新形势下元坝高含硫天然气净化装置尾气减排技术探讨

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对天然气净化节能环保相关问题的探讨

对天然气净化节能环保相关问题的探讨

对天然气净化节能环保相关问题的探讨发表时间:2019-04-29T15:47:19.037Z 来源:《基层建设》2019年第5期作者:畅凯凯1 万昌财2 张毅3 [导读] 摘要:随着我国经济快速发展,能源问题成为了影响经济发展的重要因素。

1.中国石油长庆油田分公司第一采气厂 718500;2.中国石油长庆油田分公司第一采气厂 718500;3.中国石油长庆油田分公司第一采气厂 718500摘要:随着我国经济快速发展,能源问题成为了影响经济发展的重要因素。

传统的能源例如煤炭对环境的危害逐年凸显,国家开始了对新型能源的探索。

近年来天然气这种清洁能源的逐渐成为了能源新宠,天然气工业也逐渐步入了发展的高潮。

为满足国家日益严格的环保标准及国家对能源的战略需求,迫切需要对天然气净化技术的研究方向及发展进行更深入的思考并开展技术攻关。

关键词:天然气;净化工艺;节能环保一、引言天然气是一种重要的清洁能源,对于国家改善能源结构、保护环境有着特殊的意义。

现在天然气不仅是我国绝大多数家庭生活的重要能源,而且成为了国家发展工业的中药能源。

由于近年来国家经济和工业的发展,对于天然气的需求达到了新的高度,对于天然气的质量也提出了更高的要求。

这对于一些相关的天然气净化厂,将肩负起更大的责任,接收更大的挑战,同时也对现有的天然气净化技术朝着节能、环保型迈进提供了足够的发展动力和更为广阔的上升空间。

为了达到天然气的净化指标,满足天然气用户的需求,脱除有害组分是十分必要的。

在处理时需要配置分离器、过滤器等多种性能较好的设备,并了解各类处理方法的特点及操作流程,严格按照相关要求进行处理,确保各类工艺都能够充分发挥其作用,促使天然气的净化效果更好。

二、天然气净化随着国家对环境保护的日益重视,要求净化天然气中的H2S含量(以及总硫含量)和CO2含量越来越低,这促使原有的工艺需要不断改进提高并开发更多新技术及新工艺。

