长庆气田含硫天然气脱硫设备及技术

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1、2003年第3门石油机械CHINAPETROLEUMMACHINERY长庆气田含硫天然气脱硫设备及技术王遇冬*王登海长庆气田第一、第二天然气净化厂采用常规的MDEA法脱硫工艺，脱硫装置主要汽提塔、闪蒸罐、贫/富液换热器、溶液循环泵及富液过滤器等设备。在简述天然（技庆石油勘探局科技工程有限公司）舌吸收塔、斤硫工艺流程后，着重介绍了上述主要设备的结构型式和材质。提出充分考虑腐蚀因素影响；r塔采用更好的塔板，降低塔径、壁厚;采用液力透平回收高压富液的一部分能量；在橇装式応装置中采用结构紧凑的板式换热器等改进建议。关键词含硫天然气脱硫设备工艺流程3目

2、前,国内外报道过的脱硫方法有近百种。占气井井口采出或从矿场分离器分出的天然气卜有饱和水蒸气外，往往还含有一些酸性组E然气中最常见的酸性组分是H2S、CO?等。&气中的酸性组分含量超过管输气或商品气质亡时，除了脱水外还要脱硫、脱碳才能管输或芽品气销售。例如，长庆气田目前已建的第二和拟建的第三天然气净化厂（以下简称二厂和三厂”）原料气为含硫天然气，故勺均设有脱硫、脱水装置。工艺流程I天然气中脱除酸性组分的工艺过程称为脱兑碳，习惯上统称为天然气脱硫，有时也称为亍法一般可分为间歇法、化学吸收法、物理吸溶液（又称砚胺-HI型溶液）作脱硫剂，二型工艺

3、流程基本相同。例如，川渝气田重庆厂引进分厂采用的是MDEA-环丁砚法，川渝寿分厂和长庆气田一、二厂采用的是常规MI后者脱硫装置工艺流程见图1。MDEA法脱硫工艺流程图由图1可知，MDEA法脱硫装置包括吸蒸、换热和再生等部分。吸收部分是用贫滋联合吸收法（化学■物理吸收法）及直接转化硫天然气中的H2S.CO》等将其脱除至规天人及在20世纪80年代工业化的膜分离法等。闪蒸部分用于除去富液（吸收了出5、C夹田泌洒孟溢和朋肥爲捌越昭砖注勺褥h漏、中加好举・拖执瓢分的岔/富濟携执器帛31卷增刊王遇冬等；炊庆气田含成天然气脱続设备及技术腐蚀与选材和管

4、线腐蚀是脫硫装置的主要问题。在脱,化学腐蚀、冲蚀腐蚀及应力腐蚀开裂等:发生⑴。含硫湿天然气、富液在减压时I汽提时解吸出来的湿酸气（主要为H2S、義气）及胺液降解产物等都会引起腐蚀。高co2/H2s的含硫天然气其魔蚀性高/比3的含硫天然气。HgS的浓度范围在10"级，而CO2含量在2%或更高时腐蚀性更:重。由于脱硫装置中的主要腐蚀为化学反应过与温度、液体流速有关，使用的脱硫溶液类型，度对腐蚀速度都有很大影响。较高的溶液浓度，气载荷将增加对装置的腐蚀性⑴。长庆气田与川渝气田一部分脱硫装置原料'的1仍、CO?含量见表1。由表1可知，长庆气I硫天然气

5、属于高co2/h2s的天然气,且其H2S，较低（在10"级），CO》含量一般又在5%以上在设备和管线选材时对此待点应予以充分考虑o表1脱硫装■原料气中H2S.C02含・纽分长庆气ED—厂长庆气田二厂川渝气田川渝气田商品气*设计值运行值设计值运行值匕寿厂⑵引进厂⑶co2/%(V)3.0255.1505.3215.730L709L043H2S/%(V)0.0330.0470.0650.0600.1652.6320(mg/m3)co2/h2s91.716L581.995.510.4GB17820-1999X然气II类气质童要求；表中H2S、CO?含

6、量均为目前值，20世纪70年代投产时分别为4.5%和0.5%,:腐蚀问题可通过使用合适的配方溶液、缓:取一些工艺措施来解决。此外，合理选择:线的材质也是十分重要的，通常，脱硫装:钢作为基体材料。为了使沿焊接处的应力•最小，焊后应进行热处理。当腐蚀问题不出现或需要采用高溶液载荷时，可在下述不锈钢：①汽提塔的回流冷凝器；②重沸③贫/富液换热器管束；④吸收塔、汽提I鼓泡区；⑤从贫/富液换热器到汽提塔的⑥吸收塔低部5层塔板，汽提塔顶部5A#*主要设备结构与材质1可知，脱硫装置主要设备有吸收塔（脱汽提塔（再生塔）、闪蒸罐、换热器（包：）、溶液泵及过滤器

7、等。限于篇幅，仅对汽提塔、贫/富液换热器及溶液循尹泵的；和材质等简介如下。2收塔力消除热处理，之后还应对焊缝进行硬度检査＜应说明的是，焊后热处理并不能防止氢致开裂;力集中氢致开裂⑴。此外，选择合适的配方溶；可避免应力腐蚀开裂⑷O吸收塔通常在高压（一般在20~60汇）—作，故其塔壁往往较厚。例如，长庆气田一、-脱硫装置吸收塔采用片型浮阀塔板，其塔径分!1.8m和2.4m,操作压力（绝压）分别为MPa和5.1MPa.故一厂吸收塔壁厚为50mm.二厂吸收塔壁厚高达70mmo影响吸收塔壁厚F素很多，但当脱硫装置含硫原料气组成、压力'理量等确定之后，如

8、要减少塔径和壁厚，在设1就须考虑选用比浮阀塔板性能更好的塔板，例!溢流（双溢流、四溢流）复合斜孔塔板、导向1塔板等。现以多溢流复合斜孔塔板为例，该塔板具;液通量大、