该工艺在普光气田应用后,外输产品气中H2S含量在6mg/m3以下,CO2含量低于3%(φ),总硫含量低于200mg/m3。     

国产大化肥脱碳单元工艺特点分析

国产大化肥采用天然气蒸汽转化制氨工艺流程,通过对脱碳单元工艺介绍,对照同类装置进行特点分析,优势对比,阐述国产大化肥脱碳单元工艺设计与设备建造优势。     

MDEA混合胺法脱碳在珠海天然气液化项目中的应用

介绍了广东珠海天然气液化项目中利用MDEA混合胺法进行天然气深度脱碳的工艺。在分析MDEA醇胺溶剂与CO2的反应原理以及珠海天然气液化厂气源特点的基础上,确定了脱碳工艺和脱碳流程,并对溶剂配比、塔型选择以及堰高、吸收塔操作温度、再生蒸气流率和胺液循环量等重要工艺参数进行了优化比选。     

醇胺法脱硫脱碳技术研究进展

天然气脱硫脱碳技术在天然气净化工艺中占有举足轻重的地位。常用的脱硫脱碳方法主要包含物理溶剂法、化学溶剂法、化学物理溶剂法、膜分离法等。其中胺法脱硫尤其是基于醇胺的化学溶剂法及物理化学溶剂法是目前天然气处理、深度预处理中广泛使用的方法。论述了基于醇胺溶液的化学法及化学物理溶剂法在脱硫脱碳领域的发展状况,重点介绍了复合醇胺法中基于醇胺尤其是MDEA的配方溶液的大致组成、使用范围及优缺点。基于醇胺尤其是MDEA的配方溶液可针对不同的工况并与适当的工艺流程相匹配,最大限度地提高硫脱除率,不但用于脱除原料天然气中的含硫组分,而且广泛应用于硫黄回收单元之前的酸气提浓及后续的尾气处理。因此,基于醇胺尤其是MDEA的配方溶剂技术仍然是目前脱硫脱碳方法的主导技术。     

NCMA脱碳溶剂在干气提浓装置的应用

南化集团研究院开发的NCMA脱碳溶剂在中国石化武汉分公司干气提浓装置的工业应用结果表明：与原设计的MDEA脱硫溶剂相比,采用NCMA脱碳溶剂,胺液吸收CO2的能力大幅提高,在处理量相当的情况下,干气提浓装置提浓干气吸收塔的胺液循环量由 33 t/h下降到 14 t/h;胺洗后提浓干气中CO2体积分数低于50μL/L,溶剂的H2S负荷以及脱除硫醇的能力均有所提高。     

新型选择性气体净化溶剂CT8—5的工业应用

以甲基二乙醇胺（ＭＤＥＡ）为母液添加适量符合工艺要求的助剂而制成的ＣＴ８－５新型选择性脱硫溶剂，在齐鲁石油化工公司胜利炼油厂硫磺回收尾气处理装置进行取代ＭＤＥＡ净化脱硫剂的工业应用试验。结果表明，在常压下操作，ＣＴ８－５的Ｈ２Ｓ脱除率可达９９．２％～９９．９％，ＣＯ２的脱除率小于１０％，在原料气含Ｈ２Ｓ１％～２％时，所产酸性气中Ｈ２Ｓ含量可达６６％左右，ＣＴ８－５水溶液再生效果比其它烷醇胺高，抗泡性能也好，适用于原料气中存在ＣＯ２气体、Ｈ２Ｓ含量较低、对净化气中Ｈ２Ｓ含量要求较高的情况     

富含CO2天然气低温分离防冻堵工艺研究

富含CO2天然气在采用低温分离技术进行处理时,容易导致天然气处理装置发生CO2冻堵,造成装置停车甚至设备损坏,影响装置的正常生产。借助HYSYS模拟软件,选择P-R状态方程,通过气体过冷、液体过冷、残余气再循环、残余气富集再循环、加入防冻剂五种工艺的CO2在脱甲烷塔塔液分布、乙烷收率、能耗等方面的对比分析,寻求较佳的方案解决富含CO2天然气轻烃回收装置的冻堵问题。经过综合分析得出,残余气再循环工艺及残余气富集再循环工艺性能优良,能有效处理富含CO2天然气。     