配方型溶剂是在MDEA水溶液基础上发展起来的新型脱硫脱碳溶剂。

天然气净化中的脱硫方法与节能措施

天然气净化中的脱硫方法与节能措施

天然气净化中的脱硫方法与节能措施天然气是一种清洁、高效的能源,广泛应用于工业生产、居民生活和交通运输等领域。

天然气中含有硫化氢、二硫化碳等硫化物,对环境和人体健康造成危害。

为了使天然气更环保更健康地使用,对天然气进行脱硫是必不可少的步骤。

在脱硫的过程中,如何减少能源消耗,提高能源利用率,也是一个重要的问题。

在天然气净化中,脱硫技术是关键的一环。

目前主要采用的脱硫方法有化学吸收法、吸附法、氧化法、生物脱硫等。

这些方法各有优缺点,但在实际应用中都需要考虑脱硫效率、能耗、设备投资等方面的综合因素。

化学吸收法是目前应用最广泛的一种脱硫方法。

其原理是通过将含硫气体与一定溶液接触,利用溶液对硫化氢进行化学反应,达到脱除硫化物的目的。

常用的吸收剂有氢氧化钠、氢氧化钙等。

但化学吸收法有一个明显的缺点,就是所需的吸收剂在循环过程中会因为吸收了大量的硫化物而失效,需要定期更换和处理,增加了成本和设备维护的难度。

吸附法是通过固体吸附剂对含硫气体进行吸附,达到脱硫的目的。

常用的吸附剂有活性炭、沸石、硅胶等。

这种方法相对于化学吸收法来说,能耗较低,不需要额外的化学反应装置,维护成本也较低。

但吸附剂的再生和处理问题也需要解决,不可避免地带来一定的成本和环境压力。

氧化法是利用氧化剂将硫化氢氧化成硫或者硫酸,从而实现脱硫的目的。

常用的氧化剂有空气、过氧化氢等。

这种方法操作简便,能耗较低,但对氧化剂的选择和操作都有较高的要求,同时在氧化产物的处理和排放上也会增加成本和环境压力。

生物脱硫技术是利用特定微生物将含硫气体转化为硫酸盐的一种脱硫方法。

这种方法操作相对简单,不需要额外的化学剂,同时还可以利用微生物的再生特性减少对生物的消耗和处理成本。

但由于生物脱硫过程需要一定的温度和湿度条件,同时对微生物的培养和管理也有一定的技术难度,因此在工业应用中还需要进一步的研究和改进。

除了选择合适的脱硫方法,为了进一步减少能源消耗,提高能源利用率,还可以考虑采取一些节能措施。

元坝气田超深高含硫生物礁气藏高效开发技术与实践

元坝气田超深高含硫生物礁气藏高效开发技术与实践

元坝气田超深高含硫生物礁气藏高效开发技术与实践刘成川 柯光明 李 毓中国石化西南油气分公司勘探开发研究院摘 要 四川盆地元坝气田上二叠统长兴组气藏具有埋藏超深、高温高压高含硫及地形地貌复杂等特点,天然气开发工作面临着直井产能偏低与如何有效提高单井产能、开发方案抗风险能力弱与如何实现降本增效、地面工程条件复杂与如何绿色安全开发等突出矛盾。

为此,从积极开展先导试验、积极组织技术调研、创新管理运行机制、精心组织科研攻关、科学编制开发设计、精心组织工程施工、强化严细管理等6个方面推进元坝气田开发建设,攻关形成了超深层小礁体气藏精细描述、小礁体底水气藏水平井部署优化、超深高含硫气藏水井平钻完井、高含硫气藏天然气深度净化及高含硫气田安全生产控制等技术,建成了全球首个埋深近7000 m 、年产40×108 m 3混合气的超深层高含硫生物礁大气田和具有中石化自主知识产权的天然气净化厂,实现了元坝气田的安全生产和效益开发。

结论认为,元坝气田的高效安全开发为盘活更多的超深高含硫天然气资源开辟出一条成功的路径,所形成的先进管理理念和技术创新成果可为同类型气田的开发提供有益的借鉴。

关键词 高效 开发 超深 高含硫 生物礁 四川盆地 元坝气田 晚二叠世DOI: 10.3787/j.issn.1000-0976.2019.S1.025基金项目:中国石化“十条龙”科技攻关项目“高含硫气藏提高采收率技术”课题二“礁滩相气藏剩余气分布规律研究”(编号:P18062-2)、“十三五”国家科技重大专项“超深层复杂生物礁底水气藏高效开发技术”(编号:2016ZX05017-005)。

作者简介:刘成川,1966年生,教授级高级工程师;主要从事气田开发综合研究工作。

地址:(610041)四川省成都市高新区吉泰路688号。

E-mail:******************************0 引言四川盆地元坝气田构造位置位于川北坳陷北东向构造带与仪陇—平昌平缓构造带之间,是国内外已建成开发的、埋藏最深的超深层高含硫生物礁气藏[1-6]。

