Pollutant Sources and Foaming Control Measures of Decarbonization Solution in Natural Gas Purification Plant

Yanbei project of Schlumberger Copower Oilfield Engineering Co.,Ltd.-natural gas purification plant decarbonization unit is equipped with two sets of decarbonization systems(parallel operation).The two sets of systems adopt two tower process,full lean liquid circulation regeneration process,one tower absorption(absorption pressure 5.4mpag),one tower regeneration(regeneration temperature 95℃-110℃),purified natural gas carbon dioxide content≤2.5vol%,single set The treatment capacity is 2300 KM3/d.This paper introduces the problems existing in the decarbonization solution of the decarbonization unit in the natural gas purification plant in recent three years,analyzes the causes of pollutants affecting the quality of the decarbonization solution,and probes into the control measures for the pollution of the decarbonization solution,so as to provide reference.

高含硫天然气净化装置腐蚀特征与典型腐蚀案例分析

相关高含硫天然气净化装置的工程建设、设备制造、材料选型等标准规范较少,多采用或借鉴石油炼制行业标准。普光气田天然气净化厂自2009年投产至今,因高酸性气体腐蚀,以及酸性气体、制造缺欠、材料缺陷等多因素耦合腐蚀,引发装置设备或设施多次泄漏,成为制约工厂安全、高效、长周期运行的主要问题。通过统计分析历年异常事件、设备检维修台账、压力容器管道检测台账等,归纳了高含硫净化装置重点腐蚀区域、影响因素、腐蚀机理,得出湿硫化氢腐蚀、高温硫腐蚀、二氧化硫腐蚀、垢下腐蚀为主要腐蚀形式;从区域、类别、诱因等不同角度归纳了腐蚀分布规律,脱硫、硫磺回收系统腐蚀占比达80%以上;重点剖析了基于硫化氢、液硫、制造缺欠等因素的典型腐蚀案例,提出了高含硫天然气净化装置腐蚀防控措施,为同类酸性气田装置、设备腐蚀监检测和防控提供了借鉴。

高含硫天然气净化装置清洗体系的研制与应用

高含硫天然气净化装置在检修前需清洗因腐蚀产生的FeS以及H_(2)S、SO_(2)等有毒有害气体。针对现有清洗剂清洗效果有限、废液中含有锰铬等重金属离子以及成本较高等问题,以FeS转化率与H_(2)S吸收率为评价指标,研究建立了以氧化剂F、过硫酸钠、乙二胺四甲叉膦酸、Na_(2)SO_(4)与分散助剂D为主要成分的高含硫天然气净化装置化学清洗体系。该清洗体系的FeS转化率为85.86%,H_(2)S吸收率为95.4%。现场应用表明,该清洗体系清洗效果良好,废液中总磷含量仅0.24 mg/L,无锰铬等重金属离子,且成本节约40%以上。

关于高含硫天然气净化处理技术展望及探讨

天然气作为一种重要的能源在全球范围内得到了广泛应用。高含硫天然气处理技术的发展直接影响着天然气生产安全。如含硫气质会进一步引起金属腐蚀,从而降低管道和设备的使用寿命。因此,研究和发展高效的高含硫天然气净化处理技术,对于提升天然气的经济价值具有重大意义。基于此,首先阐述高含硫天然气净化处理工程技术现状分析,随后分析高含硫天然气净化处理工程技术的关键点,最后分析高含硫天然气净化处理工程技术的应用路径,以供相关专业提供借鉴。

高含硫天然气净化装置高效运行关键技术研究及应用

目的①提高胺液选择性吸收效果,降低装置能耗;②提升液硫产品品质,降低排放烟气中SO_(2)质量浓度;③实现催化剂的国产化应用。方法以数据模拟为指导,结合现场试验,优化装置运行参数,拆除2层吸收塔塔盘。结果产品气收率提升1.3个百分点以上,胺液循环泵电机电耗降低12.46%,胺液再生蒸汽降低11%。通过实施液硫鼓泡脱气、液硫池废气入克劳斯炉及热氮吹硫技术改造,液硫产品品质稳定达标,排放烟气中SO_(2)质量浓度<200 mg/m^(3)。通过开发应用国产水解、制硫、加氢催化剂,均取得了良好的应用效果,具备推广应用价值。结论通过系列生产优化、技术改造、催化剂国产化应用,推动了高含硫气田的进一步发展。

