浅析油田伴生气中的硫磺回收方法

浅析油田伴生气中的硫磺回收方法胜利油田桩西采油厂于修宝陈云华陈秀芹王春蕾摘要：本文论述了在油田伴生气脱除酸性气体的过程中，设置一种硫磺回收装置，生产优质硫磺，具有较好的经济效益和社会效益。关键词：伴生气；含硫酸气；硫磺回收；评价；应用硫磺是重要的基本化工原料之一，广泛用于工业、农业、军事国防等领域，对国民经济的发展有非常重要的价值。油田净化气中得到的硫磺，如果数量合适，以制造硫酸较为恰当。因为油田原油生产过程对硫磺的需求量较大，如油井酸化压裂等，每年都需要向社会采购大量硫酸。同时，以硫磺生产硫酸，工艺过程简单，产品浓度高，质量好，生产成本低，油田自产自用，无需花费长途运输费，有利于降低原油生产成本，提高油田经济效益。1、硫磺回收的影响因素酸气中过多的H，s组分的存在，会在燃烧炉达到的高温下发生复杂的化学反应，导致生成COS、CS、H、N等不理想组分，影响回收硫的质量，为此，应根据酸气组成加大燃烧炉的供风量，使非H，S组分尽可能地达到完全燃烧。如果这样作的结果仍无济于事，则应设法改变脱硫装置或者在回收硫磺前对酸性气体进行净化提纯。11烃类的影响：酸气中烃类的存在，会使燃烧炉所需的供风量增加，燃烧生成物中的CO、HO、N随之增加，甚至出现COS和CS。使硫回收率下降。同时硫磺呈深色或黑色，质量下降，为此，应设法净化酸性气体。12二氧化碳的影响：二氧化碳对H，s起稀释作用，不仅降低硫磺收率，且在燃烧过程中与Hs反应生成COS和CS，。根据计算，酸气中CO，从3．6％增加到435％时，尾气中硫的排放量增~111522％。为此，应对酸气采取选择吸收法脱除CO，以提高酸气中Hs的浓度。1．3水蒸气的影响：不仅酸气中含有水蒸气，且在硫磺回收过程中还会生成一部分水蒸气。水蒸气会抑制H，s的制硫反应，降低反应物的分压，从而降低硫的回收率。酸气中水蒸气的含量自5％增加到3O％，硫排放量增加30％，数量很可观。为此，将酸气温度自60℃降至38℃，水含量可减少2／3。1．4氮的影响：氮是惰性气体，起稀释作用，会降低硫产量。2、硫磺回收方法2．1单流法硫磺回收工艺：当酸性气体中Hs含量在25—30％以上时，应该选择单流法。该法通过部分燃烧和两段催化转化，硫收率通常可以达到95％以上。所有酸性气体完全进入燃烧炉，酸气中的全部烃类完全燃烧，而H，s只有三分之一氧化生成SO，以便与剩余的三分之二H，S反应生成元素硫。即HS+／O一HO+SOHS+SO一2HO+／S。这两个反应同时进行，第一个可以达到完全的程度，消耗掉全部氧，反应二只是进行60—70％的程度。22分流法硫磺回收工艺：当酸性气体中Hs含量在25％以下时，采用单流法难以使燃烧稳定，应该选择分流法。分流法的硫收率比单流法稍低，只能达到92％。在分流法中，先只以三分之一的酸气进入燃烧炉，使酸气中的Hs和烃类气体完全燃烧，H：s全部生成SO。与单流法一样，燃烧炉的配风比和操作状态是决定装置硫回收率的关键。在分流法中，有三分之二的酸性气体不经过燃烧炉直接进入转化器，因此，要求酸气中不得含有重烃类和有机困缸~=3-3K2004年第6期物．以免引起催化剂结焦，影响成品硫的色泽和气味。由于在分流法中全部元素硫都在催化转化器中生成，故在生产规模相同的条件下，分流法的转化器要比单流法大得多。分流法与单流法相比，其主要缺点是工程投资、燃料消耗都较高，硫收率、运行周期都较低，生产操作控制也较难。但在一些情况下，经过技术经济比较仍有采用价值。23阿莫科硫磺回收法(Amoco)：阿莫科硫磺回收法是处理H，s浓度较低的酸性气体的一种好方法。其工艺流程相对略微简单。酸性气体与空气经炉与道热姆热载体换热，再进入燃烧反应炉燃烧。出炉的气体进入冷凝器，以后流程与前面的分流法相同。使用热载体可以比前面所述的分流法得到更高温度，热载体蒸汽也用来加热灼烧炉的尾气，以减少尾气灼烧炉的燃料用量。该法硫磺回收率达N90％。在以上流程中，液硫在各级冷凝器中温度很不均匀，容易造成气相中过饱和状态，并形成硫雾。因此，各级冷凝器后必须设置捕集器，防止硫雾在催化剂上沉积。同时为了防止硫磺冷凝造成系统堵塞，所有液硫流经的部位和管道温度必须高于l2l℃。但高于l55℃又会增加液硫粘度，所以温度一般控制在130—140℃之间。3、几种硫磺回收方法适用性评价31单硫法：单硫法适用于H，s含硫量高于25％～30％时的状况，硫收率高，通常可达到95％，比较适合桩西轻烃站的硫磺回收。该方法的缺点比较明显，既有严格的配风比，又有严格的操作参数，反应温度高，副反应比较复杂。图1单硫法硫磺回收工艺流程示意图32分流法：分流法硫磺回收工艺处理H，s含量低于25％时的情况，工艺流程虽然略简单，但工程投资、燃料消耗都较高，运行周期和硫收率较低，生产操作要求也更高。该法在某些情况下