含汞天然气脱汞工艺方案研讨

天然气中的汞在处理过程中不仅会在管线、设备中大量富集,而且容易造成设备腐蚀,并伴随着气体进入各类工艺物流中,给操作人员、设备和环境带来危害。通过分析常用的低温分离和化学吸附脱汞方法的技术特点,综合对比各种脱汞方法的优缺点和适应性,从完全脱汞角度出发提出从源头脱汞的工艺方案-湿气脱汞,并提出对该工艺的技术要求和脱汞剂的选用说明。湿气脱汞可以有效降低天然气中的汞含量,减少二次污染和对设备的危害。     

天然气脱汞工艺方案探讨

为降低天然气加工、储存、运输中安全风险,提高天然气产品质量,处理厂有必要对天然气进行脱汞处理。本文分析了汞在处理厂中汞分布,探讨了湿气脱汞和干气脱汞两种方案的脱汞剂选择、技术难点、工艺特点和适用条件,对气体处理厂天然气脱汞工艺方案设计有一定的借鉴作用。其中,湿气脱汞方案从根本上解决了汞污染问题,适用于高含汞天然气;而干气脱汞方案二次污染严重,适用于低含汞天然气。     

天然气脱汞机理与技术发展现状

汞是天然气中一种常见的有害元素,汞的存在给油气田生产带来潜在的安全隐患,因此,需要对高含汞天然气进行脱汞处理,而阐明天然气脱汞机理是保障脱汞效果的重要前提。本文介绍了天然气脱汞技术发展现状和脱汞机理,比较了不同脱汞技术的优缺点。天然气脱汞技术从机理上可分为物理脱汞和化学脱汞两大类,物理脱汞主要为低温分离脱汞,化学脱汞主要包括使用载硫活性炭、金属硫化物或载银分子筛作为吸附剂的技术。化学脱汞有不可再生和可再生两种技术类型,其中不可再生脱汞又有干气脱汞和湿气脱汞两种技术类型。不同的天然气脱汞技术各有其优缺点,使用者应根据具体自身情况选择合适的脱汞技术。近年来,有研究人员提出了用液体脱汞剂脱汞的技术思路,值得关注。     

天然气低温分离工艺中汞的分布特征及控制措施

为探究天然气低温分离工艺中汞的分布规律,以某高含汞气田为例,采用ASPEN PLUS软件对该气田低温分离流程进行模拟,同时研究了原料气汞浓度、乙二醇循环量及浓度、低温分离温度等运行参数对流程中主要物流点处汞含量的影响。研究表明,天然气中单质汞有64.61%转移至外输干气中,27.33%转移至再生塔塔顶气相中,6.11%转移至废液中,其余少量单质汞转移至凝析油及醇烃液分离器气相中;而天然气中有机汞有46.73%转移至外输干气中,15.96%转移至再生塔塔顶气相中,34.84%转移至凝析油中,其余少部分有机汞转移至废液及醇烃液分离器气相中,与单质汞分布规律有明显不同。针对汞污染现状,提出天然气湿气脱汞及凝析油气提处理工艺,从源头上控制工艺流程汞污染。     

天然气低温分离工艺中汞的分布模拟

掌握汞及其化合物在天然气处理过程中的分布规律对含汞气田的合理开发具有重要的指导作用。为此,利用稳态流程模拟VMGSim软件模拟了某含汞气田天然气的低温分离处理工艺流程,研究了汞在天然气脱水脱烃工艺流程中的分布规律。结论指出：含汞天然气经过低温分离后,汞可能进入乙二醇富液、外输干气、凝析油和三相分离器闪蒸气等物流中,各物流中汞浓度随原料气汞浓度增加而增加的趋势依次减弱,乙二醇富液中汞含量增加趋势最显著,闪蒸气中汞含量增加趋势最弱;天然气低温分离工艺能有效降低外输干气的汞浓度,可使外输干气中的汞含量达标,从而提高外输干气在输送和利用过程中的安全性;在含汞天然气低温分离过程中,三相分离器闪蒸气、凝析油、乙二醇富液再生塔塔顶未凝气及污水中的汞含量偏高,需要加强防护和净化处理。     

天然气湿气脱汞吸附剂参数评价

汞是一种有毒的重金属,部分气田开采的天然气中均含有一定量的汞,天然气中的汞易因温度和压力发生变化,而在低温分离器、液烃三相分离器、乙二醇再生塔等设备和管道中富集,对设备、人身安全及环境造成危害。湿气脱汞能有效避免汞在整个工艺系统内的污染。化学吸附脱汞工艺在国内外天然气脱汞装置中已得到广泛应用,但对吸附剂的性能要求相对较高。进口脱汞吸附剂价格昂贵且在湿气脱汞上应用较多,国产脱汞吸附剂价格低廉但在湿气脱汞上应用相对较少。通过对脱汞吸附剂的机理分析,现场评价国内外天然气湿气脱汞吸附剂性能,对比国内外负载型金属硫化物脱汞吸附剂的动态吸附汞容量,分析其压力、温度、流量对脱汞效果的影响。研究结果可为今后天然气湿气脱汞吸附剂选型及设计参数优化提供参考。     