天然气中硫醇的深度脱硫溶剂研发与工业应用

GB 17820—2018《天然气》实施后,原料气气质中有机硫含量较高(大于20 mg/m^(3))的净化厂采用了有机硫脱除技术,以满足标准中一类气的指标要求。但从国内外有机硫脱除技术的应用情况来看,对于RSH含量高(大于30 mg/m^(3))的原料气,还存在对硫醇脱除率不高的问题,产品气总硫有超标的风险。为此,基于理论计算,开展了RSH脱除机理研究,揭示了硫醇与砜胺溶剂体系的反应机理,通过改善脱硫溶剂中关键组分的亲核性来提升溶剂对硫醇的化学吸收,研发出了一种新型的硫醇深度脱除溶剂。研究结果表明:(1)通过对醇胺分子结构改进,自主合成了分子结构中N原子具有强亲核性的新组分,形成了硫醇深度脱除溶剂,可促进其对硫醇的离解,提高硫醇脱除率。(2)在实验室条件下考察了不同压力、不同气液比条件下硫醇深度脱除溶剂的性能,压力低至1.5MPa,该溶剂对硫醇脱除率大于90%;气液比高达1200时,该溶剂对硫醇脱除率大95%。(3)在天然气净化厂工业应用中,在原料气硫醇含量超过300 mg/m^(3)的条件下,经硫醇深度脱除溶剂净化后,产品气总硫低于5 mg/m^(3),硫醇脱除率超过99%。结论认为,该技术可应用于硫醇含量高的天然气净化处理,技术的推广应用对我国天然气气质升级以及天然气长输管道的安全平稳运行具有重要意义。

碱液脱硫在天然气净化厂的应用

目的针对天然气净化厂硫磺回收尾气处理装置的运行特点及现有工艺的优缺点,提出一种能够适应中小规模、工况变化大的尾气处理工艺。方法采用碱液脱硫工艺应用于天然气净化厂硫磺回收尾气处理,采取了尾气NaOH碱洗“洗涤塔+脱硫塔”双塔组合脱硫、优化焚烧炉结构、提升硫酸钠产品指标等措施。结果碱液脱硫后,排放尾气中SO_(2)质量浓度为10~268 mg/m^(3),满足GB 39728-2020《陆上石油天然气开采工业污染物排放标准》的要求,且副产物硫酸钠满足合格品要求直接外销。结论碱洗脱硫可满足天然气净化厂尾气处理装置技术、经济性的要求,同时取得了巨大的环保效益,可为同类装置提供技术参考。

高含硫天然气净化厂在线腐蚀监测系统的建立与应用

建立一套适用于高含硫天然气净化装置的在线腐蚀监测系统,介绍了系统的组成并分析了实际应用效果。结果表明,该系统能够实时监测各布点的腐蚀状况,并且通过历史数据预判未来的腐蚀趋势,有助于技术人员掌握装置的生产运行情况,有效地分析出导致腐蚀失效的原因并制定相应的腐蚀防护对策,从而能够对各种破坏性工况进行早期预防。

高含硫天然气净化装置的腐蚀与防护

针对高含硫天然气净化厂设备及管线存在较大腐蚀风险的问题,通过停工检修期间对某单套联合及配套装置进行全面的腐蚀调查,了解现场实际的腐蚀状况并开展腐蚀分析,总结出主要腐蚀问题,同时对腐蚀防护管理提出建议,为净化厂的安稳长满优运行提供保障。

普光高含硫气田特大型天然气净化厂关键技术解析

普光气田是国内目前大规模开发的含硫量最高的高酸性气田,其天然气具有高压、高含H2S、含CO2的特点。建设处理规模120×108m3/a的天然气净化厂,面临天然气净化难度大、硫磺储运技术和安全要求高、生产工艺及安全控制复杂等诸多技术难题。目前国内尚无百亿立方米级天然气净化以及配套硫磺成型与安全储运技术。为此,在优选评价国内外先进净化工艺的基础上,确定了适合普光气田的高含硫天然气净化工艺,并首次应用了气相固定床水解COS、中间胺液冷却、MAG液硫脱气、特大型火炬放空、液硫湿法成型等国际先进工艺和专利技术。开发了国内首例特大型散装硫磺料仓、首例5 000 m3液硫储罐、首套硫磺流水线转运以及快速定量装车系统,实现200×104t/a硫磺储运系统的全方位实时监控和安全运行。配套开发先进、灵活、可靠的生产过程控制与安全控制系统,确保整个净化厂处于安全、有效的受控状态。高含硫天然气净化关键技术应用于普光气田后,装置运行平稳,产品质量合格,各项安全保障到位。为其他大型高酸性气田的天然气净化提供了示范和借鉴。

高含硫天然气净化厂污水源头控制及处理方法

探索了高含硫天然气净化厂高COD值的污水控制,提出了推行清洁生产、源头控制的一系列技术措施。在90%污染物源头控制的基础上,采用厌氧-好氧工艺处理高含硫净化厂污水,外排水达到国家一级排放标准,同时较原活性炭吸附处理成本降低92.6%。

