天然气净化厂尾气达标排放对策

近年来,有关部门相继出台了严格的硫磺回收装置尾气排放控制指标,天然气净化厂硫磺回收装置尾气排放达标面临着巨大的压力和严峻的挑战。为此,对比了加拿大和美国天然气净化厂尾气SO2排放标准,分析了我国天然气净化厂尾气SO2排放执行标准的制订现状,以中国石油西南油气田公司（以下简称西南油气田）为例,对其现有的天然气净化厂尾气处理装置进行了技术经济性对比分析,并基于对技术先进性和经济合理性的综合考虑推荐了改造工艺。研究结果表明：①天然气净化厂硫磺回收率指标,我国明显高于欧美国家;②针对西南油气田各天然气净化厂特点,提出了升级溶剂并优化运行参数、有机胺法SO2吸收技术改造、络合铁液相氧化还原技术改造和关停等4种改造方案,预计改造投资为5.59亿元;③对于硫磺回收规模较大（超过200 t/d）的天然气净化厂,建议选用还原吸收类工艺;④对于硫磺回收规模中等（5～200 t/d）的天然气净化厂,建议选用有机胺法和SO2吸收工艺;⑤对于原料气中低潜硫量（不足10 t/d）的天然气处理装置,建议采用液相氧化还原工艺。结论认为,按推荐工艺改造完成后,西南油气田所有的硫磺回收装置尾气SO2排放均能满足国家标准的规定,并且能达到国际先进水平。     

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。     

某高含硫天然气净化厂尾气SO2减排措施探讨

以SO_2排放质量浓度400 mg/m~3为标准,对某高含硫天然气净化厂采用化工模拟软件建立硫磺回收及尾气处理工艺全流程模型,针对采用还原吸收工艺、氧化吸收工艺两种方案进行模拟,模拟结果表明,两种方案均能实现SO_2减排。从工艺成熟度和经济投资两方面进一步分析,氧化吸收工艺具有流程简单、一次性投资低等特点,推荐该天然气净化厂采用氧化吸收工艺进行尾气处理,以达到尾气SO_2减排的目的。     

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。     

天然气净化厂SO2达标排放技术适应性分析研究

目的解决国内中小规模天然气净化厂硫磺回收装置烟气中SO₂达标排放及装置在低负荷或低H₂S含量的条件下开工、停工除硫及加氢催化剂预硫化期间高浓度SO₂短时超标排放的问题。 方法统计研究了国内28座天然气净化厂硫磺回收、尾气处理工艺和硫磺产量,分析了现阶段还原吸收、氧化吸收、碱液洗涤及液相氧化还原4种处理工艺在天然气行业的应用情况,介绍了天然气研究院开发的Claus尾气中SO₂催化吸附技术的相关情况。 结果对天然气净化厂SO₂减排技术提出以下建议:①充分重视气田潜硫量变化引起的装置低负荷稳定运行等问题;②现有装置增设尾气处理装置时,避免对原硫磺回收装置工艺进行改变,选择环保、无二次污染物产生且能与工厂智能化建设衔接的工艺技术;③SO₂减排需从源头解决问题,着眼于硫磺回收单元的精细化操作和管理、催化剂正确使用及性能跟踪分析,进而提高硫回收率,减少后端处理的负荷。 结论采用上述研究结果,一方面可保障硫磺回收装置长周期稳定运行,另一方面可在现有排放的基础上进一步减少SO₂排放。      

降低硫磺装置尾气中SO_2排放的措施分析与探讨

随着污染物排放标准的日益提高,为降低硫磺回收装置排放尾气中的SO_2浓度,从实际出发,分析和探讨了相应的减排措施:升高反应炉炉膛温度、控制好CLAUSE反应炉配风比例和降低硫冷凝器出口温度等,提高硫磺装置系统的硫收率;将部分自产净化尾气作为液硫鼓泡脱气的汽提气,并把含硫废气进行加氢处理,高效净化硫磺尾气;硫池气和脱硫醇氧化尾气改送至CLAUSE反应炉进行制硫;在硫磺回收装置废热锅炉至尾气焚烧炉间的跨线上增加蝶阀,设置氮封,降低或避免高浓度气体泄漏;提高贫胺液品质,降低吸收塔顶温度,提高吸收塔脱硫效果;碱洗处理吸收塔后尾气或将吸收塔后尾气送至脱硫脱硝系统处理。     