中型炼油厂碳排放评估与碳减排措施

针对某中型炼油厂，依照SH/T 5000—2011和SH/T 3110—2001核算其碳排放量，考察了不同生产工艺和不同碳捕集技术对碳减排的作用效果。结果表明:该炼油厂碳排放量列前3位的装置依次为煤制氢装置、催化裂化装置和延迟焦化装置，占比分别为21.37%，16.00%，11.96%；制氢装置的主要碳排放源为工艺排放CO2，约占装置总排放量的95.0%以上，采用膜法回收制氢解吸气中H2与CO2的耦合工艺，可实现直接碳排放减排量为152.86 kmol/h，回收CO2为5 380 t/a；通过减少以电力和蒸汽为主的公用工程消耗，可降低CO2的间接排放；新型悬浮床渣油加氢工艺装置较传统焦化装置具有显著降低碳排放的作用。     

渣油加氢装置加热炉优化调整及改造

为提高加热炉热效率及整体运行水平,采取3个阶段性调整操作,调整炉膛氧体积分数在0.5％ ～2.0％,烟气CO质量分数不大于50μg/g,排烟温度降至123℃,加热炉平均热效率达92.8％以上.停工检修期间对余热回收炉炉管进行检修改造,提高了烟气换热效率和配风温度,提高了加热炉热效率.对装置燃料气消耗、低低压蒸汽产量、工...     

烟气二氧化碳回收复合MEA胺液的研究

针对MEA易降解、对设备腐蚀严重等技术问题,研发了一种以MEA为主体的复合胺CO2吸收溶剂。通过对比试验得知,复合胺溶剂60°C下吸收CO2能力明显优于MEA,相同浓度下,解吸速率更快。小试试验发现,复合胺溶剂吸收能力相比提高20.0%,再生能耗下降21.5%。复合胺液的平均胺耗为0.11g/m3CO2,对碳钢设备的腐蚀速率较小,平均腐蚀速率为0.01645mm/a。     

CryoCell低温CO_2捕集技术在高含CO_2天然气处理中的应用

当天然气中CO2含量较高时,需要对CO2采取地下封存措施。传统的CO2脱除技术是在低压下脱除气态的CO2,CO2封存过程能耗较高,CryoCell低温CO2捕集技术则是在低温下以液体的形式把CO2从天然气中脱除出来,然后将液态CO2用泵加压到地下封存所需要的压力储存起来,大大降低了CO2封存过程所需的能耗。文中分析了传统技术在处理高含CO2天然气时的局限性及CryoCell技术存在的优势,重点描述了CryoCell技术的工艺流程。CryoCell技术避开了传统酸性气体处理过程中的缺点,避免了水的消耗、化学药剂的使用和与腐蚀相关的一些问题,能耗和减排成本大大降低,可用于高含CO2气田。     

炼油厂硫磺回收装置加氢尾气有机硫脱除溶剂研究

针对GB 31570-2015《石油炼制工业污染物排放标准》对炼油厂硫磺回收装置尾气中SO2排放的严格要求,通过室内实验,研发出了对COS及H2 S脱除性能良好的配方型脱硫溶剂.试验考察了MDEA质量分数、COS质量浓度等工艺条件对该溶剂脱除有机硫效果的影响.结果表明,所选配方型脱硫溶剂可使炼油厂硫磺回收装置加氢尾气C...     

加氢尾气深度脱硫溶剂CT8-26的研究

针对硫磺回收装置加氢尾气的气质特点,研发出了对H_2S具有良好脱除效果的配方脱硫溶剂CT8-26。室内试验表明,与MDEA相比,CT8-26可使脱硫后的净化尾气中H_2S质量浓度降低70%以上。在天然气净化厂硫磺回收装置加氢尾气的气质条件下,采用CT8-26溶剂体系可使净化尾气中的H_2S质量浓度30mg/m~3;在炼厂硫磺回收加氢尾气的典型气质条件下,采用CT8-26可使净化尾气中的H_2S质量浓度10mg/m~3。