高效有机硫脱除溶剂CT8-24的工业应用

针对常规甲基二乙醇胺(MDEA)脱硫溶剂对有机硫脱除率不高、含有机硫的天然气脱硫后不能满足GB17820—2018对管输气要求的问题,中国石油西南油气田公司天然气研究院开发了高效有机硫脱除溶剂CT8-24,在室内研究以及中间放大试验的基础上,在重庆天然气净化总厂引进分厂400×10^4m^3/d装置上进行了工业应用。考察了溶剂在不同循环量、处理量、吸收塔板数以及再生温度等条件下的吸收性能,确定了较适宜的工艺操作参数。结果表明,将引进分厂400×10^4m^3/d装置原用的MDEA水溶液改换为CT8-24后,装置运行平稳。在35层吸收塔板下,产品中H2S含量<6mg/m^3,总硫<20mg/m^3,达到GB17820—2018的要求。同时分析研究了CT8-24类物理-化学溶剂对MDEA脱硫装置的适应性,为其他净化厂气质达标改造工作奠定了坚实基础。

高效液相色谱法测定生物脱硫溶液中单质硫

生物脱硫作为一种新的天然气净化手段,具有净化度高、流程简单、环境污染少、能耗低等特点,在低碳经济发展和环境保护等方面显示出潜在的优势。主要讨论了利用高效液相色谱法测定生物脱硫溶液中的单质硫。用有机溶剂萃取生物脱硫循环液中的单质硫,前处理后在指定高效液相色谱条件下检测单质硫浓度,形成了一套简单可行的测定生物脱硫溶液中单质硫的方法。该方法的检测限为0.04mg/L,加标回收率为103.00%,满足生物脱硫溶液中单质硫的测定需要。同时,讨论了生物脱硫溶液中其余硫副产物对单质硫的干扰。

高含硫天然气净化厂腐蚀与安全维护系统研发

针对高含硫天然气净化过程中H_2S腐蚀和其他危害,借鉴炼化企业防腐蚀管理系统,研发净化厂腐蚀与安全维护系统,建立设备完整性数据库,开发装置运行监控、腐蚀监测与检测、腐蚀案例统计、介质化验分析、风险检验和设备维护策略等业务模块,综合应用腐蚀评价和风险检验技术,及时掌握设备H_2S腐蚀规律和风险等级,并适时修订防腐蚀策略和风险管理策略,从技术层面对设备进行专业化管理。

特大型高含硫天然气净化厂安全放空与火炬系统设计解析

四川盆地普光气田天然气净化厂具有120×108 m3/a的高含硫天然气(H2S体积分数为14.14%,CO2体积分数为8.6%,有机硫含量为340mg/m3)处理能力。为了保证事故工况时其大排量高含硫天然气的安全泄放和高效燃烧,优化了高低压放空管网及火炬系统的设计,突破一般天然气净化厂"全量放空"的常规设计思路,合理确定了放空规模为75×104 m3/h,研发出放空抗低温、防火雨、高低压火炬密封、大排量放空防回火、三重保障点火、流体密封等技术,同时引进高效高低压酸性气火炬燃烧器,保证了火炬的安全平稳运行。放空与火炬系统投产后运行平稳,燃烧效率高于99.9%,为新建或改扩建大型天然气净化厂提供了参考。

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CO2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(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。

天然气净化厂尾气SO_2排放治理工艺探讨

随着国家新《环境保护法》的实施,越来越严格的尾气排放标准给天然气净化厂硫磺回收及尾气处理装置带来巨大的减排压力和技术升级的严峻挑战。为此,分析了国内外天然气净化厂尾气排放标准改进及国内尾气排放现状,对可用于现有装置升级改造的5种尾气处理工艺(还原吸收法、胺法SO_2吸收法、湿法制酸法、石灰石/石膏湿法和循环流化床干法)、液相氧化还原法和生物脱硫法进行了技术评价分析,并针对2种不同处理规模(原料气潜硫量大于等于1 t/d及原料气潜硫量小于1 t/d)进行了技术经济对比分析。结果表明:①现有天然气净化厂硫磺回收装置排放尾气具有SO_2排放浓度较高、总量小的特点,宜采用还原吸收法、胺法SO_2吸收法和循环流化床法用于尾气治理或采用液相氧化还原法直接处理;②对原料气中潜硫量较大的,尾气处理宜选用还原吸收类工艺,反之则宜采用液相氧化还原法直接处理;③对尾气中潜硫量为中等的,宜选用胺法SO_2吸收工艺,潜硫量较小的则宜选用循环流化床干法工艺。

RBI技术在天然气处理厂应用中的启示

RBI技术现已逐步应用于天然气处理厂中,本文通过对几个天然气处理厂的RBI分析结果进行归纳和总结,找出一些共同的高风险设备,使日常检修、维护和大修更有针对性,进而提高工作效率,为更好地普及这项技术起到促进作用。

加氢进料燃烧炉衬里改造

对普光气田天然气净化装置、尾气处理单元加氢进料燃烧炉及衬里结构进行了介绍。由于衬里损坏、下沉及脱落导致燃烧炉外壁超温,影响了装置正常的生产,提出了相应的改造方案。

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。