PDF《龙王庙净化厂加氢尾气处理装置运行优化》

龙王庙净化厂加氢尾气处理装置运行优化 徐飞 贺晓敏 曾云东 向里 汪年斌 郑植 中国石油西南油气田公司重庆天然气净化总厂 摘要中国石油西南油气田公司重庆天然气净化总厂遂宁龙王庙天然气净化厂3列加氢尾气处 理装置建成后一次性投产成功, 经过半年多的试运行, 顺利通过性能考核.

结合装置试运行阶段和目前 的生产状况, 总结分析并优化提出了该尾气处理装置的最佳工艺控制参数: 在线燃烧炉燃料气与低压蒸 汽的质量比为1∶

2、 急冷塔出口过程气中 H2 体积分数为0. 5%~2%、 急冷塔出口酸水p H 值为6. 5~ 7.

5、 反应器入口温度为2

1 0~2

3 0℃、 吸收塔进料气温度比贫液入塔温度低1~2℃、 再生塔塔顶温度约 为1

1 0℃等.根据运行过程中存在的问题, 提出了建议和措施, 以确保龙王庙净化厂加氢尾气处理装置 的安全平稳运行. 关键词 加氢 尾气处理装置 性能考核 控制参数 燃烧炉 急冷塔 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 9.

0 2.

0 0

7 O p e r a t i o no p t i m i z a t i o no fh y d r o g e n a t i o nt a i l g a s t r e a t m e n t u n i t i nL o n g w a n g m i a oP u r i f i c a t i o nP l a n t X uF e i , H eX i a o m i n , Z e n gY u n d o n g , X i a n gL i ,W a n gN i a n b i n , Z h e n gZ h i C h o n g q i n gN a t u r a lG a sP u r i f i c a t i o nP l a n tG e n e r a l, P e t r o C h i n aS o u t h w e s t O i l& G a s f i e l dC o mp a n y, S u i n i n g, S i c h u a n, C h i n a A b s t r a c t :T h e t h r e e - r o w h y d r o g e n a t i o n t a i l g a s t r e a t m e n t u n i t o f S u i n i n g L o n g w a n g m i a o P u r i f i c a t i o nP l a n t , w h i c hb e l o n g s t oC h o n g q i n gN a t u r a lG a sP u r i f i c a t i o nP l a n tG e n e r a l o fP e t r o C h i n a S o u t h w e s tO i l& G a s f i e l dC o m p a n y ,w a sb u i l ta n dp u t i n t oo p e r a t i o ns u c c e s s f u l l y .A f t e rm o r et h a n h a l f ay e a r ' s t r i a l o p e r a t i o n , i tp a s s e dt h ep e r f o r m a n c ee v a l u a t i o ns m o o t h l y . C o m b i n i n gw i t ht h et r i a l o p e r a t i o ns t a g ea n dc u r r e n tp r o d u c t i o ns t a t u so f t h eu n i t , t h eo p t i m a lp r o c e s sc o n t r o lp a r a m e t e r so f t h e t a i l g a s t r e a t m e n t u n i tw e r e s u mm a r i z e d , a n a l y z e da n do p t i m i z e da s f o l l o w s : t h em a s s r a t i oo f f u e l g a s t o l o wp r e s s u r e s t e a mi n t h eo n l i n e c o m b u s t i o n f u r n a c ew a s 1∶2, t h eh y d r o g e nv o l u m e f r a c t i o n i n t h eq u e n c ht o w e ro u t l e tw a s0. 5%-2%, t h ep Hv a l u eo fa c i dw a t e ra t t h eq u e n c ht o w e ro u t l e tw a s 6. 5-7. 5, t h e i n l e t t e m p e r a t u r eo f t h e r e a c t o rw a s

2 1 0-2

3 0℃, a n d t h e a b s o r b e r i n l e t t e m p e r a t u r eo f t h e f e e dg a sw a s l o w e ro f 1-2℃t h a nt h a t o f t h e l e a n l i q u i d . T h e t o pt e m p e r a t u r eo f t h e r e g e n e r a t o r w a sa b o u t1

1 0 ℃.T h es u g g e s t i o n sa n d m e a s u r e sw e r ep u tf o r w a r dt oe n s u r et h es a f ea n ds t a b l e o p e r a t i o no f t h eh y d r o g e n a t i o nt a i l g a s t r e a t m e n tu n i t i nL o n g w a n g m i a oP u r i f i c a t i o nP l a n t . K e yw o r d s : h y d r o g e n a t i o n , t a i lg a st r e a t m e n tu n i t , p e r f o r m a n c ea s s e s s m e n t , c o n t r o lp a r a m e t e r , c o m b u s t i o nf u r n a c e , q u e n c ht o w e r 随着国家对环境保护的日益严格[

1 - 5] , 特别是规模 大、 潜硫量高的天然气净化厂, 尾气排放总量大, 要实 现尾气达标排放, 需设置尾气处理装置.中国石油西 南油气田公司磨溪区块龙王庙组气藏开发1

0 0*1

0 8 m3 / a产能建设, 遂宁龙王庙天然气净化厂( 简称龙王 庙净化厂) 一期工程4 0*1

0 8 m3 / a (

1 2

0 0*1

0 4 m3 / d )

7 3 石油与天然气化工第4 8卷第2期CHEM I C A LE N G I N E E R I NG O FO I L & G A S 作者简介: 徐飞(

1 9

6 9-) , 男, 中国石油集团公司天然气净化操作技能专家, 现就职于中国石油西南油气田公司重庆天然气净 化总厂, 长期从事天然气净化操作生产管理工作.E - m a i l : y j x u f e i @p e t r o c h i n a . c o m. c n 天然气净化装置设计硫磺总产量1

