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【摘 要 】本文针对普光气田高含硫净化装置20万吨/年硫磺回收和尾气处理单元,解决了装置开工及生产运行工作中的一系列复杂的难题,提高了硫磺回收率,减少了尾气中SO2的排放量,降低污染,达到了环保生产的目的.降低了生产运行成本,缩短了开工周期.确保装置安全平稳生产.

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1.前言

普光气田天然气资源量大约8916亿立方米,截至目前已累计探明天然气地质储量3813亿立方米,其原料气主要组成(mol%)为:氦0.01,氢气0.02,氮气0.552,二氧化碳8.63,硫化氢14.14,甲烷76.52,乙烷0.12,丙烷0.008,总硫醇340.6 mg/Nm3,而原料气压力达到8.1MPa以上,是迄今国内发现的规模最大、高压高含硫且危险度最高的特大型整装海相气田.中原油田普光气田天然气净化厂分为十六个系列,每个系列都包括天然气脱硫单元、硫磺回收单元、尾气处理单元,其中两个系列共用一套脱水和酸水单元,单系列硫磺的产量大约为20万吨/年.

2.装置工艺流程

克劳斯法硫磺回收的主要设备有反应炉、余热锅炉、二级转化器、 冷凝器等,普光硫回收工艺采用的是直流法,进入反应炉内的酸性气体与按照化学计量配给的空气进行燃烧,保证装置有稳定的较高的硫回收率.

普光硫磺回收工艺采用了过程气换热法间接加热,用3.5MPa的中压饱和蒸汽作为热源来加热一级和二级硫冷凝器出口的过程气,操作方便,反应器床层入口温度易于控制,对于开工升温,反应器床层除硫,保证了催化剂具有较好活性,延长了其使用寿命.


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硫冷凝器出口管线上安装了H2S/ SO2在线分析仪,能准确控制反应炉酸性气所需燃烧空气流量.保证尾气中H2S/SO2的比例2∶1,以便使装置能够达到最大的硫回收率.

液硫脱气采用空气鼓泡脱气设施,操作控制简单,可将溶解在液硫中的微量H2S脱至10ppm以下.

硫磺回收反应炉余热锅炉三冲量控制,酸气分液罐液位联锁控制,克劳斯炉炉温、炉压采用联锁保护,保证了装置安全安全运行.

3.装置运行连锁优化

(1)在装置实际运行中,由于克劳斯风机故障导致克劳炉连锁停车,如按正常点炉流程回复克劳斯炉生产,花费时间较长,对点炉配风有严格要求,不好操作.故增加增加热启动程序,便于及时恢复生产.


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3.2 开停克劳斯炉时酸气入口导叶的保护及长明灯保护

经过深入讨论

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分析与实践,确定外加介质氮气引入酸气线,位置如图1所示,在酸性气管线内无介质时,将氮气通入以保护酸性气入口导叶.尤其在蒸汽品质较差的情况下,改用氮气保护酸性气入口导叶,有效的解决了克劳斯炉回火及辐射热的问题.

通过通入氮气保护酸性气入口导叶,取得了良好的效果,在经过多次验证后,发现酸气入口导叶得到了良好的保护,入口导叶在多次使用后,仅仅是表面油漆剥落,证明酸性气导流叶片回火问题解决.

3.3 大型硫封问题的处理

各联合装置硫封在运行过程中能够基本满足硫磺单元的运行要求,但在运行过程中也暴露出了大型硫封的一些问题,即硫封在开工时容易发生堵塞问题.在装置运行过程中 硫封由于所过液硫流量最少,也发生过硫封堵塞现象.液硫工艺流程图如图1示:

通过对开工时硫封堵塞现象的观察,发现堵塞部位在硫封底部,对堵塞介质取样,发现大部分是凝固的液硫,且中间夹杂黑色颗粒物,说明液硫中含有杂质,但主要原因是硫封热负荷不足,液硫流动性变差,造成硫封堵塞.

4.解决措施

(1)调整液硫封的热负荷,在硫磺单元引酸气开工前将硫封本体伴热线就地排凝打开,保证伴热线内无积水,提高硫封的整体伴热温度,保证液硫流淌通畅.

(2)对入 硫封的液硫流程进行了改造,增加了一条排空线,防止 硫封出现堵塞时,可以紧急排空,防止影响硫磺单元的平稳生产,便于处理硫封堵塞.

(3)在硫封顶部增加氮气吹扫阀门,硫磺单元停工时,可将硫封中的液硫通过氮气压出,减少硫封中液硫的存量,同时可防止液硫中的酸性气体逸出,在硫封中聚集,减小硫封的腐蚀.

通过以上措施,普光净化装置硫封运行正常,未发生硫封堵塞现象,有效解决了普光净化厂硫封的堵塞问题.硫封伴热线工艺流程如图2示:

5.结束语

普光净化厂联合装置硫磺单元硫封在开工或生产运行中,通过以上措施的优化及改造,硫封运行正常,避免了硫封堵塞现象的发生,通过操作优化及技术改造,有效解决了普光净化厂大型硫封的堵塞问题.

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