天然气净化厂MDEA脱硫溶液的发泡与预防

由于各种原因,天然气净化厂脱硫装置吸收塔和再生塔易发生溶液发泡拦液现象,导致产品气硫化氢含量超标,特别在气温较高的夏季尤其突出。本文以忠县天然气净化厂脱硫溶液发泡为例,对天然气净化装置运行中溶液发泡原因进行了详细的分析,探讨了发泡剂、水合物抑制剂及其它开采过程污染物对溶液发泡的影响,并针对装置发泡拦液现象采取了相应处理措施,取得了显著的效果,保障了天然气净化装置高效、安全、长周期平稳运行。     

存在液滴时用孔板测量天然气流量的计算方法

天然气在输送过程中不免杂有少量液体,因此原则上属于两相流动。在用单块孔板进行测量时,孔板两面的差压既反映了气流量也反映了液流量。本文根据过去的分相处理经验公式,从理论上推导出在不同条件下气流量的差压在总差压中所占比例的计算公式。运用这些公式,可以估算天然气一相的流量。本文还分析了管道压力和液气流量比等对测量计算的影响和以孔板两面的差压估算天然气流量的误差问题。     

解决萨菲诺装置的“起泡”问题

在天然气脱硫厂中,脱疏吸收塔通常会产生“起泡”现象。“起泡”时,吸收塔操作不稳,脱硫效率降低,影响净化气质量,严重时将会出现塔内拦液、冲塔、跑液,甚至停产,造成脱硫溶液大量损失,生产成本大大增加的恶果。     

烟气脱硫吸收塔现场大开孔的安全性分析

以某公司催化裂化装置烟气脱硫吸收塔(吸收塔)现场大开孔为例,介绍了在大开孔后吸收塔塔体重心发生偏移的情况下,重力载荷、偏心载荷、风载荷、地震载荷对开孔截面的影响,并对吸收塔现场大开孔的安全性进行了理论分析.分别选取两个风向(风沿着y,x轴方向)作为危险工况,计算两种工况下的抗弯截面系数,对两种工况下弯矩产生的轴向应力和稳定性进行校核计算.结果表明:该截面圆筒在工况1下产生的轴向拉应力σ和轴向压应力σ’分别为21.38,45.50 MPa,工况2下产生的σ和σ’分别为16.76,40.88 MPa,4种结果均小于对应塔体材料许用应力值115.44 MPa和许用压应力值178.50 MPa,说明该塔体开孔剩余截面的强度足够,即理论上现场大开孔是安全的.但由于现场实际施工情况复杂,开孔前仍需在开孔塔壁处采取有效的加强措施.     

高压吸收塔工艺回收天然气凝液的模拟分析

传统的天然气凝液回收流程中吸收塔的压力设置受分馏塔(脱甲烷塔/脱乙烷塔)压力的限制,当所处理的原料气压力高于6MPa,CO2量分数超过5%时,膨胀机的膨胀比很大,导致天然气凝液回收装置的能耗较大、膨胀机出口及吸收塔塔顶塔板处容易发生CO2冻堵。高压吸收塔工艺中吸收塔与分馏塔的操作压力可单独设置,吸收塔的操作压力较高,降低了外输干气的再压缩功率,膨胀机出口及吸收塔塔顶塔板处的操作工况远离了CO2固体的形成条件。研究实例表明:与传统的凝液回收流程相比,高压吸收塔流程中外输干气的再压缩功率降低了26.1%、吸收塔的CO2冻堵温度裕量升高了19.45℃、主换热器的热利用率提高了7.7%、丙烷回收率高达99.3%。     

径向侧导喷射塔盘在天然气胺法脱硫技术改造中的应用

天然气脱除酸性气体工艺中,有机胺混合溶液普遍存在易发泡拦液现象,给整个生产系统的稳定操作带来较大影响。本文分析了发泡拦液现象的机理和危害,概括了缓解或克服拦液问题的五个主要途径。在工艺计算和软件模拟的基础上进行了工业装置检验,并把DN2400脱硫装置中浮阀塔盘更换为径向侧导喷射塔板,经过3多月的运行,未发生过拦液现象,且脱硫效果好于浮阀塔板,初步显示出该塔盘在处理易发泡体系时,提高生产能力和提高传质效率两方面的优越性能。     

HGSE型高效低阻超净化装置在卧龙河引进分厂80×104 m3/d净化装置的成功应用

介绍了重庆天然气净化总厂卧龙河引进分厂80×104m3/d净化装置脱硫吸收塔的拦液情况和增设的HGSE型高效低阻超净化装置的工作原理,并通过实际运行情况说明了HGSE型高效低阻超净化装置在该脱硫装置上的应用是成功的,为天然气净化行业在原料天然气过滤方法和设备的选择上提供了一条新的途径.     

