某高含硫天然气净化厂尾气SO2减排措施探讨

以SO_2排放质量浓度400 mg/m~3为标准,对某高含硫天然气净化厂采用化工模拟软件建立硫磺回收及尾气处理工艺全流程模型,针对采用还原吸收工艺、氧化吸收工艺两种方案进行模拟,模拟结果表明,两种方案均能实现SO_2减排。从工艺成熟度和经济投资两方面进一步分析,氧化吸收工艺具有流程简单、一次性投资低等特点,推荐该天然气净化厂采用氧化吸收工艺进行尾气处理,以达到尾气SO_2减排的目的。     

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。      

天然气品质移动检测系统的构建与应用

在天然气品质检测过程中,检测主要依据GB 17820-2018《天然气》中规定的发热量、CO_2含量、H_2S含量、总硫含量4项指标及水露点开展。其中,H_2S含量及水露点检测由分析人员现场完成,而发热量、CO_2含量和总硫含量的检测需要分析人员现场取样、样品运输和实验室分析获得,完成单个样品分析的周期较长,经济成本较高。为此,开发了新型天然气品质移动检测系统,同时还设计了样品处理系统、防振系统、数据处理系统等,可实现5项指标的现场快速检测、数据处理、报告生成等功能。在A天然气净化厂、B输气站等的应用表明,该天然气品质移动检测系统可应用于远距离、复杂工况移动后GB 17820-2018中规定的4项指标及水露点的现场快速检测。     

高含硫天然气CCJ脱硫脱碳复合溶剂的中试研究

以质量分数为45%的N-甲基二乙醇胺(MDEA)水溶液为基础组分,根据天然气中酸气组成,按一定比例加入多种活性剂、消泡剂和缓蚀剂,配制成CCJ脱硫脱碳复合溶剂。采用天然气脱硫脱碳中试装置,以净化气中H_2S、CO_2、有机硫含量为评价指标,考察了CCJ复合溶剂对高含硫天然气的净化能力及溶剂的抗发泡性能。结果表明,当吸收温度为50℃、气液比为500m~3/m~3、再生温度为108℃时,复合溶剂的净化能力最佳;在原料气中酸气组成为H_2S体积分数7.12%、CO_2体积分数4.57%、有机硫质量浓度413.77mg/m~3、吸收压力6.0 MPa的条件下,CCJ复合溶剂完全可以使净化气中H_2S质量浓度≤6mg/m~3、CO_2体积分数≤0.5%、有机硫质量浓度≤16mg/m~3,且复合溶剂具有良好的抗发泡性能。     

西南地区天然气净化厂尾气减排方案探讨

通过对硫磺回收尾气处理主要工艺以及西南地区天然气净化厂硫磺回收装置排放现状的分析,着重对比了加氢还原类和可再生型有机胺类脱硫尾气处理工艺,提出了天然气净化厂尾气减排方案,为天然气净化厂尾气减排提供了新思路。     

大型天然气净化厂硫磺回收加氢尾气深度脱硫技术研究及工业应用

针对硫磺回收加氢尾气脱硫溶剂在低压下脱硫效果不理想导致排放尾气中SO_2质量浓度较高的问题,研究开发出了CT8-26加氢尾气深度脱硫溶剂,并在遂宁龙王庙天然气净化厂尾气处理装置上得到工业应用。应用结果表明,在天然气净化厂气质条件下,可使脱硫后加氢尾气中的H2S质量浓度20mg/m~3,能显著降低排放尾气中的SO_2质量浓度。     

液态CO2原位置换整形天然气水合物的形态研究

CO_2置换法在开采天然气(CH_4)水合物资源的同时,能将温室气体(CO_2)以稳定的水合物形式永久封存并保持海底地质结构的稳定。探究液态CO_2原位置换整形天然气水合物的过程形态,验证水合物的形态结构是否会破坏,对实际开采技术的研发具有关键意义。利用自行设计的可视化反应釜对液态CO_2置换整形天然气水合物进行实验观测研究。结果表明:①在置换过程中,原位CH_4水合物分解的同时生成CO_2水合物,并保持过程中水合物的整形结构稳定的第二类原位置换过程是可以实现的;②在实际工程应用中,采用液态CO_2在相应的相平衡压力条件下,对大规模的天然气水合物藏进行第二类原位置换,可望获得较高的水合物藏置换开采效率。实验结果为进一步研究液态CO_2置换天然气水合物开采工艺提供了直观的过程现象。     

