仪陇净化厂天然气脱硫项目初步设计

仪陇净化厂天然气脱硫项目初步设计

仪陇净化厂天然气脱硫项目

西南分公司

2010.1.1

仪陇净化厂天然气脱硫项目

1总论 (5)

1.1项目名称、建设单位、企业性质 (5)

1.2编制依据 (5)

1.3项目背景和项目建设的必要性 (5)

1.4设计范围 (7)

1.5编制原则 (7)

1.6遵循的主要标准、规范 (10)

1.7 工艺路线 (10)

1.8研究结论 (10)

2 基础数据 (11)

2.1原料气和产品 (11)

2.2 建设规模 (11)

2.3 工艺流程简介 (11)

2.3.1醇胺法脱硫原则工艺流程： (11)

2.3.2直流法硫磺回收工艺流程： (12)

3 脱硫装置 (13)

3.1 脱硫工艺方法选择 (13)

3.1.1 脱硫的方法 (14)

3.1.2 常用醇胺溶液性能比较 (15)

3.2醇胺法脱硫的基本原理 (18)

3.3主要工艺设备 (19)

3.3.1主要设备作用 (19)

3.3.2运行参数 (19)

3.3.3操作要点 (20)

3.4乙醇胺降解产物的生成及其回收 (22)

3.5脱硫的开、停车及正常操作 (22)

3.5.1乙醇胺溶液脱硫的开车 (22)

3.5.2保证乙醇胺溶液脱硫的正常操作 (23)

3.6胺法的一般操作问题 (23)

3.6.1胺法存在的一般操作问题 (23)

3.6.2操作要点 (24)

3.7选择性脱硫工艺的发展 (25)

4 节能 (25)

4.1装置能耗 (25)

装置中主要的能量消耗是在闪蒸罐、换热器和再生塔。 (25)

4.2节能措施 (25)

5 环境保护 (26)

5.1建设地区的环境现状 (26)

5.2主要污染源和污染物 (27)

5.3污染控制 (27)

6 物料衡算与热量衡算 (28)

6.1天然气的处理量 (28)

6.2 MDEA的循环量 (29)

6.3 热量衡算 (30)

7.天然气脱硫工艺主要设备的计算 (33)

7.1MDEA吸收塔的工艺设计 (33)

7.1.1选型 (33)

7.1.2塔板数 (34)

7.1.3塔径 (34)

7.1.4堰及降液管 (35)

7.1.5浮阀计算 (36)

7.1.6 塔板压降 (37)

7.1.7塔附件设计 (38)

7.1.8塔体总高度的设计 (40)

8参数校核 (40)

8.1浮阀塔的流体力学校核 (40)

8.1.1溢流液泛的校核 (40)

8.1.2液泛校核 (41)

8.1.3液沫夹带校核 (41)

8.2塔板负荷性能计算 (42)

8.2.1漏液线（气相负荷下限线） (42)

8.2.2过量雾沫夹带线 (42)

8.2.3液相负荷下限线 (42)

8.2.4 液相负荷上限线 (43)

8.2.5 液泛线 (43)

9 附属设备及主要附件的选型和计算 (43)

10 心得体会 (45)

参考文献 (45)

1总论

1.1项目名称、建设单位、企业性质

项目名称：天然气脱硫

建设单位：中石油仪陇净化厂

企业性质：国营企业

1.2编制依据

天然气可分为酸性天然气和洁气。酸性天然气指含有显著量的硫化物和CO

2

等酸性气体，必须经处理后才能达到管输标准或商品气气质指标的天然气。洁气是指硫

化物和CO

2

含量甚微或根本不含，不需要净化就可以外输和利用的天然气。天然气中

存在的硫化物主要是H

2

S，此外还可能含有一些有机硫化物，如硫醇、硫醚、COS及二硫化碳等；除硫化物外，二氧化碳也是需要限制的指标。酸性天然气的危害有：酸性天然气在水存在的条件下会腐蚀金属；污染环境；含硫组分有难闻的臭味、剧

毒；硫可能使下游工厂的催化剂中毒；H

2S可对人造成伤害；CO

2

含量过高会使天然气

热值达不到要求。

1.3项目背景和项目建设的必要性

天然气是一次能源中最为清洁、高效、方便的能源，不仅在工业与城市民用燃气中广泛应用，而且在发电业中也越来越重要作用，近20年来在我国呈现出快速发展的态势。从西气东输和川气东送为标志的天然气管道工程建设到2009年11月份气荒，都促进了天然气市场的发展。

煤炭在我国一次能源消费中的比例将近70%，以煤为主的能源消费结构二氧化碳排放过多，对环境压力较大。合理利用天然气，充分净化天然气，可以优化能源消费结构，改善大气环境，提高人民生活质量，对实现节能减排目标、建设环境友好型社会具有重要意义。

天然气是指自然界中天然存在的一切气体，包括大气圈、水圈、生物圈和岩石圈中各种自然过程形成的气体。而人们长期以来通用的“天然气”是从能量角度出发的狭义定义，是指气态的石油，转指在岩石圈中生成并蕴藏于其中的以低分子饱和烃为主的烃类气体和少量非烃类气体组成的可燃性气体混合物。它主要存在于油田气、气田气、煤层气、泥火山气和生物生成气中。天然气是一种多组分的混合气体，主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外一般还含有硫化氢、二氧化碳、氮和水气，以及微量的惰性气体，如氦和氩等。在标准状况下，甲烷至丁烷以气体状态存在，戊烷以上为液体。

从矿藏中开采出来的天然气是组分非常复杂的烃类混合物，且含有少量的

非烃类杂质。其中，非烃类杂质常常含有H

2S、CO

2

和有机硫化物。由于水的存

在，这些气体组分将生成酸或酸溶液，造成输气管道和设备的严重腐蚀。天然

气中的硫化物及其燃烧物会破坏周围环境，损害人类健康。而像H

2

S和硫醇这样的硫化物，并使之转化为可供工业应用的元素硫，便构成一条天然气工业中普通采用的净化、回收硫的基本技术路线。此外，当硫磺回收装置的尾气不符

合大气排放标准时，还应建立尾气处理装置。因此，天然气中的H

2

S量受到严格限制，开采出的天然气往往须经脱硫预处理，以满足传输及使用要求。欧美

发达国家制定的商品天然气气质标准规定：H

2

S控制含量在5mg/m3天然气左右；总硫控制含量为100mg/m3天然气（以硫计）左右；我国国家标准规定：Ⅰ类商

品天然气H

2

S含量≤6 mg/m3，总硫含量≤100 mg/m3天然气（以硫计）。故而一个完整的天然气脱硫厂应包括脱硫装置、硫磺回收装置和尾气处理装置。