龍崗22井脫硫塔運(yùn)行模式研究

1、<p>　　龍崗22井脫硫塔運(yùn)行模式研究</p><p>　　摘　要：本文結(jié)合龍崗22井干法脫硫工藝技術(shù)，分析了脫硫效果的影響影響因素，研究了龍崗22井脫硫塔的運(yùn)行模式，并對(duì)龍崗22井脫硫工程中可能遇到的問題，并提出了解決辦法，以實(shí)現(xiàn)降低生產(chǎn)操作成本、脫硫裝置安全平穩(wěn)運(yùn)行，為龍崗22井干法脫硫工藝提供技術(shù)支持。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：龍崗　脫硫塔　模式 </p>

2、;<p>　　一、龍崗22井概況 </p><p>　　龍崗22井是龍崗淺層一口預(yù)探井，2008年2月23日開鉆，2008年8月14日完鉆，屬于儀隴-營(yíng)山構(gòu)造，該氣井所產(chǎn)氣體屬低含硫天然氣，需要進(jìn)行凈化處理后才能達(dá)到天然氣管輸質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。該井日產(chǎn)氣約為6×104m3/d，龍崗22井2010年5月14日時(shí)硫化氫含量為24mg/m3，但目前硫化氫含量已經(jīng)上漲為33mg/m3，屬于小流量、低含硫。

3、由于凈化氣用于管輸，其硫化氫含量只要求達(dá)到20mg/m3以下，不必進(jìn)行精脫硫，因此采用固體氧化鐵法，即干法脫硫。該井增設(shè)脫硫裝置后，從分離器出來(lái)的原料氣由新建流程進(jìn)入原料氣分離器后，進(jìn)入塔1和塔2進(jìn)行脫硫處理，經(jīng)脫硫處理后的凈化氣再進(jìn)入過濾分離器后返回外輸氣流程經(jīng)計(jì)量后輸至花（橋）-巴（中）管網(wǎng)。 </p><p>　　二、影響脫硫效果因素分析 </p><p>　　脫硫效果與原料氣、脫硫

4、塔體積、氧化鐵填充量、溫度、壓力都有關(guān)，主要與硫容有關(guān)。通常把在滿足脫硫要求的條件下，每100公斤脫硫劑所能吸收的硫的公斤數(shù)叫做硫容（η），它是衡量脫硫劑的一個(gè)重要指標(biāo)，一般用百分比表示。 </p><p>　　硫容由計(jì)算方法的不同代表不同的含義。脫硫劑吸附一次達(dá)到飽和時(shí)吸附硫的量占脫硫劑重量的百分比叫飽和硫容(或一次飽和硫容)；以一定H2S出口濃度為穿透指標(biāo)，當(dāng)出口H2S濃度達(dá)到這一指標(biāo)時(shí)單位脫硫劑所能吸附硫的

5、重量百分比叫穿透硫容(或工作硫容)；經(jīng)多次再生后脫硫劑工作硫容的總和叫累計(jì)飽和硫容。 </p><p>　　原料氣H2S濃度及空速均影響著硫容。本章的硫容數(shù)據(jù)是以脫硫塔出口H2S含量<20mg/m3為基準(zhǔn)。氣體濃度越高，凈化度越差；反之，濃度越低，凈化度越好。因此當(dāng)原料氣H2S濃度增大時(shí)，要維持原有的凈化度，勢(shì)必造成脫硫劑硫容的下降。 </p><p>　　空速對(duì)硫容影響較大?？账僭?/p>

6、高，硫容越低。這是因?yàn)榭账僭礁邥r(shí)，線速也越高，反應(yīng)物在脫硫劑床層的停留時(shí)間就越短，以致反應(yīng)物來(lái)不及向脫硫劑的內(nèi)表面擴(kuò)散，就被氣流帶走，結(jié)果使硫容下降。如果原料氣中含有水，會(huì)使脫硫劑粉化，形成板結(jié)，不僅降低脫硫效果，而且會(huì)造成卸料困難。 </p><p>　　三、龍崗22井脫硫塔運(yùn)行模式研究 </p><p>　　1.兩種運(yùn)行模式倒塔周期預(yù)測(cè) </p><p>　　自

7、從該井5月12日安裝脫硫塔投產(chǎn)以后，該井目前采用A塔單塔生產(chǎn)的操作模式，截止2010年8月30日，該井A塔累計(jì)處理天然氣670.4562萬(wàn)方。井站脫硫裝置的單塔脫硫劑的裝填量為8噸，日處理天然氣6萬(wàn)方，平均含硫量為38mg/m3，采用累計(jì)硫容的計(jì)算公式得到累計(jì)硫容為： </p><p>　　假如采用A、B塔單獨(dú)工作制度。先A塔單獨(dú)運(yùn)行，當(dāng)A塔出塔天然氣硫化氫含量>20mg/m3時(shí),倒入B塔運(yùn)行。根據(jù)遂寧作業(yè)