天然气燃烧的空气污染物排放及减排技术

天然气燃烧的空气污染物排放及减排技术

天然气燃烧的空气污染物排放及减排技术天然气作为一种清洁的能源,被广泛应用于工业和家庭领域。

然而,即使是相对较为清洁的燃料,天然气的燃烧也会产生一定的空气污染物排放。

本文将探讨天然气燃烧产生的空气污染物排放情况,以及一些减排技术的措施。

1. 天然气燃烧的空气污染物排放情况天然气主要由甲烷(CH4)组成,燃烧后产生二氧化碳(CO2)、二氧化硫(SO2)和氮氧化物(NOx)等空气污染物。

其中,CO2是主要的温室气体之一,对全球气候变化产生较大的影响;SO2和NOx则是造成酸雨和大气污染的主要原因之一。

2. 减少二氧化碳排放减少二氧化碳排放是应对全球气候变化的重要举措。

对于天然气燃烧产生的二氧化碳排放,可以通过以下措施进行减少:2.1 提高天然气燃烧效率提高天然气燃烧效率可以减少单位能量产生的二氧化碳排放量。

采用高效燃烧器、优化燃烧工艺等技术手段,可以提高燃烧效率,减少二氧化碳的排放。

2.2 碳捕捉和封存技术(CCS)碳捕捉和封存技术是指将二氧化碳从排放源中分离并封存起来,防止其进入大气中。

这项技术可以应用于天然气发电厂等产生大量二氧化碳排放的场所,有效减少二氧化碳的排放量。

3. 减少二氧化硫排放二氧化硫是一种常见的大气污染物,对环境和人体健康具有较大的危害。

对于天然气燃烧产生的二氧化硫排放,可以采取以下措施进行减少:3.1 使用低硫燃料选择低硫燃料是减少二氧化硫排放的有效手段之一。

天然气燃烧中产生的二氧化硫排放较低,相比煤炭等传统燃料具有明显的优势。

3.2 引入脱硫技术脱硫技术是指将燃烧过程中产生的二氧化硫去除,减少其排放到大气中。

对于天然气燃烧,可以采用湿法脱硫、干法脱硫等技术手段进行处理,有效降低二氧化硫的排放。

4. 减少氮氧化物排放氮氧化物对大气环境和人体健康都有一定的危害。

针对天然气燃烧产生的氮氧化物排放,可以采取以下措施进行减少:4.1 控制燃烧温度控制燃烧温度是减少氮氧化物排放的关键。

降低燃烧温度可以减少氮氧化物的形成。

天然气净化硫回收技术发展现状与展望

天然气净化硫回收技术发展现状与展望

天然气净化硫回收技术发展现状与展望天然气是一种清洁、高效、环保的能源,被广泛应用于工业、居民生活和交通运输等领域。

天然气中的硫化氢等硫化物是一种常见的污染物,会对环境和人体健康造成严重影响。

天然气净化硫回收技术的发展至关重要。

本文将探讨天然气净化硫回收技术的现状与展望。

一、天然气中硫污染物的危害天然气中的硫污染物主要包括硫化氢(H2S)、二甲基硫(DMDS)和硫醇等,它们会对人体健康和环境造成严重危害。

硫化氢是一种具有刺激性气味的有毒气体,长期暴露会对呼吸系统和中枢神经系统造成损害。

硫化氢还是大气和水体的污染源,对环境造成严重影响。

天然气中的硫污染物必须得到有效净化回收。

目前,天然气净化硫回收技术主要包括物理吸附、化学吸收和生物净化等方法。

1. 物理吸附:物理吸附是利用固体吸附剂将硫化氢等硫污染物分离、捕集的过程。

常用的吸附剂有活性炭、硅胶等。

物理吸附技术成本低、操作简单,适用于小规模天然气净化系统。

物理吸附技术存在对吸附剂的再生困难、吸附容量小等问题。

2. 化学吸收:化学吸收是通过将含硫天然气与抗氧化剂或盐溶液接触,使硫化氢等硫污染物与吸收剂反应生成硫化合物,实现硫回收。

目前广泛应用的化学吸收剂有三乙醇胺(MEA)、甲醇醚酸酯等。

化学吸收技术具有高效、可实现硫回收等特点,但也存在能耗大、操作复杂、废液处理难等问题。

3. 生物净化:生物净化是利用特定的微生物菌群对硫污染物进行降解和转化,实现硫回收的技术。

生物净化技术具有能耗低、环保、可实现硫回收等优点,但受温度、PH值等环境因素影响大,操作控制困难。

以上天然气净化硫回收技术各有优劣,但都存在着吸附剂再生、化学剂回收、废液处理等方面的问题,未来对这些技术的发展仍需进行研究和改进。

未来,天然气净化硫回收技术将朝着高效、低能耗、环保、全自动化方向发展。

1. 高效化学吸收剂的研发:未来将研发更高效的化学吸收剂,降低硫化氢等硫污染物的吸收能耗,提高硫回收率。

高含硫天然气净化技术应用研究

高含硫天然气净化技术应用研究

高含硫天然气净化技术应用研究发表时间:2018-04-04T10:39:20.197Z 来源:《建筑学研究前沿》2017年第31期作者:鲁金孝[导读] 本文从高含硫天然气净化技术的现状入手,以普光气田为例,探究高含硫天然气的实际应用情况。