MDEA脱硫吸收塔分析改造及其在和田河气田中的应用

和田河40×104m3/d脱硫处理站天然气处理工艺的重点是天然气脱硫、脱碳。胺法天然气脱硫工艺中采用的MDEA溶液在循环使用过程中存在易降解、易发泡的问题。和田河处理站脱硫塔在生产运行中经常发生拦液事故,严重影响装置的安全运行及供气,并且由于溶液夹带,下游供气不足,造成地方生产、生活受到严重影响。通过试验,更新脱硫塔填料成功解决了脱硫塔拦液频繁的问题。     

高酸性天然气脱硫脱碳工艺技术研究

针对原料气中H2S和CO2摩尔分数均达到20%的高酸性天然气净化,通过工艺模拟计算结合室内实验评价的手段,筛选出一种具有良好脱硫性能、选择性及高酸气负荷的选择性脱硫溶剂CT8-5。通过室内实验进行工艺优化后,提出了包括气液比、吸收塔塔板数、贫液温度、再生温度等在内的一系列工艺参数。结果表明,在气液比为200的条件下,净化气中H2S质量浓度为3.9 mg/m3,CO2摩尔分数为1.86%,完全能满足GB 17820-2018《天然气》国家标准中对商品气的气质要求。对GB 17820-2018发布实施后高酸性天然气处理所面临的问题进行了探讨,提出了建议,可为高酸性天然气的气质达标处理提供技术思路。     

低温甲醇洗净化天然气过程的气液平衡计算

研究了低温甲醇洗过程中甲醇与天然气中各气体组分之间的平衡常数的计算及选择。对现有的平衡数据按工程设计要求进行了归纳比较;选用P R方程对2×104Nm3/d天然气液化装置的低温甲醇洗工艺的吸收塔和解吸塔进行了汽液平衡计算。实际应用结果表明,计算数据能满足LNG工业设计要求。     

H_2S对天然气处理设备的腐蚀及相应对策

天然气处理设备,如矿场集输中的过滤分离器、气液分离器、脱水吸收塔、固体脱硫塔,天然气净化厂中的原料气过滤器、原料气分离器、脱硫吸收塔、再生塔、酸气分离器、活性炭过滤器等,所接触的介质基本上都含有水和硫化氢,这种介质环境对设备会产生电化学腐蚀、硫化物应力开裂(SSC)和氢诱发裂纹(HIC)。针对硫化氢对设备的不同腐蚀情况,在设备设计时应采取相应的对策和措施来防止腐蚀,以确保设备的安全运行和使用寿命。     

天然气净化厂原料气前处理技术研究

长庆油田某净化厂300×10~4m~3/d的脱硫脱碳装置,由于原料气气质较脏,原有的原料气过滤器过滤效果不佳,使大量杂质随原料气带入溶液系统,导致溶液浊度上升,富液滤芯更换频繁,吸收塔拦液频繁。由于大量杂质的存在,使高温低压的再生系统产生大量的电化学腐蚀,导致设备和管线严重腐蚀。增设了一台高效的HGSD/150型原料气精细过滤器后,存在问题逐渐解决。主要对天然气净化厂原料气前处理的技术的比较,并增加HGSD/150型原料气精细过滤器,通过对其前、后的运行情况分析及经济效益的比较,评价该设备的运行效果。     

高含硫天然气脱硫操作条件对能耗影响的模拟研究

 采用流程模拟技术分析了高含硫天然气脱硫工艺操作条件,如原料气处理量、吸收塔温度、吸收塔压力、吸收塔板数、再生塔温度对脱硫能耗的影响,并通过灵敏度分析比较了各操作条件对脱硫能耗的影响力大小。结果表明,高含硫天然气中酸性组分浓度高,为满足净化要求需增大溶液循环量,因此带动公用工程消耗增加,脱硫能耗比常规含硫天然气脱硫情况显著增加。在操作中,提高吸收塔温度、再生塔温度和原料气处理量均会引起脱硫能耗升高,而降低吸收塔压力、减少吸收塔板数可降低脱硫能耗。由于醇胺溶液再生耗能占脱硫总能耗绝大部分,故制定节能措施应重点考虑再生塔温度控制,蒸汽、凝结水以及净化系统余压、余热资源的合理利用。     

具有温度压力补偿的天然气计量系统的流量计算

油田天然气的计量,通常是采用测量节流孔板前后差压的方法。目前,在转油站和计量间多数采用双波纹管差压计测量节流孔板前后的差压,然后根据仪表系数计算天然气的流量。天然气的流量受天然气的温度和压力的影响。若测量点的温度和压力不同,则相同流量所产生的差压就不同,仪表系数是在特定的温度和压力下计算出来的。当温度或压力变化时,再用上述的仪表系数来计算流量,就会产生较大的误差。随着油田计量水平的提高,在联合站、天然气增压站,逐渐采用电动单元组合仪表代替双波纹管差压计来计量天然气的流量。这套计量系统是由差压变送器、压力变送器、温度变送器、乘除器、开方器和记录仪组成。记录仪的指示值与流量成比例关     

