天然气脱硫脱碳装置优化改造运行效果分析.pdf

第 4 2卷第 4 期 石油与天然气化工 CHEMI CAL ENGI NEE RI NG OF OI L 8 L GAS 3 5 3 天然气脱硫脱碳装 置优化 改造运行效果分析 夏 勇 钟 伟 张 超 胡利平 冯彦华 王慧娟 中国石 油 长庆 油 田分公 司第 一采 气厂 王 多华 摘 要 分析 了中 国石 油 长庆 油 田公 司第一采 气厂 第 一净化 厂 4 0 0 1 0 m。 ／ d脱硫 脱碳 装 置 在运行过程中存在的主要 问题 ， 详细介绍 了新增高效精 细过滤器及进行脱硫溶液整体净化 的优化 改造 措施 ， 并 对优 化 改造效 果进 行 了分析评 价 。 关键 词 脱硫 脱碳 装 置 高效精 细 过滤 器 胺 液 净化优化 改造 中图分 类号 TE 6 4 4 文献 标 志码 B D O I 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 7 3 4 2 6 ． 2 0 1 3 ． 0 4 ． 0 0 6 Op e r a t i o n e f f e c t a na l y s i s o n o pt i mi z a t i o n a n d t r a n s f o r ma t i o n o f t h e d e s u l f u r i z a t i O n a n d d e c a r bO ni z a t i 0 n d e v i c e Xi a Yo n g，Z h o n g We i ，Z h a n g Ch a o，Hu Li p i n g，F e n g Ya n h u a ，Wa n g Hu i j u a n，Wa n g Du o h u a T h e F i r s t Na t u r a l G a s Pl a n t o f C h a n g q i n g oi e l d C o mp a n y， C NPC， Ji n g b i a n 7 1 8 5 0 0 ，S h a a n x i ，C h i n a Abs t r a c t Th i s pa pe r f i r s t l y a na l y z e s t he m a i n p r ob l e m s e xi s t i n g i n op e r a t i on p r o c e s s o f t h e d e s u l f u r i z a t i 0 n a n d d e c a r b o n i z a t i o n d e v i c e wi t h c a p a c i t y o f 41 0 。m。 ／ d i n t h e f i r s t p u r i f i c a t i o n p l a nt i n Cha ng qi n g Oi l f i e l d Compa n y． Th e n i t d e s c r i b e s t he ne wl y i n s t a l l e d h i g h e f f i c i e n c y f i n e f i l t e r a n d i mpr o ve m e n t m e a s u r e s of o ve r a l 1 p ur i f i c a t i o n o f a m i n e s ol u t i o n i n d e t a i l ． Fi n a l l y i t e v a l u a t e s t he t r a ns f o r m a t i on e f f e c t ． Ke y wo r d sde s u l f ur i z a t i on a nd de c a r b on i z a t i o n u ni t ，e f f i c i e nt f i ne f i l t e r ，a mi ne p ur i f i c a t i o n， opt i m i z a t i on a n d t r a n s f or m a t i o n 1 4 0 0 X 1 0 m ／ d脱 硫、 脱 碳 装 置运 行存 在 正常生产时杂质含量较少， 但干线清管收球时， 原料 问题 1 ． 1 原 料气 过滤 器分 离 、 过滤效 果不 佳 气分 离器 内的污物 量可一 次性 达 到 5 0 m。 ／ h 。 4 0 0 1 0 m。 ／ d脱硫 脱碳 装 置 原天 然 气 过 滤分 原料 气 分 离 器 、 过 滤器 是 天 然气 脱 硫 脱 碳装 置 离 系统 由一 台卧式 重力分 离器 和两 台 卧式 过 滤器构 中的关键设备 ， 用于脱除天然气中的液态烃 、 游离水 成。重力分离器起粗分离的作用 ， 用于分离天然气 和固体粉尘 ， 以保持脱硫溶液的清洁 ， 进而保证脱硫 中的液态烃、 游离水滴和固体 杂质 。卧式过滤器起 脱碳 效果 及 系统 的安全 、 平 稳 、 长周期 运行 。中 国石 细过 滤分 离 的作用 ， 用 于进 一 步 分 离原 料 气 中的液 油长庆油田公司第一净化厂原料气中粉尘粒度分布 态烃 、 游离水滴和细微的固体微粒 ， 原有的天然气分 在 0 ． 1 ～5 0肚 m 之间， 杂质 主要有水 、 油和泥浆等 。 离过滤流程如图 1所示。 作者简介 夏勇 1 9 8 0 一 ， 男 ， 四川射洪人 ， 天然 气净化 与处 理工程 师。2 0 0 3年毕业 于西南 石油学 院化学 工程 与工 艺专 业 ， 大学 学历 工学学士 ， 现任职 于中国石 油长庆 油 田公 司第一采 气厂 ， 主要 从事 天然 气净化 工艺 管理 与研究工 作 。电话 0 2 9 8 6 5 7 5 2 2 4 。地址 7 1 8 5 0 0 陕西省靖边县第一 采气厂第一净化厂 。E ma i l x i a y o n g c q p e t r o c h i n a ． c o m． c a 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 4 2卷第 4期 石油与天然气化工 CHEMI CAL E NGI NEERI NG OF OI L ＆ ． GAS 3 5 9 图1 9 第三层滤料 Fig． 1 9 Th e t h i r d l ay er fi l t e r 经过 三层 滤料 过 滤 精 度 高 ， 过 滤 效果 显 著 。取 出 的 滤料 情况 见 图 1 8 ～图 1 9 。 在 正 常生 产 过 程 中 ， 对 高 效 精 细 过滤 器 实 施定 期排 污 。在装 置 标定 测 试 以及 干 线 清 管 时 ， 加 大排 污频次， 见表 3 ； 与改造前相 比过滤器排 污量明显增 加 ， 过 滤效 果较 好 。 3 ． 2胺 液净化 后 ， 装置 脱硫脱 碳效 果 良好 胺液净化后， 贫胺液浓度较净化前略有下降， 在 运行 测试 时 间 内 ， 胺 液 吸收 酸 性 组分 的能 力 有所 提 高 ， 解析能力基本未发生变化 ， 装置运行正常 。 表 3 2 0 1 1年高效 精细过滤 器排污统计 Ta bl e 3 St at i s t i c o f e ffici e n t f in e f i l t er s ewag e i n 2 01 1 表 4胺液净化前后装 置主 要运行数据对比表 Table 4 Compar i s on of mai n r u n ni n g dat a be f o r e a n d a f t er a mi n e p u r i f i c at i on 胺 液净 化 前 在 原 料 气 处 理 量 为 2 3 0 ～3 0 0 1 0 m。 ／ d 、 C O 为 4 ． 6 3 9 ／ 6 、 脱 硫 溶 液 循 环 量 为 1 2 0 m。 ／ h ， 叫 总胺 为 5 0 时 ， C O。 脱 除 率较 高 ， 平 均值为 7 O ％。在原料气处理量为 3 4 0 ～3 7 0 l O m。 ／ d ， C O。 为 4 ． 4 3 ， 脱 硫 溶 液 循 环 量 为 1 0 0 m。 ／ h ， 叫 总胺 为 5 O 时， C O 脱除率较低 ， 平均值 为 5 8 。 胺液净化后 ， 在原料气处理量为 3 4 0 ～3 7 0 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 3 6 0 夏勇 等 天然气脱硫脱碳装置优化改造运行效果分析 1 0 m。 ／ d ， y C O。 平均 为 4 ． 7 3 ， 脱 硫 溶 液循 环 量 为 1 2 0 m。 ／ h ， 叫 总 胺 为 4 6 时 ， C O 脱 除率 平 均 值 为 6 0 。净化后 ， 贫 胺液 中酸 气 含量 与 净化 前 基 本一致 ， 表明胺液再生合格， 富胺液中酸气含量较净 化前升高， 表明胺液吸收效果较好。通过计算净化 后胺液酸气负荷平均为 0 ． 