长庆油田分公司第一采气厂第四净化厂陕西延安 716000 摘要:天然气净化技术一直是行业核心研究对象,它对于现代社会消耗量极大的天然气能源的使用具有重大意义。

但伴随着天然气田的广泛开发,大量高含硫的天然气混杂其中,这些有毒气体根本无法满足社会和民众的使用需求,因此有必要采取科学高效的方法来对高含硫天然气进行净化操作,以适应行业的发展要求并妥善应用于实际生产生活中。

本文从高含硫天然气净化技术的现状入手,以普光气田为例,探究高含硫天然气的实际应用情况。

关键词:高含硫天然气净化技术应用研究随着现代社会对于环保意识的不断提升,人们对于生活质量的要求也越来越高,而天然气作为广泛使用的能源,其含有的大量污染物质给生存环境带来了巨大负面影响,所以相关的净化处理势在必行。

根据行业标准,现有的天然气对于含硫总量的规定为60mg/m3,同时,对来自于尾气排放装置和硫磺回收过程中的二氧化硫含量的规定为500mg/m3,这些硬性规定给天然气净化工作带来了极大挑战,所以有必要进行深入研究。

一、高含硫天然气净化技术的现状(一)对硫磺回收技术的分析高含硫天然气的一个显著特点就是:成分复杂且硫化氢或二氧化碳含量较高,硫磺回收技术正是根据这一特点进行脱硫处理,以有效降低硫化氢含量,同时形成酸气。

通常情况下,硫化氢含量越多,硫磺回收装置进行脱硫的效果越好,并且生成的难以转化的副产物也较少,继而导致二氧化硫在尾气中的排放量也随之降低。

一般来说,行业多采用三级克劳斯硫磺回收装置对含硫量处于中低层水平的天然气进行脱硫操作,这样得到的二氧化硫含量大致在50%~80%之间,硫磺回收率可以达到97%,含硫副产物的量控制在0.2%以内。

天然气净化厂尾气达标排放策略之研究

天然气净化厂尾气达标排放策略之研究

291天然气净化厂的主要任务是对原料天然气中的杂质进行脱除,从而使经过处理后的天然气能够达到国家标准的使用要求。

在对天然气进行处理的过程中,需要使用硫磺回收装置,该装置排放的尾气中含有大量的二氧化硫,若是尾气排放时的二氧化硫浓度超标,则会对大气环境造成污染。

因此,天然气净化厂应当采取合理可行的策略,保证尾气达标排放。

1 天然气净化厂尾气处理国内的天然气净化厂基本上采用的都是克劳斯(Claus)硫磺回收工艺,其中直流法的硫回收率最高,可以达到95%以上,而分流法的硫回收率则可达到85%~92%左右。

我国现行的GB—16297规范标准中对硫磺回收装置的尾气排放进行了明确规定,天然气净化厂必须对该标准进行严格执行,尾气排放的二氧化硫浓度不得超标。

由于直流法的硫回收率比较高,从而使得该方法成为天然气净化厂的首选工艺,该工艺的尾气当中除了二氧化硫之外,还有一些其它的含硫物质,如硫化氢、单质硫等等,从而使得尾气排放无法达到规范标准的规定要求。

为了使尾气达到排放标准,天然气净化厂在生产过程中,需要对硫磺回收装置的尾气进行处理,主要目的是回收尾气当中的硫化物,提高总硫回收率,从而降低尾气排放中二氧化硫的浓度,达到规范要求的排放标准。

2 影响天然气净化厂尾气二氧化硫排放的主要因素天然气净化厂硫磺回收装置的尾气排放中,有机硫是影响尾气当中二氧化硫浓度的重要因素之一。

通过研究后发现,进入到尾气灼热炉中残余的有机硫对尾气二氧化硫排放的影响最为严重。

大体上可将残余有机硫的来源归纳为以下几个方面:净化尾气、含硫废气以及其它渠道产生的废气,在上述来源中,净化尾气是最为主要的一个来源。

通常情况下,在净化尾气当中,二氧化硫的浓度比较高,约为100~300mg/m 3之间,在一些比较特殊的情况下,浓度会可能会大于300mg/m 3。

有机硫、硫化氢是净化尾气当中的主要含硫化合物,前者的组成物质包括COS、CS 2以及硫醇等。

相关研究结果表明,在硫磺回收装置中,有机硫对尾气排放的贡献相对较高,约为30%左右,最高时能够达到50%。

天然气净化厂节能降耗途径探讨

天然气净化厂节能降耗途径探讨

《装备维修技术》2021年第12期—231—天然气净化厂节能降耗途径探讨徐 明(长庆油田公司第二采气厂神木天然气处理厂,陕西 榆林 719000)1天然气净化厂的主要消耗1.1能耗方面 对于天然气净化厂,在日常生产过程中,水、电、气等能源消耗相对较大。

