油田伴生气脱硫工艺及改进

第22卷第5期2004年9月石化技术与应用PetrochemicalTechnology＆ApplicationVo1．22NO．5Sep．2004工业技术(344—345)油田伴生气脱硫工艺及改进曾祥虹，王军(1．中国海洋石油南海西部采油公司，广东湛江524057；2．武汉科林精细化工有限公司，湖北武汉430071)摘要：介绍了涠洲终端处理厂油田伴生气脱硫工艺及改进措施。通过更换双级脱硫喷射再生器和使用W801高效脱硫催化剂，增加了再生系统的空气载入量，提高了脱硫和再生的反应速度。改造后的运行数据表明：该工艺脱硫效果好，能将4600～7800nlg／mH：S脱至小于1nlg／nl；脱硫液再生效果好，硫颗粒大，溶液清亮，悬浮硫仅有0．03～0．23g／L；废脱硫液全部循环使用。关键词：油田伴生气；脱硫工艺；改进中图分类号：TE624．55文献标识码：B文章编号：1009—0045(2004)05—0344—02涠洲终端处理厂是中海石油(中国)有限公司湛江分公司第一个自营综合性油气处理终端，它位于北部湾海域的涠洲岛西南侧，与海上涠11—4D油田、涠11—4油田、涠12—1油田等组成涠西南油田群总体开发工程，设计原油处理能力200万t／a，轻烃产量144m／d，液化气产量450m／d。原油稳定区产生大量的伴生气，而这部分伴生气中含有丰富的c和c组分，同时也含有高浓度的H，s，若伴生气直接进入轻烃区进行加工处理，则会影响液化气的质量，使液化气含硫超标，对设备管道有较大的腐蚀性，因此，脱硫系统是保证液化气质量，减轻设备腐蚀的必备装置。1工艺流程筒述及反应机理1．1流程筒述伴生气脱硫装置工艺流程如图1所示。伴生气(其组成如表1所列)来自原油稳定区，经气液分离器除去凝析油后进入脱硫塔的塔底，与从塔顶部进入的脱硫液逆向接触，脱除气体中的Hs，脱硫后的气体送去生产轻烃与液化气。脱硫塔底排出的含硫富液经富液泵送人喷射再生塔的4个喷射再生器，与吸入管吸入的空气一起进入再生塔，在塔内充分混合、反应，使硫化物氧化，产生单质硫，形成硫泡沫，自塔顶部溢流至中间塔，富液经氧化再生后还原成贫液由再生塔中部经液位调节器流入溶液循环槽，补充适当的催化剂与纯碱后的贫液经贫液泵打入脱硫塔塔顶，继续吸收伴生气中的硫化物，并循环使用，中间槽的硫泡沫液，经硫泡沫泵送至硫溶液储罐，清液返回贫液槽，浊液进入熔硫釜制硫。表1原油伴生气的组成组分摩尔分数／％组分摩尔分数／％co21．09C4Hl016．39N，0．22C5Hl29．11CH23．77C6～C9烷烃5．39C2H616．25H203．02C3H824．31H2S0．441．2反应机理脱硫过程H2S+Na2CO3=NaHCO3+NariSNariS+NaHCO3+S一l=Na2S+CO2+H20有有机硫存在时：RSH+Na2CO3=RSNa+NaHCO3COS+H20：H2S+CO2COS+2NaOH=NariS+NaHCO3有CO，存在时：CO2+Na2CO3+H20=2NaHCO3收稿日期：2004—04—20；修回日期：2004—05—28作者简介：曾祥虹(1966一)，男，湖南衡阳人，高级工程师，长期从事海上采油技术及生产管理工作。广东省劳动模范，全国“五一劳动奖章”获得者。先后获南海西部石油1995年、1997年科学技术进步一等奖和中国海洋石油总公司1997年科学技术进步二等奖。华中科技大学在读硕士。维普资讯http://www.cqvip.com第5期曾祥虹等．油田伴生气脱硫工艺及改进l一分离器；2，3一吸收塔；4，5一富液泵；6，7一贫液泵；8一喷射再生塔；9一中间储罐；lO一硫泡沫泵；1l一硫溶液储罐；l2一熔硫釜；l3一地下溶液槽；l4一地下槽泵；l5一溶液循环槽；l6一PDs溶液槽圈1伴生气脱硫装置工艺漉程示意圈氧化再生过程：2NaHS+02=2NaOH+2S2RSNa+1O2+H2O=RSSR+2NaOH昌0反应：2NariS+202=Na2S203+H202系统存在的问题此油田伴生气催化氧化法脱硫工艺在国内尚属首次应用，通过对脱硫条件不断的研究和改进，脱硫效果基本能达标，但也存在以下问题：(1)再生液中硫磺结晶粒度小，不易分离，溶液中的悬浮硫含量大，溶液混浊。(2)脱硫液经常出现发臭现象，同时溶液变绿，脱硫效果差，须停产更换新脱硫溶液。(3)系统产生的废水量大(包括发臭后置换出的脱硫液和熔硫釜排出的废液)，致使污水处理厂无法承受，对厂区环保造成恶劣影响。(4)纯碱与催化剂消耗量较大，系统操作波动大，对生产稳定性造成影响。3整改措施及效果经分析测定，发现喷射再生器的进风量严重不足，脱硫催化剂活性低，这是导致溶液变质发臭、脱硫效率降低的主要原因，针对此提出以下3项整改措施：将原来的单级喷射再生器更