MDEA在普光天然气净化厂的应用

本文介绍了MDEA在普光天然气净化厂脱硫与尾气单元的应用,在脱硫单元,将天然气中的H_2S、CO_2及硫化物脱除,达到产品气规格,在尾气单元,降低尾气中的H_2S含量,达到环保要求。     

具有高选择性和可再生性的SO2脱除溶剂研发

基于天然气净化厂硫磺回收装置硫化物减排的迫切需求,研发了具有高选择性、可再生性和高脱除率的SO_2脱除溶剂,为天然气净化厂尾气减排提供了新方法,以满足未来更严格的硫化物排放限制。同时,阐明了该反应体系的作用机理及溶剂具有选择性和可再生性的根本原因,并总结出根据不同需求进行相关溶剂研发的有效方法。     

低温克劳斯硫磺回收装置停产除硫方式探讨

对低温克劳斯(主要指CBA和CPS)工艺硫磺回收装置目前常用的停产除硫方式进行了介绍。在中国石油西南油气田公司重庆天然气净化总厂某天然气净化厂对低温克劳斯硫磺回收装置的停产除硫方式进行了优化操作试验。试验结果表明,在惰性气体除硫阶段采用逐渐加入过剩氧的方式操作,能够使反应器床层温度升高,在保证催化剂床层除硫彻底和控制尾气中SO2排放速率的前提下缩短除硫时间。     

基于GB 39728-2020的硫磺回收装置尾气达标排放改造对比分析

目的随着GB 39728-2020《陆上石油天然气开采工业大气污染物排放标准》的正式发布,天然气净化装置克劳斯及其延伸类硫磺回收工艺必须增加尾气处理装置才能满足排放标准的要求。通过探索增设尾气处理工艺运行过程的调整方法,减少对天然气净化厂运行的影响,使尾气排放达标。 方法通过对增设尾气处理装置运行前后硫磺回收装置的系统回压、处理负荷、公用辅助装置的运行造成影响的对比分析,重点阐述了硫磺回收装置开停车的影响,统计了新建尾气处理装置对天然气净化装置增加的生产成本,指导调整装置运行。 结果增设尾气处理工艺后,尾气中SO₂排放浓度大幅度降低,完全满足排放标准的要求,有效解决了硫磺回收装置开停车过程中尾气SO₂排放浓度较高的问题。 结论通过统计分析增设尾气处理工艺对天然气净化厂生产运行的影响,为尾气处理工艺在天然气净化厂的应用总结经验,使装置达到高效、环保、平稳运行。      

Cansolv尾气处理装置对天然气净化厂的影响及优化措施探讨

目的为了使天然气净化厂尾气排放满足GB 39728-2020《陆上石油天然气开采工业大气污染物排放标准》的要求,已建天然气净化厂须新建尾气处理装置使尾气排放达标,Cansolv工艺在天然气净化厂陆续应用,实现了尾气较低含量的SO₂排放和经济运行。 方法通过对忠县天然气净化厂新建Cansolv尾气处理装置投产以来的运行调整总结,摸索影响装置正常运行的主要因素,对3种情况进行了统计分析:①废水水质、废气中SO₂排放;②Cansolv尾气处理装置能耗和化工原材料消耗;③影响Cansolv尾气处理装置产生污染物的因素,最终对Cansolv尾气处理装置实施以下优化措施:①优化装置运行参数,达到尾气SO₂排放要求;②合理控制装置DS溶液中热稳定性盐含量,减少废水量;③合理控制DS溶液及烟气温度,减少废水量;④提高湿式电除雾器运行稳定性,减小溶液中热稳定性盐含量;⑤合理调整中和废水水质,提高DTRO处理橇淡水收率;⑥硫磺回收装置开、停车过程中,优化装置操作;⑦调整装置运行,减少能耗及化工原料消耗。 结果Cansolv尾气处理装置运行措施优化后,保证了尾气较低含量的SO₂排放;废水产生量得到有效的减少和控制;同时,在节能方面得到较大的提高。 结论通过Cansolv尾气处理装置对天然气净化厂的影响分析及运行措施优化,使Cansolv尾气处理装置达到了高效、安全、平稳运行的目的,为今后新建的Cansolv尾气处理装置提供运行经验。      