如果能够科学地预防和控制这些能耗,则可以降低企业的生产成本,并可以保证企业的经济效益。

为了更好地达到节能降耗的目的,大多数天然气净化厂科学地控制了循环量,并对空中运行和照明设施的运行时间进行了具体规划,从而避免了从源头上大量消耗能源。

1.2物耗方面 在天然气净化工厂的运营和生产中,材料的消耗通常体现在一下几个方面,即溶液损失和设备损坏。

因此在进行材料消耗的技能降低管理时,有必要综合考虑上述两个方面,首先,相关人员需要根据实际情况科学制定检测方法,以防止纯净气体夹带损失的发生 2节能降耗的技术措施2.1 MEDA 脱硫工艺 通常情况下,在天然气净化厂的运行和生产中,为了降低天然气中的硫含量,脱硫装置一般采用MDEA 脱硫技术。

在脱硫原理上,主要是将MDEA 水溶液和含有二氧化碳和硫化氢的混合气体混合。

两者相遇后,将发生化学反应,并且该反应将由气膜控制。

同时,MDEA 和二氧化碳通常不直接产生化学反应,而是在水溶液中产生某种反应。

反应的大小和速度通常受二氧化碳在水溶液中的溶解速率的影响。

众所周知,MEDA 脱硫工艺的工作原理是以选择性吸收为基础,在实际操作中,结合该工作原理以去除混合气体中的硫化氢。

一般而言,MDEA 溶剂可以去除天然气中的硫化氢同时消除二氧化碳,并且MDEA 溶剂中每单位体积的酸性气体负荷较高,因此在实际操作中需要较少的溶液循环。

因此,能耗低,可以在一定程度上降低生产成本,降低能耗,实现天然气净化厂的稳定发展。

2.2节能措施探讨 (1)工艺参数的优化。

①调节组合装置的再生蒸汽;根据不同负荷下胺溶液吸收的酸性成分的不同,应合理调整蒸汽量。

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十九大以来,国家对于生态环境愈发重视,空气环境作为大众关注的生态环境中最关注的环节,大气污染物的排放作为影响空气环境的主要因素,其排放的监控也愈趋严格。

目前炼油行业已在2017年7月1日执行GB31570-2015《石油炼制工业污染物排放标准》要求:酸性气硫磺回收装置的二氧化硫排放浓度小于400mg/Nm 3,特定地区二氧化硫浓度小于100mg/Nm 3。

环境保护部于2018年11月发布了《陆上石油天然气开采工业污染物排放标准(二次征求意见稿)》,要求:硫磺回收装置总规模≥200t/d的天然气净化厂尾气排放二氧化硫浓度小于400mg/Nm 3。

元坝净化厂硫磺回收及尾气处理单元采用克劳斯+斯科特工艺,单套硫磺回收装置总规模设计为220t/d,四套净化装置于2015年5月全部投运,装置投运后对四套净化装置分别进行了标定,尾气SO 2浓度在300~500mg/Nm 3,无法完全保证<400mg/Nm 3,并且因此,采取工艺操作优化,开发降低净化装置尾气排放的工艺技术,也是元坝高含硫天然气净化厂迫在眉睫的依法依规达标生产需求。

1 尾气影响因素分析1.1 硫平衡分析
影响尾气二氧化硫含量的因素众多,与进入尾炉各种废气本身的组分性质和工艺操作息息相关。

按照元素守恒的思路,对元坝净化装置进行硫平衡计算,由图1可知尾气SO 2含量主要受尾气吸收塔过程气中硫含量及液硫池废气尾气中硫含量影响,而其他的因素对尾气SO 2含量影响较小,基本可忽略。