CryoCell低温CO_2捕集技术在高含CO_2天然气处理中的应用

当天然气中CO2含量较高时,需要对CO2采取地下封存措施。传统的CO2脱除技术是在低压下脱除气态的CO2,CO2封存过程能耗较高,CryoCell低温CO2捕集技术则是在低温下以液体的形式把CO2从天然气中脱除出来,然后将液态CO2用泵加压到地下封存所需要的压力储存起来,大大降低了CO2封存过程所需的能耗。文中分析了传统技术在处理高含CO2天然气时的局限性及CryoCell技术存在的优势,重点描述了CryoCell技术的工艺流程。CryoCell技术避开了传统酸性气体处理过程中的缺点,避免了水的消耗、化学药剂的使用和与腐蚀相关的一些问题,能耗和减排成本大大降低,可用于高含CO2气田。     

天然气脱汞装置设计的思考与建议

天然气脱汞常采用化学吸附法,对比分析该方法中常用脱汞剂的特性、优缺点及适用范围,表明金属硫化物脱汞剂的脱汞能力更强、适用范围更广。针对天然气处理流程中脱汞装置的位置设置分析认为:采用工艺前端脱汞可以从源头降低汞所带来的危害,具有更好的应用前景;并推荐采用双塔串联吸附流程,以便充分利用脱汞剂的吸附容量;依据汞在天然气处理流程中的分布情况,提出天然气脱汞限值应以处理过程所产生的排放气和商品外输气汞含量符合相关规定为原则进行确定,参照相关规范及理论计算,天然气脱汞装置按脱汞限值28μg/m3进行设计可以满足生产要求。     

天然气脱汞工艺技术

世界大多数天然气气田都含有单质汞和汞的化合物,天然气中的汞含量一般在1ug／m2～200ug／m3。在天然气液化、凝液回收等低温系统中．汞不仅会腐蚀铝制的板翅式换热器,还将导致天然气化工中的贵金属催化剂中毒。目前．天然气脱汞主要采用化学吸附工艺．该工艺在天然气脱汞装置中得到了广泛应用。其脱汞深度可达0．01ug／m2。本文分析了化学吸附工艺的脱汞原理、脱汞剂特性和应用以及影响脱汞效率的因素。通过对载硫/银活性炭、载银分子筛和专用脱汞剂等主要脱汞剂的特性进行分析与对比．提出了主要脱汞剂的适用条件。对于不同用途和不同处理工艺的天然气,其汞含量的限值要求也是不同的。从环保、安全等因素考虑．推荐商品管输天然气中汞含量小于28ug/m2．要求天然气液化及天然气凝液回收等装置中原料气的汞含量小于0．01ug/m2。     

天然气脱汞新技术

天然气处理厂、液化天然气设施和注氮装置的介质中通常都含有不同程度的汞,会严重损坏工艺设备,甚至危及操作人员的健康和安全、污染环境。为了尽可能减少汞对设备的腐蚀,有必要更多地认识和了解其腐蚀机理。脱除介质中的汞,是减少腐蚀、降低操作风险的有效途径。采用已开发的可再生分子筛、不可再生的固定床吸附剂等脱汞技术,可有效脱除天然气中的汞。这种技术还可大大降低操作成本,延长设备的使用寿命,确保气体处理设施中的低温设备免受汞的腐蚀,减少汞对周围环境的污染。     

凝析油脱汞工艺

天然气凝析油是重要的石化原料,汞及汞化物的存在会降低凝析油产品的质量,造成设备的汞腐蚀,甚至危及操作人员的健康和安全,造成污染环境。为了减少汞的污染与危害,研究凝析油脱汞工艺十分必要。简要介绍了凝析油中汞含量的检测方法,重点分析了吸附剂脱汞工艺和IFP两阶段脱汞工艺,概述了目前国外应用较多的吸附剂。根据原料气的用途和实际操作条件,选择合理的脱汞工艺及相应的脱汞吸附剂,可以确保低温设备等免受汞的腐蚀,减少汞对周围环境的污染。     

含汞气田低压闪蒸气脱汞试验北大核心CSCD

目的筛选出适用于含汞天然气处理站低压闪蒸气的脱汞吸附剂。方法通过VMGSim软件模拟汞在天然气处理站中的分布,选取西部某含汞气田天然气处理站作为试验场地,设计建设了1套低压闪蒸气脱汞试验装置,并通过现场试验的方法测试了4种常用高压脱汞吸附剂在低压闪蒸系统中的脱汞效果。结果①采用VMGSim模拟软件模拟汞在天然气处理工艺中的分布结果与实测结果接近,对含汞天然气的设计及生产管理具有一定的指导作用;②用于高压天然气脱汞的吸附剂能满足低压闪蒸气脱汞达标排放的要求;③金属硫化物吸附剂脱汞效果明显优于活性炭吸附剂。结论筛选出了适用于低压闪蒸气脱汞的国产吸附剂,形成了低压闪蒸气脱汞工艺技术,可为低压闪蒸气脱汞工艺提供指导和借鉴。     

