大型天然气净化厂硫磺回收装置尾气SO2减排技术

GB 39728—2020《陆上石油天然气开采工业大气污染物排放标准》对新建及现有天然气净化厂硫磺回收装置大气污染物排放限值提出了更高的要求。为降低尾气SO₂排放浓度,实现含硫废气资源化利用,对高含硫天然气净化厂硫磺回收装置工艺技术进行了优化：(1)开发大型硫磺回收装置液硫池含硫废气回收工艺,将液硫池废气引入克劳斯炉进行硫元素回收;(2)开发大型硫磺回收装置深度热备开工技术,建立酸性气联通网,减少开工期间SO₂排放;(3)开发大型硫磺回收装置绿色停工工艺,利用热氮吹硫实现绿色停工。技术优化后,装置负荷100%时,尾气SO₂质量浓度可降至197 mg/m³,减少排放40%;停工期间,尾气SO₂排放浓度远低于甲烷吹硫模式,平均值可达237 mg/m³,满足GB 39728—2020对大型硫磺回收装置的SO₂排放要求。     

硫磺回收装置停工检修SO2达标排放技术研究

GB 39728-2020《陆上石油天然气开采工业大气污染物排放标准》发布后,硫磺回收装置在停工除硫期间的SO₂短期排放过量问题已成为石油天然气加工行业的环保隐患。分析了这一特殊情况下SO₂过量排放的原因,对多套硫磺回收装置除硫期间的排放情况进行了统计和研究。同时介绍了中石油安岳天然气净化有限公司在设备检修停工除硫操作时,利用现有尾气处理装置预洗涤单元作为碱洗系统的技术应用情况,为硫磺回收装置开停工或装置异常时的SO₂排放控制提供了一种新的思路。      

改良天然气吹硫工艺在硫磺回收装置的应用

介绍了改良天然气吹硫工艺原理及其在硫磺回收装置上的应用情况。该工艺从以下两个方面进行改良:①使用天然气和氮气的混合气体进行停工,通过制硫炉掺入氮气增加停工期间载硫、载热气量,缩短停工时间;②通过计算确定停工过程配风量,避免设备、催化剂局部超温,应用改良天然气吹硫停工工艺,中国石化北京燕山分公司60 kt/a硫磺回收装置在未设置烟气后碱洗塔的情况下,成功地将停工吹硫、钝化期间尾气焚烧炉排放的烟气中SO 2质量浓度控制在100 mg/m^3以内,实现了达标排放。该改良工艺具有显著的社会效益,可以进一步推广应用。     

大型炼油厂首次绿色停工检修难点分析及对策

针对国内某大型炼油厂首次停工检修技术难点,诸如:硫磺回收装置二氧化硫排放超标、新时期环保要求"气不上天,油不落地"、系统高温重污油管线密闭吹扫、硫化亚铁自燃风险及胺液系统回收储存难度大等,分别采取硫磺回收装置"热氮吹硫"、"密闭煮塔"、延迟焦化装置放空系统增设接收全厂吹扫污油线,钝化清洗及胺液提浓等措施,实现了首次绿色停工检修。     

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。      

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。     

长庆气田Clinsulf Do硫磺回收装置应用效果

长庆气田第一净化厂从德国Linde公司引进了一套采用Clinsulf-Do工艺的硫磺回收装置，用于处理MDEA溶液脱硫装置产生的酸气。该装置于2004年5月初投产，生产运行情况良好，实际硫回收率在90%以上，装置排放尾气也达到国家相关环保排放标准。为此，介绍了该Clinsulf-Do硫磺回收装置的概况、装置主要工艺参数、硫磺回收装置工艺流程以及硫磺回收装置运行情况等。该工艺装置的成功应用，对我国天然气行业硫回收技术的发展具有参考价值。     

硫磺回收装置停工热氮除硫工艺研究

目的 降低硫磺回收装置停工除硫期间尾气中SO₂排放量。方法 对比传统燃料气除硫及热氮除硫工艺的技术特点、原理及优缺点,采用Aspen Plus软件进行模拟计算,并结合热氮除硫工艺的技术特点,对3个阶段的除硫流程进行优化操作。结果 通过对比分析及Aspen Plus软件模拟计算结果可知,热氮除硫技术可降低硫磺回收装置停工期间的SO₂排放量,将排放尾气中SO₂质量浓度控制在400 mg/m³以下。结论 采用热氮除硫工艺可解决硫磺回收装置停工除硫期间尾气SO₂排放量大的问题,但也存在N₂消耗量大、停工除硫时间长等问题。今后,在优化N₂消耗量、缩短停工除硫时间的基础上,热氮除硫技术将会得到推广应用。     

CT6系列催化剂在硫磺回收装置的长周期工业应用

介绍了CT6-4B抗漏氧保护催化剂、CT6-8钛基硫磺回收催化剂、CT6-2B硫磺回收催化剂和CT6-5B尾气加氢水解催化剂在中国石油四川石化有限责任公司两套5×104 t/a硫磺回收装置的长周期工业应用情况.自开工以来的6年运行时间中,在单套硫磺回收装置高负荷运行、高温掺和阀多次故障、开停工期间反应器飞温、比值分析仪...     

