高含硫天然气净化厂管线腐蚀监测方法的优选与应用--以普光气田为例

普光气田高含硫净化厂的原料气高含H2S(约15%)、含CO2约10%,管线的腐蚀监测和腐蚀控制对保证净化厂的安全、高效运行具有重要意义。为此,对目前常用的腐蚀监测方法在该净化厂各工艺管线腐蚀监测中的适应性进行了分析和比较,并根据生产管线的服役特点优选出了适宜的腐蚀监测方法。现场应用结果表明:电感探针监测和失重挂片监测是管线监测的良好手段,能够满足高含硫净化厂管线各种服役工况,且其投资较低;电感探针在线腐蚀监测结果与失重挂片腐蚀速率基本一致,表明监测数据可信;该净化厂第二级硫冷凝器酸性气入口管线,急冷水泵出口管线,酸水汽提塔顶和东、西区高空放空总管为腐蚀薄弱环节,其他监测单元腐蚀速率都很低。该分析结果可为高含硫净化厂管线腐蚀监测提供指导,为净化厂的安全高效运行提供保障。

高含硫天然气脱酸气装置提效降耗优化

为了提高高含硫天然气脱酸气装置的净化气产量并降低净化过程的综合能耗,依据中国石化普光天然气净化厂脱酸气装置的现场运行数据,采用ProMax建立了相应的工艺仿真模型,针对主要操作参数包括甲基二乙醇胺(MDEA)溶液的循环量,浓度和进入一、二级吸收塔的温度等开展灵敏度分析与优化研究,并结合现场实际,在优化工况下,分析原料气负荷降低、压力降低及H——2S含量升高对净化气气质与收率的影响规律。研究结果表明:①降低MDEA溶液循环量、浓度以及进塔温度可提高胺液吸收的选择性,有利于提高净化气的收率,其中MDEA溶液循环量是影响脱酸气装置综合能耗的主要因素;②当原料气负荷、压力以及H2S含量波动时,在优化工况下能够满足高含硫天然气的净化要求;③在低负荷下可通过减少再生蒸汽量和调整胺液进二级吸收塔位置实现节能;④H2S含量每增加1%,需将MDEA溶液循环量提高约20×10~3 kg/h;⑤经过参数优化,在满负荷工况下净化气收率可以提高0.5%,综合能耗降低19.1%。

20号钢在水造粒硫磺颗粒成型过程中的腐蚀特征

采用试片悬挂转动的方法模拟水造粒硫磺成型过程，通过腐蚀失重、扫描电镜观察、能谱分析和XRD分析，研究了温度和位置因素对20号钢在水造粒硫磺颗粒成型过程中的腐蚀特征。结果表明，20号钢在水造粒硫磺颗粒成型过程中腐蚀很严重，腐蚀速率介于1．1114～5．9623mm／a之间，远远超过了含硫气田腐蚀控制标准0．075mm／a。试片表面至少形成两层腐蚀产物膜，主要为氧化铁和硫化亚铁，高温和冲刷会加快腐蚀速率。建议现场硫磺成型过程中尽量避免使用20号钢，并定期进行检测。

高含硫天然气超重力脱硫技术研究

基于MDEA溶液和不同配比位阻胺溶液对H2S吸收容量的静态测定实验结果,在操作压力为8.3MPa的超重力侧线试验装置上,考察不同气液比条件下MDEA溶液和优化配方的位阻胺溶液对高酸性天然气的选择性脱硫效果,同时考察了超重力机转速对溶剂选择性脱硫效果的影响。结果表明,几种溶剂中以8号溶剂对H2S的吸收容量最大,40℃和50℃条件下H2S的最大吸收容量分别为79.67g/L和59.20g/L,采用超重力脱硫工艺,可将天然气中硫化氢质量浓度由2.0×105 mg/m3降至100mg/m3以下,在气液比95左右时,净化气中H2S、总硫质量浓度分别为19.8mg/m3和32.27mg/m3,CO2体积分数为0.38%,达到二类天然气指标要求。

新型氧化铝基制硫催化剂的研制

介绍了LS-02新型氧化铝制硫催化剂的研制、表征及活性评价。该催化剂以氧化铝为主要原料,采用转动成型工艺制备。该催化剂较LS-300催化剂具有更高的比表面积、更大的孔体积、更合理的孔分布及更高的克劳斯活性和水解活性,综合性能达到国外同类催化剂水平。