氧化吸收工艺再生SO2返回天然气净化厂二级Claus工艺的模拟研究

针对氧化吸收工艺应用于天然气净化厂Claus尾气减排的情况,利用VMGSim软件模拟了该工艺脱除Claus尾气中SO_2并返回二级Claus工艺的过程,阐明了不同的SO_2返回位置对硫回收率及主燃烧炉温度的影响,并提出了应对措施,可为氧化吸收工艺在天然气净化厂的应用提供重要参考。     

TiO_2基硫磺回收催化剂表面化学特性研究

随着炼油工业和天然气工业的快速发展,针对SO2排放的环保要求日益严格。对于炼油加工和天然气净化过程所产生的含硫酸性气体,硫磺回收加尾气处理工艺是主要的治理方式,其中TiO2基硫磺回收催化剂逐步得到广泛应用。通过一系列的XPS、XRD、TEM、FT-IR、CO2-TPD、NH3-TPD和吡啶红外分析表征手段,进一步认识到钛基催化剂的表面化学特性,其活性组分为锐钛矿相TiO2,晶粒为纳米级晶粒,具有弱碱性位和中强碱性位。     

天然气净化厂硫磺回收装置停产除硫过程分析与优化

在日益严格的环保形势下,控制天然气净化厂硫磺回收装置停产除硫过程中的SO₂排放对达标生产尤为重要。通过对停产除硫过程进行分析,就除硫程度、除硫时间及除硫期间SO₂排放量等因素进行分析与探讨,对常用硫磺回收工艺装置提出了停产除硫优化方案。实践结果表明:在超级克劳斯工艺末级可控地投入超级克劳斯反应器,能明显降低排放尾气中SO₂质量浓度;带SCOT尾气处理单元的常规克劳斯装置,在安全可控的状态下投用尾气处理单元,能够提高硫回收率,减少SO₂排放;低温克劳斯工艺通过优化切换频次等操作,能明显降低SO₂排放速率,实现了高效低排的除硫效果。上述探讨与实践可为生产运行优化和推广应用提供参考与建议。      

富含CO_2天然气净化技术现状及研究方向

富含CO2天然气净化技术面临天然气气质和尾气排放标准的双重挑战,故在综述国内外富含CO2天然气脱除CO2技术现状的基础上,分析了现有净化技术存在的问题,即活化甲基二乙醇胺(aMDEA)法CO2吸收剂循环量大、装置能耗高,变压吸附法和膜分离集成法工艺不成熟等。进而提出了活化剂、工艺流程及其操作参数优化、变压吸附和膜分离集成技术等新的研究方向,以期形成适用于富含CO2天然气净化的系列配套技术,助推我国富含CO2天然气的高效开发。     

磷石膏、NH3联合矿化天然气净化厂尾气中CO2的流程模拟

针对CCUS新工艺——磷石膏、NH3联合矿化天然气净化厂排放尾气中CO2,应用流程模拟方法,在物性估算、模型建立的基础上,对磷石膏矿化CO2反应的工艺条件进行了优化,提出反应温度为60℃、反应时间为100min的优化方案。对比优化后工艺条件与现有工艺条件的模拟结果可知,优化后尾气中CO2、NH3、磷石膏排放量比现有工艺排放量均减少3%以上。以降低工程能耗为优化目标,通过对全流程进行换热网络的设计,可使热公用工程能耗降低15%,冷公用工程能耗降低5.6%。