图1 元坝净化厂硫平衡示意图
1.2 单因素变量试验
在10万方/h的负荷下,保障操作稳定时,分别将胺液回收罐尾气、脱水尾气、酸水罐尾气、液硫池尾气切除,观察尾气二氧化硫的变化趋势。

表1 单因素变量试验各尾气影响程度
项目
尾气二氧
化硫
液硫池尾气
胺液回收系统尾气酸水系统尾气脱水系统尾气
尾气影
响值
387mg/Nm 3110-140mg/Nm 3<3mg/Nm 3<3mg/Nm 3<3mg/Nm 3
1.3 影响因素分析
尾气二氧化硫调控应以尾气吸收塔顶尾气为主和液硫池尾气为辅的策略。

①影响尾气吸收塔顶尾气的因素包括:克劳斯炉配风比、催化剂床层温度、加氢炉配风比、反应温度、尾气吸收压力、吸收塔温度、溶剂循环量、溶剂发泡程度等;②影响液硫池尾气的因素包括:鼓泡空气流量、抽射器蒸汽流量、内部废气气质情况等。

此外其他异常工况对尾气也存在极大影响。

2 工艺操作优化
2.1 正常运行工况优化
(1)克劳斯配风优化。

通过控制回路优化、PID 整定、克劳斯炉调风阀优化调试等方式,在元坝净化装置满负荷条件下,风量配比1.15~1.25,主风比例0.9~0.95,主风阀门开度30%~50%,微风阀门开度30~50%,基本能够保证有1/3体积的H 2S转化为SO 2,烃类等杂质完全燃烧,克劳斯反应处于一个较好的运行状态,保证硫磺回收的稳定性。

(2)克劳斯炉反应器温度。

降低一级反应器的温度会提高克劳斯反应的转化率,但是又要保证足够高的温度使COS和CS2的水解,适当降低一级反应区床层温度至325℃后反应转化率提高了3.4%。

二级再热器的出口温度,当催化剂床层温度越接近硫磺露点温度时,装置的总硫收率就会越高,但是温度低于硫露点时,气态硫会在催化剂的微孔中冷凝下来,导致催化剂的活性变差,通常使二级克劳斯反应床层的温度比硫磺露点温度高30℃,目前将反应温度适当降低至225℃,反应转化率提高了6.5%。

(3)尾气加氢处理工艺操作优化。

随着生产运行,加氢催化剂的活性会逐渐降低,当加氢反应器床层温升低于10℃时表示反应器的水解反应速率、反应程度较低,此时可选择适当提高床层温度以提高反应器的反应速率,以达到降低尾气二氧化硫的目的。

(4)胺液吸收系统工艺运行优化。

胺液吸收系统运行主要受压力,温度,吸收溶剂的循环量,发泡状态等影响。

低温高压对吸收有利,但是由于尾气吸收塔操作压力很低,调整压力对塔的吸收效果影响不
新形势下元坝高含硫天然气净化装置尾气减排技术探讨
李长春
中石化广元天然气净化有限公司 四川 广元 628400 
摘要: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。

关键词:排放标准 二氧化硫 天然气净化装置 技术优化
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大,通常适当的降低溶剂的温度,提高溶剂的循环量以保障吸收效果。

(5)液硫池尾气运行优化。

检测液硫的品质,在保障硫含量低于10ppm的基础上,尽量降低鼓泡空气的流量,对尾气有益,但其势必会造成液硫系统硫化氢含量增加,且要求液硫化验的方法需绝对准确,故不建议采取该优化方式;而通过流程改造,将液硫池尾气回用至克劳斯炉可在减低尾气排放的同时,提高硫磺回收率。

2.2 异常工况优化
在溶剂发泡及冲塔、加氢炉停炉、尾气吸收塔底泵停车、闪蒸汽超高等非正常工况下,尾气将偏高甚至超标。

需摸索异常工况的原因、总结处置规律、制定减缓措施、优化异常事件处置程序,从而降低异常事件的发生频次、减缓异常事件对尾气的影响程度、减少尾气超标时间。

元坝净化厂通过制定溶剂发泡冲塔预判及处置标准化程序、停机事件处置程序标准化、定期的火检清理、尾气吸收塔底泵试车程序优化等方式,成功将尾气异常超标事件数由每年26起降低至6起。