6 8t / d( 单套为4

2 t / d ) , 已于2

0 1 4年9月~1 0月分别建成投产;

新( 改扩) 建的二期工程6 0*1

0 8 m3 / a (

1 8

0 0*1

0 4 m3 / d ) 天然气净化装置设计硫磺产量252t/d( 单套为126t / d ) , 同时包括与之相匹配的两列尾气处理装置 ( Ⅵ、 Ⅶ列) 和4 0*1

0 8 m3 / a净化装置的加氢尾气处理 装置( Ⅴ列) , 分别于2

0 1 5年1 0月2 0日和1 1月2 0日 一次性投产成功, 龙王庙1

0 0*1

0 8 m3 / a净化厂主体 装置总流程框图见图1.

1 加氢尾气处理装置工艺原理及流程简介 1.

1 工艺原理 1. 1.

1 加氢还原段 在线燃烧炉发生的主要反应见式( Ⅰ) :

2 CH4+O 2→2 C O+4 H2+Q ( Ⅰ) 加氢反 应器内发生的主要反应见式(Ⅱ) ~ 式(Ⅴ) : S O 2+3 H2→H2 S+2 H2O+Q ( Ⅱ) S n+ nH2→ nH2 S+Q ( Ⅲ) C O S+H2O→H2 S+C O 2+Q ( Ⅳ) C S 2+2 H2O→2 H2 S+C O 2+Q ( Ⅴ) 1. 1.

2 吸收再生段 H2 S和R2R / N 中的反应( 见式Ⅵ) 速度受气膜控 制, 所以阻力小, 反应极快.而CO2和R2R / N 的反应 ( 见式Ⅶ) 速度受液膜控制, 因此阻力较大、 反应较式 ( Ⅵ) 慢得多, 因此, 吸收具有选择性. H2 S+R 2R / N?R 2R / NH+H S- +Q ( Ⅵ) C O 2+R 2R / N+H2O?R 2R / NH+HC O-

3 +Q ( Ⅶ) 1.

2 工艺流程简图 加氢尾气处理装置工艺流程简图见图2.

2 三列尾气处理装置性能考核 2.

1 装置概况 2. 1.

1 4 0*1

0 8 m3 / a净化装置改建尾气处理( Ⅴ列) 原1

2 0 0*1

0 4 m3 / d净化装置由4列相同的3

0 0*

1 0

4 m3 / d原料气预处理装置、 脱硫装置、 脱水装置和 硫磺回收装置组成.单列硫磺回收装置生产规模与处 理量为3

0 0*1

0 4 m3 / d的脱硫装置相匹配, 采用具有 国内自主知识 产权的CPS工艺, 设计最大硫磺产量42t / d , 硫回收率≥9 9.

2 5%, S O

2 排放量≤2 8k g / h,

4 列尾气 S O

2 排放总速率≤1

1 2k g / h, 远远超过GB16297-1

9 9 6排放标准.2

0 1 5年改造后, 采用加氢还 原尾气处理工艺, 将4列CPS低温克劳斯硫磺回收尾 气混合后通过加氢还原和脱硫吸收再生两段处理后, 总回收率达9 9. 8%以上. 2. 1.

2 6 0*1

0 8 m3 / a净化装置新建尾气处理( Ⅵ、 Ⅶ列)

2 0

1 5年新建3列6

0 0*1

0 4 m3 / d过滤分离装置、 脱硫、 脱水装置( Ⅴ、 Ⅵ、 Ⅶ列) 、 2列硫磺回收装置( 单83徐飞 等 龙王庙净化厂加氢尾气处理装置运行优化

2 0

1 9 列规模与9

0 0*1

0 4 m3 / d脱硫规模相匹配, 简称Ⅵ、 Ⅶ 列, 均采用三级常规克劳斯工艺, 硫回收率为9 5%) 及 2列尾气处理装置和酸水汽提装置( 规模与上游硫磺 回收装置相匹配, 简称Ⅵ、 Ⅶ列) , Ⅵ、 Ⅶ列尾气处理装 置完全与Ⅴ列尾气处理装置相同, 总硫回收率也达到

9 9. 8%以上. 2.

2 性能考核

2 0

1 6年3月2 2日~3 0日, 中国石油西南油气田 公司天然气研究院( 以下简称天研院) 对龙王庙净化厂

4 0*1

0 8 m3 / a和6 0*1

0 8 m3 / a装置进行满负荷性能 考核, 3列尾气处理装置的考核结果列于表1~ 表3[6].表1

4 0*1

0 8 m

3 / a尾气处理装置( Ⅴ列) 性能考核结果 T a b l e1 P e r f o r m a n c ee v a l u a t i o n r e s u l t so f

4 0*1

0 8 m

3 / a t a i l g a s t r e a t m e n t u n i t( c o l u m nⅤ) 烟气 总流量① / ( m3 ・h-1 ) S O

2 质量流量/ ( k g ・h-1 ) S O

2 质量浓度/ ( m g ・m-3 ) 总硫 回收率/ % 3月2 2日196

2 5 2.

9 1

4 4

9 9.

9 7 3月2 3日197

0 2 3.

5 1

7 0

9 9.

9 6 3月2 4日200

1 3 3.

9 1

8 9

9 9.

9 7 设计值

2 91

8 7