高含硫天然气净化厂腐蚀规律研究

某高含硫天然气净化厂原料气中H2S含量约为14%,CO2含量为8%,年处理量达120×108m3,因酸性组分含量高、产能负荷大,生产装置和设备面临严峻的腐蚀风险。针对该净化厂净化工艺特点,采用DG–9500型探针在每个联合的脱硫、脱水、硫磺回收、尾气处理、酸水汽提单位共布置了14个在线腐蚀监测点,通过为期1年的腐蚀监测,得出了各工艺节点的腐蚀程度,并结合腐蚀挂片结果,找出了高含硫天然气净化厂存在的腐蚀薄弱环节。腐蚀规律分析结果表明,该净化厂腐蚀薄弱环节主要集中在胺液再生系统、硫磺回收冷却系统以及急冷水系统,腐蚀类型主要包括全面腐蚀、局部腐蚀和点蚀。同时,在线腐蚀监测和腐蚀挂片所得腐蚀速率基本一致,说明采用的在线监测手段能有效地用于监测高含硫净化厂腐蚀状况。研究成果为高含硫净化厂腐蚀控制提供了重要依据。

磷石膏强化氨法CO_2捕集机理与模型

基于化学活性颗粒强化气液吸收机理,建立了磷石膏悬浮液强化氨法烟气CO2捕集模型。以液膜内量纲一传质距离λ*为特征参数,增强因子2E1/λqβλ/2**=+。用恒温反应器在不同搅拌转速及磷石膏颗粒固含量下实验测定CO2吸收增强因子对模型进行检验,结果表明:随颗粒固含量由5%增加到30%(质量分数),增强因子由1.69增加到2.10;而随搅拌转速从150 r·min-1增加到300 r·min-1,增强因子仅由1.75略增到1.80,表明磷石膏颗粒固含量及溶解速率是影响增强因子的控制性因素。实验结果与模型预测值吻合良好,偏差小于10%。

含H_2S/CO_2脱硫胺液中Cl^-对20#钢腐蚀的影响

为评估Cl^-累积作用对脱硫净化装置安全运行的影响,利用高温高压釜在室内对20#钢材质进行5组不同Cl^-质量浓度(465~40 000 mg/L)条件下的腐蚀试验,并采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析了腐蚀产物的微观形貌与组成。结果表明,在110℃条件下,随Cl^-质量浓度增加,20#钢在脱硫胺液环境中基体表面腐蚀产物膜的形态发生变化,腐蚀速率先增大后减小,当Cl^-质量浓度为20 000 mg/L时,腐蚀速率达到峰值0.801 mm/a,腐蚀产物主要由FeS、FeCO_3和FeS_2组成。研究表明,Cl^-通过加速金属阳极的溶解、破坏腐蚀产物的完整性、降低酸性气体的溶解度3方面作用影响腐蚀过程。在脱硫装置高温工况下,20#钢存在较大的腐蚀安全隐患,建议甲基二乙醇胺(MDEA)溶液中Cl^-质量浓度控制在500 mg/L以内,而酸气负荷大的单元和设施不宜采用20#钢材质。

以附睾囊肿为首发症状的VHL综合征3例报告

目的:提高对以附睾囊肿为首发症状的von Hippel-Lindau(VHL)综合征的认识水平。方法:手术治疗3例附睾囊肿患者,对附睾组织进行常规病理和免疫组学检测,并加强术后随访观察。结果:3例均行手术切除附睾囊肿,附睾组织常规病理检查显示囊壁被覆上皮乳头样增生,进一步行免疫组化检查显示缺氧诱导因子(HIF-1α)、血管内皮生长因子(VEGF)、α平滑肌动蛋白(α-SMA)、CD34等表达均为阳性。随访期内,3例患者分别因VHL综合征家族史并肾癌、视网膜血管网织细胞瘤并肾癌、视网膜血管网织细胞瘤并肾上腺嗜铬细胞瘤而被确诊为VHL综合征。结论:附睾囊肿病理检查异常时应进一步作免疫组化分析,若结果提示HIF-1α、VEGF、α-SMA、CD34阳性表达时,应想到VHL综合征的可能性,并完善相关检查或加强术后随访。