3 局部流程优化
3.1 胺液温度控制系统改造
国内胺法净化工艺中尾气吸收塔胺液温度与脱硫塔胺液温度大多共用同一套温度控制系统,此流程具有操作简单、费用低的优点,但在有机硫含量高,尤其是COS含量高的含硫气田存在一定弊端:MDEA脱除产品气的COS为碱催化过程,温度高利于吸收,而脱除尾气的硫化氢则低温利于吸收,在满足产品质量的同时必定对尾气控制有一定牺牲。

将尾气吸收塔底部的半富胺液换热器通过流程改造,移动至胺液进尾气吸收塔前,可解决该问题且不影响其他工艺条件;此改造只需对管线进行施工,不需新增设备,工作量小,成本低,易于实施。

元坝净化厂改造后尾气二氧化硫含量平均可降低30~40mg/Nm 3。

3.2 过程气管线改造
天然气净化装置的过程气管线普遍存在积硫腐蚀、阀门卡涩的问题,当液硫补集器出口至尾气焚烧炉的过程气跨线上的阀门出现卡涩内漏时,硫化物含量0.2%~0.5%的克劳斯尾气不经过加氢处理直接进入尾炉,造成尾气超高。

通过增加过程气管线的伴热等级、提高阀门的阀体材质、在过程气跨线上设置双阀、优化过程气跨线与尾气吸收塔顶过程气管线的碰头位置等方式可有效缓解以上问题。

4 尾气深度脱硫技术探讨
克劳斯+斯科特工艺通过工艺操作优化以及局部流
程改造基本可将尾气二氧化硫控制在400mg/m 3以下,
但面对严苛化的环保趋势,寻求尾气深度减排的技术也是必然要求。

目前行业内主要有以下四种尾气深度脱硫技术。

①烟气碱洗技术:自尾气焚烧炉后增上烟气碱洗设施,降低烟气中二氧化硫含量,生成硫酸钠,尾气净化度高可达到≤50mg/m 3,但建设投资大,运行成本高,会产生一定量的含盐废水。

②氨法脱硫技术:尾气经焚烧炉焚烧后经过增压进入氨法脱硫系统处理,烟气与氨液逆流接触,脱除烟气中的SO 2,形成亚硫酸铵或亚硫酸氢铵,塔底通入空气将亚硫酸铵氧化为硫酸盐,尾气净化度高,但建设投资大,运行成本高,存在氨逃逸、烟囱雨雾严重、气溶胶问题,环保风险高。

③络合铁脱硫技术:克劳斯制硫尾气经加氢和急冷进入络合铁脱硫系统处理,尾气通过与催化剂溶液进行气液接触,在气液接触过程中尾气中的硫化氢被催化剂溶液吸收并被溶液中的三价铁离子氧化成单质硫,脱除硫化氢后的净化尾气排放至烟肉直接排放或经焚烧炉焚烧后排放;具有硫磺回收率高、操作弹性大的优点,但产生的硫磺纯度低、含水量高。

④LS-DeGAS技术:将加氢单元废气作为液硫池的鼓泡气,液硫池抽出气进入加氢炉,该方法投资相对较低,可降低尾气二氧化硫排放,但若不额外增加一套后碱洗设施其尾气净化度无法到达100mg/m 3以下,增减后碱洗设施则投资及成本较高。

此外,目前开停工阶段的尾气减排也受到更多重视,开工提前预硫化技术、停工热氮吹硫、天然气浑然零酸气放空等技术已在齐鲁石化、普光分公司等多套装置成果应用。

5 结束语
面对标准的升级,天然气净化装置需通过不断总结操作和管理经验,对好的操作和管理方法进行固化和规范化,同时积极吸收采纳国内外先进的尾气脱硫技术,以提高总硫收率和确保硫磺尾气稳定达到新的排放指标。

元坝净化装置采用的克劳斯+斯科特工艺通过工艺操作优化以及局部流程改造已成功将尾气二氧化硫控制在400mg/m 3以下,但面对下步标准升级,采用液硫池尾气回用技术、新建尾气深度处理设施已成为当前的必选途径。

参考文献
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