三甘醇脱水装置汞分布及汞污染控制措施

天然气中的汞具有较强的毒性和腐蚀性,给工作人员和生产设备带来极大的安全隐患。研究含汞天然气处理装置中的汞分布规律,可为后续制定相应的汞防护措施提供依据。通过对某含汞天然气三甘醇脱水装置中的汞分布进行模拟分析,发现三甘醇对原料气中的汞吸收效果较弱,但闪蒸气和再生气中汞浓度较高。改变原料气中汞质量浓度、三甘醇贫液循环量、重沸器温度,得到不同条件下的三甘醇脱水装置汞分布规律。根据三甘醇脱水装置汞分布模拟分析结果,提出了湿气脱汞、含汞设备清洗及人员防护、流散汞处理等控制三甘醇脱水装置汞污染的方案,可为后续建设含汞天然气处理厂提供汞防护参考。     

石油和天然气中汞的赋存状态及其脱除方法

石油和天然气中存在的微量汞,会对其加工过程造成严重影响。文章从汞的类型、含量等方面叙述了石油和天然气中汞的赋存状态,并对其脱除方法进行了综述,其中吸附法是主要的脱汞方法,高效吸附剂的开发是脱汞技术的发展方向。     

影响低温法控制天然气露点的因素分析

实践证明，由低温法低温分离器分出的干气进入输气管道后的实际露点通常高于其分离温度。对干气实际露点高于其分离温度的影响因素进行分析，是合理确定低温法控制天然气露点方案中亟需解决的问题。文章着重从天然气取样和分析、低温分离器对雾状液滴的分离效率、一些凝析气或湿气脱除重烃后仍具有反凝析现象等方面进行了分析，并提出相应的建议或措施。其中有些措施已在长庆油田榆林天然气处理厂获得应用。     

克拉气田某处理厂干气烃露点问题的探讨

克拉气田某处理厂采用三甘醇脱水工艺对原料气进行脱水处理,脱水后的干气水露点合格,但烃露点较高。由于天然气具有反凝析现象,随着干气在输送过程中压力的降低,会有液态烃析出,从而对管道、设备、下游用户造成不同程度的危害。为了达到合格的烃露点,避免液态烃的析出,根据我国国家标准对烃露点的不同规定,提出了烃露点控制的改进流程及两种烃露点的控制方案。使用HYSYS软件进行模拟比较,确定采用GB 17820-2012《天然气》对天然气烃露点的控制要求,以保证处理厂至轮南首站的外输管线内无液态烃析出。同时,对气-气换热器和低温分离器进行初步选型,并提出了反凝析现象的控制措施。     

天然气中汞的腐蚀机理及防护措施

天然气中汞的危害主要体现在高毒性、腐蚀性及引起天然气化工用催化剂中毒,直接影响到含汞天然气开发和利用的安全性。分析了汞对多种金属的腐蚀机理。汞对不同金属的腐蚀程度有很大差异,汞对铝制设备的腐蚀性较强,对以碳钢、合金钢、不锈钢为材质的管道和设备的腐蚀性较弱。提出了脱除天然气中的汞,降低天然气中汞含量是防护汞腐蚀最有效的措施,同时认为使用防汞腐蚀涂层材料、即时清除管道和设备中聚积的汞和定期检测汞腐蚀情况等工艺措施也可降低汞腐蚀风险,预防汞腐蚀事故的发生。     

凝析油脱汞工艺分析

凝析油中的汞会引起下游石油化工装置中的贵金属催化剂中毒,其含量一般为10～3 000μg/L。目前,凝析油脱汞主要采用化学吸附工艺,该工艺已在世界范围内的凝析油脱汞装置中得到了广泛应用。传统的脱汞工艺具有一定的限制性,急需改进。新开发的气体汽提-吸附脱汞工艺不仅适用于气田天然气处理厂内部的凝析油净化处理,还能用于含汞污水的净化;有机汞氢解-吸附两步脱汞工艺则适用于石化行业凝析油脱汞处理,尤其是凝析油进料储量较大,有机汞含量较高的情况。     

含碳含汞天然气的脱汞设计优化

随着近年来天然气处理厂中因汞所导致的事故的频发,汞的危害受到日益关注。在天然气处理厂中,汞的存在会对铝制板翅式换热器产生严重腐蚀,因此,必须进行脱汞处理。介绍了常规脱汞方法,结合汞在天然气处理厂中的分布图,对目前国内运行中的含汞天然气处理厂脱汞流程的利弊进行了详细的分析。考虑到中国海洋石油近年开发的南海某气田天然气含碳、含汞,同时,考虑回收脱碳系统的二氧化碳废气,针对这一特殊性,对含碳、含汞天然气的脱汞设计进行了优化。为使汞对生产设备、产品质量及环境的影响降至最低,建议尽可能在源头脱汞。