天然气脱硫脱碳工艺的模拟优化

为了解决某天然气净化厂天然气硫、碳含量超标的问题,采用HYSYS模拟软件,对吸收塔的胺液进料量、吸收塔塔板数、胺液进料方式及再生塔的塔板数进行模拟。结果表明:在脱硫脱碳过程中,混合胺溶液m(H_2O)∶m(甲基二乙醇胺)∶m(二乙醇胺)为52∶45∶3最佳;吸收塔最优操作条件为:贫胺液总进料量为1 600 kmol/h,吸收塔塔板数为12块,贫胺液Ⅰ由吸收塔第1块塔板进料,贫胺液Ⅱ由吸收塔第5块塔板进料,m(贫胺液Ⅰ)/m(贫胺液Ⅱ)为7∶3时,吸收过程具有良好的脱酸气效果,天然气中H_2S的质量浓度为2 mg/m~3,CO_2的体积分数为2.32%。再生塔宜选用14或15块塔板。     

改良型CJST塔盘在胺法天然气脱硫工艺中的应用

胺法天然气脱硫工艺中,采用的醇胺溶液在循环使用过程中存在易降解、易发泡的问题。长庆气区天然气净化厂脱硫装置受塔盘结构和原料气气质影响,脱硫塔在生产运行中经常发生拦液问题,严重影响装置的安全运行及供气,并且由于胺液夹带,造成硫磺回收、锅炉等相关生产单元生产波动。根据胺液发泡的机理,对比分析了缓解发泡的主要措施及效果。并在理论分析和前期试验的基础上,引进了改良型CJST型塔盘在胺法天然气脱硫装置上开展现场应用试验,通过试验,该塔盘不仅成功解决了脱硫塔拦液频繁的问题,并且克服了以往CJST塔盘脱碳效率低、塔顶带液的问题。     

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长庆气田是向京津地区供气的基地,净化厂正常运行至关重要。长庆气田天然气第二净化厂MDEA脱硫装置拦液情况频繁发生,严重影响了装置高效、平稳运行。同时,溶液发泡还会引起雾沫夹带,导致大量胺溶液随气流被带走,使溶液损耗急剧增加,造成了严重的经济损失。通过对塔板负荷性能参数的验算和对脱硫溶液及原料气组分的分析研究,找到了脱硫溶液严重发泡是造成脱硫装置拦液的真正原因。初步研究表明,脱硫溶液污染、脱硫溶液高的CO₂负荷及原料气处理量的突然增大是造成脱硫液发泡严重的主要因素。结合现场实际情况,提出了脱硫装置发生拦液后的初步处理措施。     

天然气净化厂胺液发泡原因分析及解决措施研究

长庆气田第三天然气净化厂主要负责向西安供气,主体装置采用UCARSOL HS-101专利配方溶液脱除原料气中的硫化氢和二氧化碳,装置自2003年建成投产后脱硫塔拦液情况频繁发生,导致脱硫装置处理能力严重下降,严重影响了装置的安全、平稳运行.通过现场分析和室内试验表明,脱硫溶液过高的酸气负荷是造成脱硫液发泡严重的主要因素.结合现场实际情况,提出了通过加入MDEA溶液和降低进塔层数来降低脱硫装置酸气负荷处理措施,有效的缓解了装置的拦液问题.     

填料塔设计计算机程序

在天然气加工过程中,填料塔已普遍应用于脱除H_2S、CO_2的天然气净化装置,并正取代天然气脱水装置传统的板式泡罩吸收塔。本文介绍的程序是基于文献推荐模型和关联的综合计算机程序,可用于填料吸收塔和解吸塔操作及装置成本的优化设计。该程序在IBM PC兼容机上运行,计算结果与实际运行的塔设计相当吻合。文章给出了SO_2吸收塔和甲醇汽提塔两个实例的设计计算结果。     

焦炭塔鼓凸变形应力测试与分析

焦炭塔长期在高温及充焦、除焦的冷热疲劳作用下运行,常出现塔体局部严重变形和母材焊缝开裂问题。针对这一现象,对某厂焦化车间三号焦炭塔采用塔体表面贴应变片的方法,通过对其一个工作循环周期(48 h)进行塔体表面应变和温度测量并计算塔体应力,对整个焦炭塔的应力状况进行考察。结果表明,冷焦过程中液面逐渐上升,液面与塔壁相交圆周处的应力发生迅速的升高与回落,由此产生的温差应力是导致塔体残余应力和鼓凸变形的主要原因。同时,焊缝处较高的强度造成焊缝处变形较小而筒节中央变形较大,使焊缝热影响区应力较高也是塔体发生鼓凸变形的原因。此结论可为焦炭塔的设计、加工以及寻求解决鼓凸变形问题的方法与对策提供可靠的理论依据,对焦炭塔的操作也有一定的指导意义。