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。     

尾气处理工艺中尾气焚烧炉的控制原理及应用

某高含硫天然气净化厂采用了加氢还原+胺法吸收+尾气焚烧的还原吸收工艺路线，其硫磺回收率超过99.9%。天然气净化厂尾气焚烧炉的主要作用是将硫磺回收及尾气处理之后残存的尾气进行热焚烧处理，使H₂S等硫化物、烃类、H₂和CO等物质完全氧化后达标排放，避免造成环境污染。文章简要介绍了天然气净化厂尾气焚烧炉基本控制原理，针对尾气处理装置实际运行过程中因异常停炉引发事故扩大化问题，总结出了尾气焚烧炉的控制与应急处置的关键步骤及原则，可有效减少异常停炉引发事故扩大化的次数。此外，对天然气净化装置尾气焚烧炉经常发生的NO_x超标问题和长明灯点火枪枪头故障问题，也分别给出了解决的方法，以确保焚烧炉安全平稳运行。     

西南地区天然气净化厂尾气减排方案探讨

通过对硫磺回收尾气处理主要工艺以及西南地区天然气净化厂硫磺回收装置排放现状的分析,着重对比了加氢还原类和可再生型有机胺类脱硫尾气处理工艺,提出了天然气净化厂尾气减排方案,为天然气净化厂尾气减排提供了新思路。     

SCOT尾气处理装置还原气发生炉设计

用斯科特法(SCOT法)处理克劳斯硫磺回收装置尾气,需要对尾气加热并加入必要的还原气H_2、CO,将尾气中的硫和二氧化硫还原成H_2S后进行吸收,使尾气进一步净化,以增加总硫回收率和减少最后的SO_2排放量,减轻对环境的污染。     

我国硫磺回收装置排放烟气中SO2达标方案探讨

针对硫磺回收装置烟气中SO_2排放问题,指出烟气中SO_2主要有液硫脱气、加氢还原吸收尾气及其他非共性原因3个来源,提出了根据不同来源分别处理以降低排放烟气中总SO_2质量浓度的对策,形成了天然气研究院硫磺回收及加氢还原吸收尾气升级达标核心技术,主要包括H2S深度脱除溶剂CT8-26、钛基硫磺回收催化剂CT6-8和新型加氢还原吸收尾气水解催化剂CT6-11B,适用于现有带加氢还原尾气处理的硫磺回收装置,特别是具有独立加氢还原溶剂再生的装置,可将硫磺回收及尾气处理装置排放尾气中SO_2质量浓度降至100mg/m3以下,为解决硫磺回收装置尾气达标排放问题提供了新的实施方案。     

克劳斯法硫磺回收工艺技术发展评述

由醇胺法脱硫、克劳斯法硫磺回收、配套尾气处理技术组成克劳斯法硫磺回收工艺技术路线,经70余年的技术开发,已成为从含硫天然气和炼厂气中回收硫磺最重要的技术路线。2011年世界硫磺总产量为5 100×104t,其中96%以克劳斯法生产。克劳斯法工艺流程根据其生成SO2的方式分为三类:直流法、分流法和直接氧化法。其选择主要取决于原料酸气的H2S含量,但装置规模也有一定影响。原料天然气中潜硫含量在0.5 t/d以下时,不论酸气中H2S浓度如何,原则上不使用克劳斯法制硫工艺回收硫磺,推荐采用非再生型脱硫技术。近年来,克劳斯法硫磺回收工艺技术的进步主要反映在选吸脱硫及酸气提浓、氧基硫磺回收工艺、Lo-Cat法氧化还原法脱硫及自循环式环流反应器和各种配套的尾气处理方法上。     