8、區(qū)同等型號(hào)脫硫劑使用情況，在此生產(chǎn)制度下，該脫硫劑的硫容約為12%。則單塔運(yùn)行周期為： </p><p>　　假如采用先A塔運(yùn)行，當(dāng)A塔出口硫化氫含量>20mg/m3時(shí)再A塔串B塔運(yùn)行，一定時(shí)間后，A塔進(jìn)塔和出塔天然氣硫化氫含量基本不變時(shí)，再用B塔單獨(dú)運(yùn)行，此時(shí)可以換A塔的料，即采用A→A?B→B模式。根據(jù)遂寧作業(yè)區(qū)同等型號(hào)脫硫劑使用情況，在此生產(chǎn)制度下，該脫硫劑的硫容約為16%。此時(shí)A塔共可運(yùn)行時(shí)間為：

9、</p><p>　　則串塔時(shí)間為： 通過計(jì)算得出，如果龍崗22井采用單塔獨(dú)立生產(chǎn)制度，則倒塔周期為421天；如果采用串塔模式生產(chǎn)，則在A塔獨(dú)立生產(chǎn)421天后，將B塔傳入A塔，梁塔同時(shí)運(yùn)行140天后停止A塔采用B塔獨(dú)立運(yùn)行，此時(shí)可以對(duì)A塔進(jìn)行換料。 </p><p>　　2.兩種運(yùn)行模式分析 </p><p>　　如果完全采用單塔操作，當(dāng)離開脫硫塔A的凈化氣中H2S

10、含量不能達(dá)標(biāo)時(shí)，就得對(duì)塔A內(nèi)的脫硫劑進(jìn)行再生或更換，沒有將剩余的硫容充分利用。采用串塔運(yùn)行模式則可以充分利用脫硫劑的硫容。因?yàn)樵诿摿蛩嗀單獨(dú)使用時(shí)，當(dāng)塔A脫硫不能達(dá)標(biāo)時(shí)，塔A內(nèi)的脫硫劑并沒有完全喪失硫容，這時(shí)將塔A串聯(lián)到塔B，進(jìn)行串聯(lián)操作，可發(fā)揮塔A內(nèi)脫硫劑硫容的脫硫能力，直到完全喪失脫硫能力。 </p><p>　　因此，“A→A?B→B”操作方式與完全單塔獨(dú)立操作方式相比，脫硫裝置的運(yùn)行時(shí)間可以延長(zhǎng)，從而節(jié)約

11、脫硫劑用量，最終降低生產(chǎn)成本。故本文建議龍崗22井采用串塔模式運(yùn)行。 </p><p>　　四、龍崗22井脫硫過程中可能遇到的問題及解決辦法 </p><p>　　干法脫硫裝置在南部采油氣作業(yè)區(qū)是首次運(yùn)用，在生產(chǎn)實(shí)際中經(jīng)常會(huì)遇到如下問題：（1）單塔生產(chǎn)時(shí)，出口凈化氣硫化氫含量超過20mg/m3，這是生產(chǎn)到一定時(shí)間時(shí)脫硫劑與硫化氫反應(yīng)達(dá)到了其穿塔硫容，此時(shí)則應(yīng)啟用備用塔，可以換做備用塔生產(chǎn)，

12、或者將生產(chǎn)塔與備用塔串聯(lián)使用；（2）脫硫塔或者連接管道泄漏情況，井站人員應(yīng)帶上空呼，采取倒塔或者關(guān)井措施，并疏散周邊人員；（3）進(jìn)塔與出塔壓力不同，脫硫塔前、后壓差高于0.1MPa，隨著繼續(xù)運(yùn)行，壓差逐漸增大。造成這種情況的原因可能有三種：①塔內(nèi)裝進(jìn)了顆粒破碎、粉化較嚴(yán)重的脫硫劑或在脫硫劑床層內(nèi)掉進(jìn)了塑料薄膜等異物；②脫硫生產(chǎn)時(shí)實(shí)際處理量已大大超過脫硫塔設(shè)計(jì)的處理能力；③脫硫塔進(jìn)入了游離水，從而降低了脫硫劑的抗壓強(qiáng)度，造成脫硫劑破碎、粉

13、化。如果是塔內(nèi)裝進(jìn)了顆粒破碎、粉化較嚴(yán)重的脫硫劑或在脫硫劑床層內(nèi)掉進(jìn)了塑料薄膜等異物原因，則應(yīng)立即停用該脫硫塔，并倒塔；如果是脫硫生產(chǎn)時(shí)實(shí)際處理量已大大超過脫硫塔設(shè)計(jì)的處理能力原因，則應(yīng)減小處理量至設(shè)計(jì)處理能力范圍內(nèi)，并不斷觀察脫硫塔前、后壓差情況，直至在正常范圍內(nèi)；如果是脫硫塔進(jìn)入了游離水原因，則應(yīng)加強(qiáng)氣水分離器或原料氣水飽和器</p><p><b>　　五、結(jié)論 </b></p&

14、gt;<p>　　1.對(duì)于脫硫裝置應(yīng)盡可能采用串塔運(yùn)行模式（即A→A?B→B），提高脫硫劑的累計(jì)硫容，延長(zhǎng)脫硫劑的使用壽命，減少脫硫成本，提高效益。 </p><p>　　2.由于本井硫化氫含量有上升趨勢(shì)，在實(shí)際中為變量，且該井脫硫運(yùn)行僅有110天，通過計(jì)算得出龍崗22井單塔倒塔周期為421天，實(shí)際硫容和最合理的倒塔周期還有待于進(jìn)一步觀察和研究。參考文獻(xiàn)[1]葉敬東，王國(guó)興，黃興偉，等.干法脫硫化氫