西南油气田分公司川东北气矿 四川 达州 635000
摘要：我国的四川储藏着丰富的高含硫天然气，高含硫天然气的开发必须要配套建设大型的天然气净化厂，高含硫天然气中硫化氢以及二氧化硫的含硫都比较高，一些情况下甚至能达到10%左右，产硫量也比较高。在我国环保要求不断提升的前提下，高含硫天然气气田必须要实现99.7%以上的硫回收才能最终达到尾气排放标准要求，因此对整个处理过程中硫磺回收以及尾气处理工艺设计提出更高要求。本文主要针对目前国内外大型硫磺回收和尾气处理技术的发展状况进行了分析，以现场生产实践为基本出发点，对硫磺回收和尾气处理工艺流程的简化、操作稳定性等进行了探讨；
关键词：高含硫天然气；硫磺回收；尾气处理；优化
引言
高含硫天然气在处理过程中如果不经过硫的有效回收，不仅会导致出现大量的资源浪费，而且也会对环境造成严重污染，因此，在当今绿色环保生产不断深化的前提下，整个天然气生产处理领域中硫磺回收和尾气处理工艺都得到了高度重视。
1 硫磺回收及尾气处理技术发展现状
Claus制硫技术目前已经经过了100多年的发展历史，是当前整个化工处理领域中最为成熟的一种含硫酸气处理工艺。三级 Claus硫收率由于会受到各种化学反应平衡的限制，导致其实际的收率仅仅能够达到97%。鉴于此，国内外已经针对 Claus制硫技术开展了大量的研究，进一步开发出了多种尾气处理工艺，以此来有效提升硫收率。
1.1富氧 Claus技术
该技术最早是应用在硫回收装置方面，其主要的应用目的是进一步扩大企业的产能。例如，充分利用50%的富氧空气，在整个工艺处理过程中单位体积氧气消耗仅仅会代入等量的氮气，能够将过程气量进行明显的控制，也能够有效减少工艺处理过程中对惰性气体的反复加热冷却，从而有效的起到了节能降耗的目的。另外，通过应用50%的富氧空气，能够将总硫的实际收率进一步提升0.5%~1.0%，从而使得整个工艺过程中硫的夹带损失得到了有效缩减。富氧 Claus工艺在上世纪80年代出现之后，在整个工业生产领域得到了广泛的关注，在旧装置改造、产能扩充、新装置建设、控制硫回收及尾气处理成本等各个方面都实现了广泛应用。
1.2尾气处理技术及串级Scot工艺
在当前整个工艺生产领域硫磺回收装置逐渐呈现出大型化发展趋势，工业生产的环保法规要求也越来越严格，从而使得尾气处理技术研究取得了重大进展，目前已经逐渐形成了还原吸收、直接氧化、氧化吸收等几种工艺处理形式[1]。而Scot工艺是具有较强代表性的一种还原吸收类尾气处理技术，在实际应用过程中整体的硫收率能够超过99.7%，整体的工艺应用较高的可靠性，而且目前的装置建设数量也非常庞大。而在此技术基础上又出现了超级、低硫、串级Scot工艺技术以及RAR等工艺，上述两种工艺针对溶剂配方、溶液再生方式以及参数设定等进行了进一步的改进。而串级以及集成尾气工艺以及HCR工艺是一种效率比较高的处理工艺。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆串级以及集成尾气处理工艺能够将处理过程中从吸收塔中的低负荷富液以及原料气进行重新吸收到吸收塔之后将其处理到额定的负荷，然后在充分利用再生系统实现胺液的再生，使得整个传统工艺处理过程中胺液再生系统省略。而HCR工艺流程基本上与Scot工艺相同，但是其硫化氢、二氧化硫比值不在按照2的参数设置，同参数设置范围能够在4-100之间进行合理调整，不仅进一步提升了酸气进料的适应性，而且还使得加氢还原效果能够得到充分保障，将二氧化硫穿透可能性降到了最低。这是一整个净化厂设计以及后期操作具有非常重要的指导借鉴意义。
1.3国内硫磺回收及尾气处理现状
我国的硫磺回收及尾气处理装置主要是建立在引进技术的基础之上，结合我国实际公益处理过程，自行设计出来大量的工艺处理装置，但是就设计、制造、操作管理等整体水平方面，与引进技术还存在较大差距。目前在我国整体建设的60多套硫回收装置中，Claus单元整体的硫收率都比较低，只有少数一部分装置整体收率能够达到95%左右[2]。
2.硫磺回收及尾气处理装置改进建议
该方案主要选择的是50%的MDEA 脱硫，TEG 脱水，针对硫磺回收主要采取的是三级Claus，针对尾气处理主要选择的是常规 Scot，在这种工艺方案之下，硫的整体收率能够达到99.7%，也能充分保证二氧化硫排放达到标准要求；由于目前我国并没有建设800t/d的大型的硫回收设计、制造经验，而且在针对单套设备进行设置的过程中，由于其非标设备整体直径都处在3.6m以上，从而使得整个制造以及运输都存在较大困难，鉴于此，将其整体产能设置为2×300× 104m3/d[3]。在这种设计方式之下，当设备处于正常生产作业的时候，一旦其中某一套设备出现了故障而导致停机现象，另一套设备还能够继续保证生产任务。但是这种方案设计的不足之处是，整套工艺方案成本投入相对较高，而且会消耗大量能量，占地面积相对比较大，后期维护保养成本相对较高。也会给化工企业生产带来一定安全风险。
针对上述分析过程，必须要在充分满足基本功能的前提下，充分结合实际生产过程中高含硫、大处理量的基本需求，企业要进一步加大新技术、新工艺的优化改造，针对现场装置进行合理布局，最大程度减少设备的设置数量，这样才能有效提升装置运行的效率以及可靠性。
3.结论及建议
（1）针对当前这个高含硫天然气净化厂，从安全生产的层面来看，要尽量减少工艺装置及设备设置数量。如果基础设计委托方式，可以在针对设计进行进一步优化之后，将关键主体装置进行成套引进，这样不仅可以实现对成本投入的严格控制，也能够有效提升装置运行的安全性与可靠性，实现对非计划停车以及检修时间的有效控制，进一步提升企业生产效率。
（2）由于硫磺回收基本系处理技术整体工艺流程相对比较复杂，因此在建设过程中必须要针对招标过程进行严格控制，应该首先进行工艺技术方案招标，充分保证方案设计质量，其次在选择具备丰富经验、比较好的公司来承担设计以及设备供应。
参考文献：
[1]张晓刚.普光气田高含硫天然气净化装置能耗分析与优化[D].北京化工大学，2015.
[2]周璇，刘棋，魏志强，袁唯唯，谌天兵.高含硫气田天然气处理工艺的研究[J].天然气与石油，2013，31（02）：43-46+4.
[3]赵国星，胡天友，何金龙，马枭，刘可.硫磺回收装置加氢还原尾气超重力脱硫工艺技术研究[J].石油与天然气化工，2016，45（05）：17-20.
论文作者:陈航
论文发表刊物:《文化时代》2019年15期
论文发表时间:2019/10/28
标签：尾气论文; 工艺论文; 硫磺论文; 收率论文; 装置论文; 天然气论文; 含硫论文; 《文化时代》2019年15期论文;