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天然气脱硫装置流程改造的研究

发表时间：2020/3/24 来源：《文化时代》2020年1期作者：侯鲁美

[导读] 本文探讨了发生脱硫液起泡溢流的主要原因是再生塔吹风强度的影响，脱硫液悬浮硫过多，针对该问题提出了罗茨鼓风机出口流程的改造，离心机出口流程改造，通过实施改造，在确保净化气中硫化氢浓度不超标的情况下，实现了运行控制指标低于设计指标要求。

中国石化胜利油田分公司河口采油厂山东东营 257200
        摘要：本文探讨了发生脱硫液起泡溢流的主要原因是再生塔吹风强度的影响，脱硫液悬浮硫过多，针对该问题提出了罗茨鼓风机出口流程的改造，离心机出口流程改造，通过实施改造，在确保净化气中硫化氢浓度不超标的情况下，实现了运行控制指标低于设计指标要求。
        关键词：天然气；脱硫装置；流程改造；


一、课题原因、目的、意义
        渤南集气站天然气脱硫装置处理规模为13.5×104m3。装置选用络合铁脱硫工艺，该技术是一种以铁为催化剂的湿式氧化还原法脱除气体中硫化物的方法，特点是将H2S转变成元素S，H2S的脱除率达99%以上，脱硫后硫化氢含量低于20mg/m3。
        该装置自投产以来，在运行过程中，装置中再生塔多次发生脱硫液起泡严重、溢流问题，造成大量的脱硫液流失，铁盐、碱等化工原料损耗增大，管线设备出现腐蚀，整个脱硫系统运行发生紊乱，装置脱硫效果变差，处理的净化气H2S含量超标。
        结合脱硫装置生产工艺、反应原理以及实际运行情况，我们通过分析研究，认为发生脱硫液起泡溢流的主要原因是：
        再生塔吹风强度的影响
1、

        再生塔作为富液再生的关键设备，其主要作用是利用空气中的氧气将脱硫液进行氧化再生，使脱硫液重新获得吸收硫化氢的能力，同时在再生塔内通过气泡的浮选功能将生产的硫磺颗粒浮选分离出来，通过溢流进入硫泡沫槽及后续离心分离设备。
        在实际生产中，由于再生塔上部喷射器内富液来自富液泵，而富液泵是变频控制，泵流量受富液罐液位影响，因此喷射器吸入空气压力不稳定。生产操作经验表明：
        ①吹风强度过大，再生塔顶溶液形成大翻浪，硫泡沫易被打碎，并回旋到溶液主体，溢液入泡沫槽的浮硫少，对降低悬浮硫含量不利。
        ②当气源突然中断时，溶液表面的硫泡沫马上分散并沉降。
        ③吹风强度过小，喷射器吸入空气量少，富液再生效果差，产生的OHˉ少，脱硫液碱度降低，脱硫液呈酸性，腐蚀管线、设备，加重加药剂投加量。

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        2、脱硫液悬浮硫过多
        脱硫液中悬浮硫过多的原因：一方面由于离心机转鼓滤布目数过少，过滤效果差，造成细小的硫颗粒又循环回系统；另一方面由于有时再生塔液位控制过低，造成溶液中的硫颗粒没有得到悬浮，进入贫液罐，造成脱硫液中硫颗粒成倍增加，脱硫液严重起泡，使脱硫液质量变差，影响脱硫效果。同时，脱硫液中存在大量硫颗粒，易造成管路堵塞，造成脱硫系统不能正常运行。
        二、改造实施方案、过程及实施情况
        1、罗茨鼓风机出口流程的改造


        1、单流阀 2、富液进料阀
        改造后罗茨风机出口连接示意图

        针对喷射器进空气量不稳定问题，我们经过研究分析，对罗茨鼓风机出气流程进行了改造。
        罗茨风机出口设有两个单流阀。但由于长时间停用，单流阀锈蚀，同时，该设计容易出现罗茨风机倒灌现象，影响正常运行。
        对此，我们将罗茨风机出口管线做出U型管状，解决风机倒灌问题，并去掉一个单流阀，将罗茨风机出口压力增压到0.05Mpa从再生塔中下部进入，同时启用1个喷射器进料，通过喷射器与鼓风机同时吹风，保证脱硫富液与空气充分混合，达到氧化再生的目的。
        2、离心机出口流程改造

        针对脱硫液中悬浮硫含量较高问题，我们通过研究，在离心机与地下槽之间自制了一个1.5m3的沉淀池，沉淀池内采用玻璃钢防腐，未分离出的硫磺颗粒在沉淀池中进一步沉淀分离，使脱硫液在不断循环中逐步减少系统中的悬浮硫。同时，与厂家联系更换离心机转鼓滤布，以满足生产需要。
        三、实施效果及效益
        本建议实施后，脱硫液严重起泡溢流现象得到抑制，减少了再生塔溢流发生次数，脱硫液的流失、药剂和自来水的过度消耗得到了控制，生产处于了平稳、优质、低耗的良性循环中。
        渤南集气站脱硫装置药剂控制指标
        设计药剂控制指标运行药剂控制指标
脱硫液中铁浓度～1g/l 脱硫液中铁浓度0.3～0.4g/l
脱硫液中总碱～15 g/l 脱硫液中总碱～7.2g/l
脱硫剂～5 g/l 无法检测
脱硫再生液pH控制在8.0～8.5 脱硫再生液pH控制在8.0
净化气中硫化氢浓度＜20mg/m3 净化气中硫化氢浓度 0 mg/m3
在确保净化气中硫化氢浓度不超标的情况下，实现了运行控制指标低于设计指标要求，一年节省碱、脱硫剂共计2.2吨，节省运行成本约为3.8万元。