克劳斯催化剂活性影响因素的分析

目前,国内外生产的原油以高硫低蜡为主,随着原油深加工、低硫油品的生产需求增多和SO_2排放法规的日趋严格,要求硫磺回收装置必须保证较高的硫转化率。影响克劳斯硫磺回收转化率的主要因素是制硫催化剂的活性。从催化剂的性能、物理因素、化学因素和物质沉积四个方面分析说明了造成催化剂活性降低的机理。操作方面的优化措施有:根据硫的露点温度,两级反应器床层操作温度应分别控制在280~350℃和210~240℃;调节气风比,使H_2S与SO_2的摩尔比值在2左右;最重要的是,在催化剂的有效使用期间,尽量避免开停工操作,因为停工吹扫过程会造成硫沉积和炭沉积,停工前催化剂的钝化过程和开工前催化剂的硫化过程会极大地损坏催化剂,甚至会由于操作不当使部分催化剂永久失活。     

硫磺回收装置绿色开停工工艺

分析了硫磺回收装置传统开停工阶段面临的排放超标问题,为实现装置绿色开停工,综合介绍了硫磺回收装置的新型绿色开停工工艺,并列举了各类工艺的优缺点,有利于硫磺回收装置根据装置特点进行开停工工艺选择。     

S Zorb烟气进硫磺回收装置处理的工业实践

S Zorb装置再生烟气温度低,组分复杂,烟气流量及组分波动大。将该装置再生烟气分别进两套硫磺回收装置反应炉及加氢反应器处理,结果表明:因2号硫磺回收装置反应炉未配套酸性气加热器,低温状态下H_2S与SO_2反应生成单质硫结晶,容易堵塞管线,外伴热无法满足介质所需温度,加之烟气进加氢反应器负荷超低,导致反应器床层温升增加30℃、烟囱SO_2排放的质量浓度升高30 mg/m~3及尾气焚烧炉喘振损坏设备等;该烟气通过在线打孔引至酸性气入炉管线进入1号酸性气燃烧炉处理,各项运行参数正常,催化剂未出现异常情况,烟囱SO_2排放的质量浓度维持在80 mg/m~3左右,满足排放标准要求。     

大型硫磺回收装置热氮吹硫新技术应用分析

为了保证硫磺回收装置停工过程排放烟气中SO_2达标,对现有烟气减排技术进行了调研,对比分析了各项技术的优缺点,最终选择热氮吹硫新技术开展先导性试验。通过对硫磺回收及尾气处理装置进行简单的工艺技术改造,创新应用热氮吹硫新技术,吹硫、钝化交叉进行。三级硫冷凝器无液硫流出后,直接将克劳斯尾气切入尾气焚烧炉,钝化过程不消耗碱液,不产生废水,排放烟气中SO_2质量浓度(0℃,101.325kPa下)低于600mg/m~3,满足环保控制指标要求。     

长庆气田采用Clinsulf-DO工艺进行硫磺回收

长庆气田第一净化厂从德国Linde公司引进了一套采用Clinsulf-DO工艺的硫磺回收装置,用于处理MDEA溶液脱硫装置产生的酸气。装置于2004年5月初投产,生产运行情况良好。实际硫回收率在90％以上,装置排放尾气达到国家相关环保排放标准。该工艺装置的成功应用,对我国天然气行业硫回收技术的发展具有一定的参考价值。     

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。     

硫回收装置低负荷运行

扬子石油化工公司硫回收装置因酸性气H_2S的原料气量不足,造成低负荷开车。通过改造和调整,着重解决了克劳斯炉析炭、反应器积硫、硫冷凝器列管堵塞、原料气喷嘴烧坏、余热锅炉的腐蚀等一系列问题,成功地实行装置在低负荷下正常运行,生产出优质硫磺。     

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。     

我国天然气互换性判别软件的研究及开发

硫磺回收装置停工过程中Claus反应器严重飞温可导致催化剂失活,因此在停工过程中及时处理Claus反应器飞温是保护催化剂,减少生产事故和经济损失的重要途径。文章针对扬子石化硫磺回收装置在2012年停工过程中Claus反应器的一次飞温事件,分析飞温原因,并根据所使用的富氧烧嘴采取了酸气燃烧炉降低配风比、向Claus反应器内吹N2,酸气燃烧炉降温同时进行Claus催化剂钝化等处理措施,有效地保护了反应器内的CT6-4B硫磺回收催化剂。     

低纯氢作为硫回收装置氢源的可行性研究

低纯氢作为硫回收装置氢源的可行性研究试验结果表明:使用LSH-02低温Claus尾气加氢催化剂,可将氢气体积分数为67%以上的加氢释放气作为硫磺装置的氢源。     

CT6-11尾气低温加氢催化剂在二硫化碳厂硫回收装置的应用

介绍了二硫化碳行业的某硫磺回收及尾气处理装置的概况,并对开工初期的过程气组成进行了分析,得到了有机硫水解、加氢后的气体组成等数据。对硫磺回收过程中的氢耗较高、压差较大、急冷水pH值降低等原因进行了探讨,并结合催化剂评价,提出了相应的建议。在加氢催化剂重新硫化后,该装置加氢段运行良好。工业应用的结果表明,CT6-11尾气低温加氢催化剂+CT6-8钛基催化剂组合在二硫化碳厂的硫回收装置上得到了成功应用,可大力应用于同类工艺装置。