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。     

高含硫天然气净化技术新进展与发展方向

高含硫天然气的安全高效净化处理对我国天然气工业发展具有重要意义。为此，在系统回顾我国含硫天然气净化技术的3大发展历程的基础上，围绕天然气气质达标和硫磺回收装置尾气减排2大难题，指出了脱硫脱碳、硫磺回收及尾气处理、净化装置稳定运行3方面研究取得的进展、面临的挑战及攻关方向。研究结果表明：(1)以高含硫天然气有机硫脱除为核心的技术已开发成功并实现工业应用，可实现高含硫天然气达标净化处理，以CT-Redox和CT-LOP工艺为代表的络合铁法脱硫技术则有力地保障了我国高含硫天然气单井脱硫生产；(2)在现有常规与延伸克劳斯硫磺回收配套还原吸收与氧化吸收尾气处理技术基础上，研发的大型硫磺回收装置有机硫水解与尾气高效处理技术可满足日益严苛的国家标准要求，实现装置尾气超低排放；(3)以配方型脱硫胺液复活、高含硫净化厂设备腐蚀防护和净化装置长周期运行风险评价技术为代表的关键技术成效显著，有力地保障了净化装置的长周期安全平稳运行。结论认为，我国高含硫天然气净化技术已全面实现国产化，总体水平与国外相当，部分技术处于国际领先水平，建议在复杂含硫天然气中多组分有机硫深度脱除、净化装置尾气全天候全时段达标、物理化...     

氧化吸收工艺再生SO2返回天然气净化厂二级Claus工艺的模拟研究

针对氧化吸收工艺应用于天然气净化厂Claus尾气减排的情况,利用VMGSim软件模拟了该工艺脱除Claus尾气中SO_2并返回二级Claus工艺的过程,阐明了不同的SO_2返回位置对硫回收率及主燃烧炉温度的影响,并提出了应对措施,可为氧化吸收工艺在天然气净化厂的应用提供重要参考。     

大型天然气净化厂硫磺回收加氢尾气深度脱硫技术研究及工业应用

针对硫磺回收加氢尾气脱硫溶剂在低压下脱硫效果不理想导致排放尾气中SO_2质量浓度较高的问题,研究开发出了CT8-26加氢尾气深度脱硫溶剂,并在遂宁龙王庙天然气净化厂尾气处理装置上得到工业应用。应用结果表明,在天然气净化厂气质条件下,可使脱硫后加氢尾气中的H2S质量浓度20mg/m~3,能显著降低排放尾气中的SO_2质量浓度。     

天然气净化工艺设计要点

目前,高含硫的天然气处理难度较大,因此天然气净化成为一个重要的课题。通过描述某页岩气田的净化工艺流程,绘制流程图,对整个净化过程进行详细介绍和分析。某页岩气田利用重力沉降、过滤分离的方法,除去天然气中的游离水和机械杂质,然后采用化学吸收法—MDEA脱硫工艺,将原料气中硫化氢和总硫分别处理到20mg/m~3和200mg/m~3。脱硫后天然气为湿净化天然气,采用三甘醇作脱水剂,脱除湿净化天然气中的饱和水。脱硫工艺产生的酸气,进入硫磺回收及尾气处理工艺。硫磺回收采用SuperClaus99工艺(分流法),总硫回收率为99%,尾气燃烧处理。     

天然气净化厂硫磺回收及尾气处理过程有机硫的产生与控制措施

天然气净化厂硫磺回收及尾气处理装置尾气中有机硫含量对SO_2减排有重要影响。研究表明,硫磺回收装置的燃烧炉、催化反应器及尾气处理装置的加氢水解反应器中均会生成有机硫。对此,可通过减少酸气中烃类含量、提高燃烧炉温度、选择合适催化剂类型以及保持较高的加氢水解反应温度等措施,有效降低有机硫的生成量。同时,对于过程中生成的有机硫,应优化催化剂组合方式,在各级反应器中叠加水解,并保持加氢水解单元的高效转化,将进入灼烧炉的有机硫含量降至最低,从而实现生产装置尾气排放达标。     

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。     

选择性氧化制硫法（Selectox)

应用范围酸性气流中H_2S的选择性氧化成SO_2或元素硫。原料气 SO_2转化成H_2S后的克劳斯尾气,用于处理酸性天然气、地热利用装置排出气体的胺洗涤塔来的贫酸气。过程概述原料气为空气混合,与放热的选择性氧化反应的产物换热而被加热,之