高含硫净化厂硫磺成型装置的湿气腐蚀机理

国内某高含硫气田净化厂采用水造粒硫磺成型工艺,硫磺成型单元大气呈酸性且湿度大,因而生产设施的大气腐蚀成为不可忽视的安全隐患。为此,通过在该净化厂硫磺成型单元硫磺颗粒成型罐的中部和顶部及硫磺产品传送带周围进行现场挂片试验,采用扫描电镜和能谱仪分析了腐蚀产物的微观形貌和化学成分,并分析了酸性湿气对结构钢腐蚀的原因及其主控因素。结果表明,硫磺成型单元大气腐蚀不可忽视,尤其在硫磺成型罐周围,因温度较高、空气湿度较大,发生了中度腐蚀,失重腐蚀速率高达0.117 0mm/a,超出了净化厂腐蚀控制指标,腐蚀产物膜呈片状疏松堆积,其元素组成主要为Fe、O、S,腐蚀产物的主要成分可能是FeOOH、FeSO4、Fe2O3和Fe3O4,腐蚀进程的主控因素为湿度和酸度。结论认为,高含硫气田净化厂硫磺成型单元大气腐蚀较严重,对关键设备及承力结构钢应采取有效的防护措施。

氨法烟气CO_2捕集工艺二次污染控制研究

以低温烟气CO2捕集工艺含氨废气废水污染控制为目的,提出以废水替代循环洗水的2级脱氨和分级精馏技术方案。计算绘制了低温低浓度NH3-CO2-H2O气液平衡曲线图,进行了NH3与CO2同时吸收传质分析和参数预测,结果表明不需增加精馏能耗即可同时达到尾气NH3含量<10 mg/m3和废水氨浓度<15 mg/L的污染控制标准。

中原油田轻烃深加工改扩建工程技术特点与分析

为了充分利用轻烃资源,进一步开拓市场,中原油田对1995年建成的第1套25kt/a稳定轻烃深加工处理装置进行了改扩建,新增1套25kt/a轻烃深加工装置。该装置的工艺更加优化,控制更加先进,主导产品质量大大提高,并新开发出了高纯度正戊烷、高纯度异戊烷、高标号6#抽提溶剂油、环戊烷等产品。

影响Claus尾气加氢催化剂性能的动力学研究

实验室通过对低温Claus尾气加氢催化剂动力学研究,考察了Claus尾气含硫化合物加氢反应的规律。通过对影响Claus尾气加氢催化剂性能的主要因素分析,阐述了过程气中烃类反应导致的催化剂积炭速率与烃含量、催化剂使用温度、催化剂运转时间的关系;通过使用XRD、SEM等技术手段,对热老化前后Claus尾气加氢催化剂晶相、金属分散、孔结构等性质进行测试和表征。从不同角度研究、探讨影响催化剂性能的因素,对于低温Claus尾气加氢催化剂及其配套工艺的开发和应用具有指导意义。

湿硫磺颗粒的腐蚀行为及材质选择

实验通过试片悬挂转动的方法来模拟现场水造粒硫磺成型过程,采用失重腐蚀速率、扫描电镜观察,能谱进行表征,研究了温度、位置因素对316L和20#钢在水造粒硫磺颗粒成型过程中的腐蚀规律特征。实验分析结果表明:316L在水造粒硫磺颗粒成型过程中抗腐蚀性能良好,失重腐蚀速率介于0.000 8 mm/a和0.007 0 mm/a之间。材质表面腐蚀产物较少,主要为氧化铁。20#钢在整个过程中腐蚀严重,失重腐蚀速率远远超出了含硫气田腐蚀控制标准0.075 mm/a,试片表面至少形成两层腐蚀产物膜,主要为氧化铁和硫化亚铁,高温和冲刷会加快腐蚀速率。通过模拟实验结果建议在现场硫磺颗粒成型过程中316L材质可长期使用,对使用20#钢的设备管线应尽早更换,并定期进行监测,确保生产装置的安全。

空压风系统节能改造

在增大储气罐储量前提下,调整了空压机运行参数,实现了空压机在高气压时停机、在低气压时开机的间歇式运行。并对干燥器控制线路进行了改造,实现了空压机与干燥器的联锁开停机,从而减少了气体泄漏量,延长了空压机停机时间。改造后,节能效果十分显著。

