先进的天然气超重力脱硫装置

[加入收藏][字号: ] [时间:2012-11-20  来源:石油与装备杂志  关注度:0]
摘要:   一些天然气及油田伴生气含有一定量的硫化物H2S、CS2、RSH、RSR及CO2,在进行综合利用或作为商品气输出之前,必须将其进行处理,以达到国家管输标准并符合商品气的要求商品天然气中硫化氢含量不高于每立方米20毫克。超重力脱硫装置...

  一些天然气及油田伴生气含有一定量的硫化物(H2S、CS2、RSH、RSR)及CO2,在进行综合利用或作为商品气输出之前,必须将其进行处理,以达到国家管输标准并符合商品气的要求(商品天然气中硫化氢含量不高于每立方米20毫克)。超重力脱硫装置是目前世界上先进的脱硫装置,可广泛应用于油田伴生气脱硫,海上石油平台脱硫,炼油厂干气脱硫,循环加氢脱硫,克劳斯制硫磺尾气脱硫,天然气脱硫和以煤为原料制造化肥、甲醇等交换气脱硫。

 

  采用超重力脱硫装置能够替代传统体积庞大的脱硫塔,具有体积小、质量轻、运转平稳、传质强度高、传质效率高等特点。且技术工艺简单,能耗低,副反应少。当气体中同时含二氧化碳与硫化氢时,可高选择性的脱除气体中的硫化氢,并保留二氧化碳。减少有害气体的排放,回收率达到99%,有效降低污染。日后每次维修时,更换填料所需费用比原塔节省20倍以上。

 

  西南油气田超重力脱硫化氢装置设计方案

  工艺参数: 工艺参数如表1。

 

  脱硫方法的选择 湿法脱硫包括胺法脱硫和湿式氧化-还原法脱硫。胺法脱硫主要是烷基醇胺类,目前采用的有一乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、二甘醇胺(DGA)、二异丙醇胺(DIPA)、甲基二乙醇胺(MDEA)等溶剂,配套克劳斯硫回收装置适用于大规模天然气、炼厂气硫磺的回收和处理。湿法脱硫的经济规模:硫磺处理量>10吨/天。

 

  国内湿式氧化-还原法主要用于高碳低硫的合成气中硫化物的脱除,主要方法有ADA,PDS,DDS,栲胶法等,其原理是利用配有氧化还原催化剂的碱液吸收气体中的硫化氢,催化剂将溶液中的硫离子还原成单质硫析出,利用空气将溶液再生。国外湿式氧化-还原法主要以络合铁法为主。

 

  湿式氧化还原法的的经济规模:硫磺处理量100公斤~10吨/天。络合铁氧化还原法硫磺处理的可以达到20吨/天。

 

  流程示意图 含硫天然气经过分液罐分离液体后,由超重力机的气相进口进入超重力脱硫机,与脱硫液逆流接触,在超重力的作用下,将气体中的硫化氢脱除。脱硫后的天然气由超重力脱硫机的气相出口排出,进入天然气管网(或下一道工序)。吸收硫化氢的富脱硫液,进入液位控制罐后,再进入克劳斯制磺系统,再生后的贫液返回循环使用。

 

  技术指标:脱硫后的天然气硫化氢含量≤15mg/Nm3 。

 

  所需设备 超重力机的工艺尺寸 使用压力为2~4MPa,设计压力为7MPa;设备直径为1000mm;电机为45kW,转速为400~700rpm;超重力机材质为不锈钢;溶液循环量为0.5~2 Nm3/h。

 

  配套主要设备 超重力机配套:冷却系统及润滑系统各一套。(ASME标准设计)

 

  不同环境中的应用

 

  油田伴生气超重力机脱硫化氢应用(氧化-还原法) 超重力技术用于油田伴生气脱硫化氢,技术简单,能耗低,对压力波动不敏感。适应于气量波动大,气相中硫化氢含量波动大,压力不稳的环境(见图1)。

 

  设计处理气量为15000 Nm3/h的油田伴生气脱硫化氢工业应用,工作压力:0.3~0.5MPa;处理前气体H2S含量: 800~3000mg/Nm3;处理后气体H2S含量:≤10mg/Nm3。

 

  甲醇厂变换气超重力机脱硫化氢应用(见图2) 超重力技术用于年产10万吨甲醇装置中变换气脱硫化氢的工业应用,该技术替代低温甲醇洗,工艺流程较简单,能耗低,含硫化氢的变换气与胺液在超重力机内反应后,净化气去脱碳工序,富胺液去解析塔,脱硫效果明显。

 

  设计处理气体量为65000Nm3/h,工作压力:2.9 MPa;处理前气体H2S含量:900~1700mg/Nm3;处理后气体H2S含量:≤20mg/Nm3。

 

  炼厂干气超重力机脱硫化氢应用(见图3) 超重力技术用于8000 Nm3/h炼厂干气脱硫化氢的工业应用,替代32米高的吸收塔,脱硫效果好,节省投资。

 

  设计处理气量:8000Nm3/h,工作压力:10MPa,处理前气体H2S含量: 10,000~32,000mg/Nm3 ,处理后气体H2S含量:≤3mg/Nm3。

 

  海上石油平台油田伴生气脱硫化氢项目的应用(见图4) 超重力机,具有不怕震动和倾斜,适用于海上石油平台等活动场所。介质:天然气组成:主要成分:C1,C2,C3,C4;CO2:12%;H2S:200mg/m3;工作压力为0.8 MPa;温度为50℃;设计处理气体量为7万Nm3/h;处理前气体H2S含量为200mg/m3;处理后气体H2S含量为≤20mg/Nm3。



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