先進的天然氣超重力脫硫裝置

    [加入收藏][字號: ] [時間:2012-11-20  來源:石油與裝備雜志  關注度:0]
    摘要:   一些天然氣及油田伴生氣含有一定量的硫化物H2S、CS2、RSH、RSR及CO2,在進行綜合利用或作為商品氣輸出之前,必須將其進行處理,以達到國家管輸標準并符合商品氣的要求商品天然氣中硫化氫含量不高于每立方米20毫克。超重力脫硫裝置...

      一些天然氣及油田伴生氣含有一定量的硫化物(H2S、CS2、RSH、RSR)及CO2,在進行綜合利用或作為商品氣輸出之前,必須將其進行處理,以達到國家管輸標準并符合商品氣的要求(商品天然氣中硫化氫含量不高于每立方米20毫克)。超重力脫硫裝置是目前世界上先進的脫硫裝置,可廣泛應用于油田伴生氣脫硫,海上石油平臺脫硫,煉油廠干氣脫硫,循環(huán)加氫脫硫,克勞斯制硫磺尾氣脫硫,天然氣脫硫和以煤為原料制造化肥、甲醇等交換氣脫硫。

     

      采用超重力脫硫裝置能夠替代傳統(tǒng)體積龐大的脫硫塔,具有體積小、質量輕、運轉平穩(wěn)、傳質強度高、傳質效率高等特點。且技術工藝簡單,能耗低,副反應少。當氣體中同時含二氧化碳與硫化氫時,可高選擇性的脫除氣體中的硫化氫,并保留二氧化碳。減少有害氣體的排放,回收率達到99%,有效降低污染。日后每次維修時,更換填料所需費用比原塔節(jié)省20倍以上。

     

      西南油氣田超重力脫硫化氫裝置設計方案

      工藝參數(shù): 工藝參數(shù)如表1。

     

      脫硫方法的選擇 濕法脫硫包括胺法脫硫和濕式氧化-還原法脫硫。胺法脫硫主要是烷基醇胺類,目前采用的有一乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、二甘醇胺(DGA)、二異丙醇胺(DIPA)、甲基二乙醇胺(MDEA)等溶劑,配套克勞斯硫回收裝置適用于大規(guī)模天然氣、煉廠氣硫磺的回收和處理。濕法脫硫的經(jīng)濟規(guī)模:硫磺處理量>10噸/天。

     

      國內(nèi)濕式氧化-還原法主要用于高碳低硫的合成氣中硫化物的脫除,主要方法有ADA,PDS,DDS,栲膠法等,其原理是利用配有氧化還原催化劑的堿液吸收氣體中的硫化氫,催化劑將溶液中的硫離子還原成單質硫析出,利用空氣將溶液再生。國外濕式氧化-還原法主要以絡合鐵法為主。

     

      濕式氧化還原法的的經(jīng)濟規(guī)模:硫磺處理量100公斤~10噸/天。絡合鐵氧化還原法硫磺處理的可以達到20噸/天。

     

      流程示意圖 含硫天然氣經(jīng)過分液罐分離液體后,由超重力機的氣相進口進入超重力脫硫機,與脫硫液逆流接觸,在超重力的作用下,將氣體中的硫化氫脫除。脫硫后的天然氣由超重力脫硫機的氣相出口排出,進入天然氣管網(wǎng)(或下一道工序)。吸收硫化氫的富脫硫液,進入液位控制罐后,再進入克勞斯制磺系統(tǒng),再生后的貧液返回循環(huán)使用。

     

      技術指標:脫硫后的天然氣硫化氫含量≤15mg/Nm3 。

     

      所需設備 超重力機的工藝尺寸 使用壓力為2~4MPa,設計壓力為7MPa;設備直徑為1000mm;電機為45kW,轉速為400~700rpm;超重力機材質為不銹鋼;溶液循環(huán)量為0.5~2 Nm3/h。

     

      配套主要設備 超重力機配套:冷卻系統(tǒng)及潤滑系統(tǒng)各一套。(ASME標準設計)

     

      不同環(huán)境中的應用

     

      油田伴生氣超重力機脫硫化氫應用(氧化-還原法) 超重力技術用于油田伴生氣脫硫化氫,技術簡單,能耗低,對壓力波動不敏感。適應于氣量波動大,氣相中硫化氫含量波動大,壓力不穩(wěn)的環(huán)境(見圖1)。

     

      設計處理氣量為15000 Nm3/h的油田伴生氣脫硫化氫工業(yè)應用,工作壓力:0.3~0.5MPa;處理前氣體H2S含量: 800~3000mg/Nm3;處理后氣體H2S含量:≤10mg/Nm3。

     

      甲醇廠變換氣超重力機脫硫化氫應用(見圖2) 超重力技術用于年產(chǎn)10萬噸甲醇裝置中變換氣脫硫化氫的工業(yè)應用,該技術替代低溫甲醇洗,工藝流程較簡單,能耗低,含硫化氫的變換氣與胺液在超重力機內(nèi)反應后,凈化氣去脫碳工序,富胺液去解析塔,脫硫效果明顯。

     

      設計處理氣體量為65000Nm3/h,工作壓力:2.9 MPa;處理前氣體H2S含量:900~1700mg/Nm3;處理后氣體H2S含量:≤20mg/Nm3。

     

      煉廠干氣超重力機脫硫化氫應用(見圖3) 超重力技術用于8000 Nm3/h煉廠干氣脫硫化氫的工業(yè)應用,替代32米高的吸收塔,脫硫效果好,節(jié)省投資。

     

      設計處理氣量:8000Nm3/h,工作壓力:10MPa,處理前氣體H2S含量: 10,000~32,000mg/Nm3 ,處理后氣體H2S含量:≤3mg/Nm3。

     

      海上石油平臺油田伴生氣脫硫化氫項目的應用(見圖4) 超重力機,具有不怕震動和傾斜,適用于海上石油平臺等活動場所。介質:天然氣組成:主要成分:C1,C2,C3,C4;CO2:12%;H2S:200mg/m3;工作壓力為0.8 MPa;溫度為50℃;設計處理氣體量為7萬Nm3/h;處理前氣體H2S含量為200mg/m3;處理后氣體H2S含量為≤20mg/Nm3。



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