3 9 mo l ／ mo l ， 与净化前相 同气量 更低 循环 量 下 酸 气 负荷 基 本 相 当 ， 胺 液 净 化 前后 装置 主要运 行数据 对 比情况 见表 4 。 3 ． 3 装 置稳 定性 有所提 高 。 降低 现 场操作 风 险和 员 工劳 动强度 脱 硫脱 碳 系 统 优化 改造 后 ， 改 善 了进 脱 硫 系统 原料气 气质 ， 降低 r 溶 液 污染 程 度 ， 使 MD E A 机 械 过滤器 压差 上升 速率 变 缓 ， 滤 芯拆 洗 和 更 换 频次 显 著降低 ， 2 0 1 1年滤芯拆洗和更换次数 均不到 2 0 1 0 年 同期 的 1 ／ 3 ， 见表 5 。 表 5 2 0 1 0年与 2 0 1 1年清洗过滤器统计 Table 5 St at is t i c s o f cl ea n i n g f i l t er in 201 0 an d 2 01 1 拆洗次数／ 次 滤芯更换次数／ 次 } 针 一 ⋯ 机械过滤器／ A 机械过滤器／ B 机械过滤器／ A 机械过滤器／ B 同时， 通过优选 MDE A机械过滤器滤芯， 提高 了溶 液过 滤效 果 。 自 2 0 1 1 年 7月至今 ， 富液 浊度 在 1 7 ． 4 4 ～ 7 1 ． 1 7 mg ／ L之 间 。在 生 产 运 行 过 程 中脱 硫 塔差 压 正常 ， 一 般 在 1 2 ～ 1 5 k P a之 间 ， 脱 硫 塔 拦 液频次较优化改造前明显减少 ， 装置稳定性有所提 高 ， 降 低 了员工 的劳动强 度 和现场操 作 风险 。 表 6 2 0 1 0年 与 2 0 1 1年 脱硫 塔拦 液情 况统 计 对 比 Ta bl e 6 St at is t i c s c ompa r is on o f l i q ui d bl o c ki n g of d es u l f u r iz at ion t ower i n 2 01 0 an d 201 1 处理气量 ／ 1 0 m d 3 2 5 3 2 0 3 4 0 3 3 0 3 4 0 拦液次数／ 次 3 2 1 0 0 4结论 与建 议 4 ． 1 结 论 1 高 效精 细 过 滤 器 过滤 精 度 高 ， 过 滤 效 果 较 好 ， 改善 了原料气进脱硫系统气质 ， 保证了脱硫系统 溶 液 的清洁 。 2 胺 液净化 后溶 液 中的 HS S 、 C I 一、 固体 悬 浮 物等杂质降低 ， 溶液的清洁度得到提高， 脱硫脱碳效 果 良好 。 3 对 4 0 0 1 0 m。 ／ d脱硫脱碳装置进行优化 改造后 ， 装置的运行稳定性有所提高， 降低 了装置的 现场操作风险和员工劳动强度 。 4 ． 2 建 议 1 通过对 4 0 0 1 0 m。 ／ d脱 硫 脱碳 装 置进 行 改造 ， 解决 了运行 过程 中原料 气过 滤器分 离 、 过 滤效 果差等问题 ， 建议对第一净化厂 2 0 0 1 0 m。 ／ d净 化装 置进行 类似 的优化 改造 ①新 增高效 过滤 器 ， 并 根据 处理气 量大 的特点 在高 效过滤 器前 安装重 力分 离器 进行初 分 离 ； ②定 期对装 置 的 MDE A溶 液进行 整体净 化 处理 ， 控制 系统 溶液 中的 固体 悬 浮物 、 HS S 、 C 1 一 等含量 。 2 针 对装 置 区 尤 其是 再 生 系 统 设 备 、 管 线 腐 蚀严重的现状 ， 建议加强腐蚀监测 ， 对 易腐蚀设备 、 管线 进行 材质 升级更 换 ， 降低安 全风 险 ， 保证 装置 的 正 常生 产 。 参 考 文 献 [ 1 3蔡恒菲 ， 黄晓卫 ， 金伟．HGS D组合式气 一固分离 装置在天然气 过滤系统中的应用[ c ] ／ ／第 九届全 国非均相分离技术学术交流 会论文集， 2 0 0 7 ， 2 4 7 2 5 1 ． [ 2 ]赵文学， 金 尚君．S S U 胺净化新 技术在气体脱硫 装置上 的应用 [ J ] ．石化技术与应用 ， 2 0 0 9 ， 2 7 2 1 5 6 1 5 8 ． [ 3 ]聂崇斌．醇胺脱硫溶液的降解和复活 [ J ] ．石 油与天然气化 工， 2 O 1 2， 4l 2 1 6 4 1 6 8 ． [ 4 ]胡天友 ， 熊钢， 何金龙．胺法脱硫装 置溶液发泡预防及控制措施 [ J _ ．天然气 工、 【 ， 2 0 0 9 ， 2 9 3 l O 1 1 0 3 ． 收稿日期 2 0 1 3 一 O i 一 2 9 ； 修回日期 2 0 1 3 0 2 2 1 ； 编辑 温冬云 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m