高抗硫管材断裂性能评价方法研究

目前工程上广泛采用夏比冲击功作为评价高抗硫管材断裂韧性的指标,但这种基于冲击功的单参数评价方法只能定性地评价材料的断裂性能,无法进行断裂力学计算。因此,在评价高抗硫管材断裂性能时需要区分起裂功和裂纹扩展功,这也是对夏比冲击做进一步研究的重点。基于此,提出基于夏比冲击的双参数评价方法,引入断裂韧度KIC的求解方法,得到裂纹扩展的K-R阻力曲线。结果表明,基于夏比冲击功计算出的KIC值与采用标准测试出的KIC值相吻合,进一步说明了断裂韧度KIC值与裂纹扩展功在表征高抗硫管材断裂性能方面是一致的,验证了基于K-R阻力曲线进行断裂力学计算的有效性,从而实现基于冲击功和断裂韧度的双参数管材评价。

基于离散相模型的用于高含硫天然气旋风分离系统内部流场数值研究

高含硫气田开发到后期会出现含水量增多的问题,需进行脱水预处理。设计了两级旋风分离系统,采用数值模拟方法,分析了不同粒径颗粒在不同入口速度下的轨迹、分离效率和分离器压力与速度场。结果表明:粒径越小受入口速度的影响越明显。10、30μm颗粒分离效率达100%,5μm颗粒分离效率达96%,内部压力与速度场具有较好的对称性。

基于大数据的高含硫天然气脱硫工艺优化

为了解决高含硫天然气脱硫工艺中脱硫选择性差、能耗高等问题,提出了基于大数据的高含硫天然气脱硫工艺优化方法。首先,通过工艺流程分析,发现对性能指标有显著影响的决策参数,建立无迹卡尔曼滤波神经网络动态模型,获知了脱硫工艺的潜在规律;然后,针对原脱硫工艺中H_2S、CO_2过分脱除问题,采用偏好多目标优化的方法,分别以H2S浓度逼近2.5 mg/m^3、CO_2浓度逼近2%为目标函数,采用非支配性排序遗传算法对模型进行多目标优化,获得了最佳工艺参数。采集某高含硫天然气净化厂脱硫单元2014年1—12月的生产数据,取前80%数据作为训练集,后20%数据作为测试集,进行了仿真实验。结果表明:1所建立的动态模型能够较好地反映脱硫工艺生产规律;2优化结果建议适当降低一级吸收塔温度,提高二级吸收塔温度,提高闪蒸罐压力,并减少胺液循环量;3优化后净化气中H_2S浓度将由0.62 mg/m^3提高至3.22 mg/m^3,CO_2浓度由1.19%提高至1.99%,脱硫选择性显著提高;4相对胺液循环量下降16.67%,蒸汽消耗量减少,净化气产率提高0.8%,总体实现了增产节能降耗的目的。

吸附蒸馏分离异丙醇-水的试验研究

本文利用吸附蒸馏这一复合分离技术[1]对异丙醇-水混合物的分离进行了试验研究。试验采用乙二醇为载液,4A分子筛原粉为吸附剂。对加和不加吸附剂对分离过程的影响进行了对比试验,提出了适宜的工艺条件:浆料循环比为2∶1,回流比为1∶1,浆料固含率为15kg m3,产品异丙醇的含量可以达到99 7%,收率为95 3%。

复杂山地高含硫集输管道剩余强度评价技术研究

目前,腐蚀管道剩余强度评价标准和评价体系方法日趋成熟,但并不是每个剩余强度公式均适用于所有类型地面集输管道的安全评估,合理选择剩余强度公式至关重要。为此,选取10个腐蚀管道剩余强度评价模型,结合国内某高含硫气田腐蚀管段的智能检测、开挖及测试数据,对这10种评价模型进行系统计算研究,结果表明:强度理论法的计算结果能有效说明腐蚀深度对集输管道最大安全工作压力的影响,且应用范围广,计算结果安全系数最高;其次为SY/T 6477—2014,再次是API 579和PCORRC方法;修正ASME B31G、ASMEB31G—2009准则和RSTRENG方法计算结果基本相同。该研究结果为复杂山地高含硫集输管道合理选择剩余强度公式提供了理论依据。