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正文內(nèi)容

儀隴天然氣凈化廠天然氣脫硫工程設(shè)計畢業(yè)論文(編輯修改稿)

2025-07-25 03:31 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 ........................................................................ 49 施工期環(huán)保治理措施 ............................................................................................... 49 施工期噪聲影響分析與控制措施 .................................................................... 49 施工期揚塵影響分析與控制措施 .................................................................... 49 施工期排水對水環(huán)境的影響與控制措施 ........................................................ 50 工程設(shè)計論文 4 施工期固體廢棄物對環(huán)境的影響與控制措施 ................................................ 50 其它 .................................................................................................................... 50 運營期環(huán)保治理設(shè)施 ............................................................................................... 50 廢氣治理 ............................................................................................................. 50 廢水治理—— 活性污泥法 ................................................................................ 51 廢渣治理 ............................................................................................................ 52 噪聲治理 ............................................................................................................ 52 廠區(qū)綠化 ........................................................................................................................... 53 參考文獻 ..................................................................................................................................... 54 工程設(shè)計論文 5 第一章 總論 項目概況本項目為中國石油天然氣集團公司西南油氣田分公司儀隴天然氣凈化廠新建處理 343103m3/d 天然氣脫硫項目,采用醇胺溶液作為吸收劑,進行選擇性脫除原料氣中的 H2S,從而達到商品氣輸送標準(H 2S 含量: ≤20mg/m3,CO 2含量: ≤3%(mol%) ) 。 設(shè)計依據(jù)(1)化工工程設(shè)計相關(guān)規(guī)定;(2)國家經(jīng)濟、建筑等相關(guān)政策;(3) 《化工建設(shè)項目可行性研究報告內(nèi)容和深度的規(guī)定》 (1992 年 12 月 28 日化工部發(fā)布)及有關(guān)專業(yè)的國家標準;(4)儀隴天然氣凈化廠相關(guān)資料,包括自然條件、交通條件以及公用工程及配套設(shè)施條件等。 天然氣凈化的重要性及必要性從世界天然氣工業(yè)發(fā)展趨勢看,天然氣在能源結(jié)構(gòu)以及經(jīng)濟領(lǐng)域中的地位越來越顯著。另外,隨著世界經(jīng)濟迅猛發(fā)展,城市化日益嚴重,以及不斷增長的能源消費,各種有害物質(zhì)和溫室氣體排放越來越激烈,受到極大的威脅不僅僅是人類的生存環(huán)境。在這種狀況下,熱值高、清潔的天然氣能源正逐步受到極大的重視,世界各國要維持經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展和改善環(huán)境的最佳選擇就是發(fā)展天然氣工業(yè)。油田開采和收集出的天然氣中常常是由多種可燃和不可燃的氣體組成的混合氣,以低分子飽和烴類為主,其中還含有 H2S、CO 2,以及有機硫化合物和水蒸氣等雜質(zhì)。H 2S 和 CO2 被稱為酸氣,H 2S 氣體有毒,對人體健康危害較大,能破壞很多工業(yè)催化劑,另外在大氣中氧化后也是被公認的酸雨的主要來源之一,而 CO2 又是主要的溫室氣體之一,目前全球氣候變暖,與 CO2 的排放的關(guān)系密不可分,CO 2 減排己經(jīng)成為世界組織面臨的最嚴重的環(huán)境問題之一。天然氣中所含的水蒸氣在溫度和壓力波動時,可能會濃縮成液態(tài)水、冰或者各種水合物,這就會導致傳輸量下降,增加動力能耗,氣體流體阻力上升,甚至會導工程設(shè)計論文 6 致管線和閥門的堵塞。再加上天然氣中的酸性氣體存在的情況下,會腐蝕管線,儀表和設(shè)備。因此,各國對商品天然氣中的 H2S、CO 2,以及水蒸氣含量都有嚴格的控制,每個國家的國情不同,標準也各異,一些國家規(guī)定 H2S 的質(zhì)量濃度低于 ~16mg/m 3,總硫含量小于 150~450mg/m 3,CO 2 的摩爾分數(shù)低于2%~3%。而我國對商品天然氣的一些質(zhì)量指標如表 11。表 11 我國商品天然氣質(zhì)量標準項目 一類 二類 三類高位發(fā)熱量/(MJ/m 3) ﹥總硫(以硫計)/(mg/m 3) ≤100 ≤200 ≤460H2S/(mg/m3) ≤6 ≤20 ≤460CO2/%(體積分數(shù)) ≤ N/A水露點/℃在天然氣交接點的壓力和溫度條件下,天然氣的水露點應(yīng)比最低環(huán)境溫度低 5℃為避免以上情況,以及防止商品天然氣管道的輸送能力和氣體熱值的降低,滿足輸氣管露點以及后續(xù)加工要求,防止產(chǎn)品質(zhì)量降低和能耗增加等不利影響,天然氣自采出后必須進行凈化處理。 原料及產(chǎn)品方案 原料方案本裝置的原料為井口經(jīng)過預處理后的濕凈化氣,其組分及濃度如表12所示。表12 濕凈化氣的組成組分 摩爾分率,mol% 組分 摩爾分率,mol%H2S iC4H10 CO2 nC4H10 H2O N2+He CH4 H2 C2H6 O2+Ar 注:原料氣中不含有機硫。工程設(shè)計論文 7 產(chǎn)品方案本廠主產(chǎn)品為合格的商品氣,滿足管道天然氣管道輸送標準。表13 凈化后產(chǎn)品規(guī)格組分 凈化后規(guī)格 國標規(guī)定H2S≤20mg/m3(20℃,)≤20mg/m3CO2 ≤3%(mol%) ≤3%(mol%) 主要標準與規(guī)范本設(shè)計遵循如下主要標準、規(guī)范:①《石油天然氣工程設(shè)計防火規(guī)范》GB501832022②《大氣污染物綜合排放標準》(GB162971996) 及國家環(huán)境保護總局環(huán)函[1999]48 號《 關(guān)于天然氣凈化廠脫硫尾氣排放執(zhí)行標準有關(guān)問題的復函》③《流量測量節(jié)流裝置用孔板、噴嘴和文丘里管測量充滿圓管的流體流量》(GB/T262493)④《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》(GB 5005794,2022 年版)⑤《分散型控制系統(tǒng)工程設(shè)計規(guī)定》(HG/T2057395)⑥《蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》(勞動保障部發(fā)[1996]276 號)⑦《用標準孔板流量計測量天然氣流量》(SY/T61432022)⑧《工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計規(guī)范》(GBJ8785)⑨《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標準》(GB1234890)⑩《氣田天然氣凈化廠設(shè)計規(guī)范》(SY/T001196)GB 162971996 《大氣污染物綜合排放標準 》GB 178201999 《商品天然氣的技術(shù)標準》SY/T65382022 《配方型選擇性脫硫溶劑標準》工程設(shè)計論文 8 SY/T65372022 《天然氣凈化廠氣體及溶液分析方法標準》 廠址概況西南油氣田川中油氣礦龍崗天然氣凈化廠位于四川省儀隴縣立山鎮(zhèn),肩負著龍崗特大型含硫氣田的脫硫責任。在“綠色、科技、和諧” 的大旗帶領(lǐng)下,本著高起點建設(shè)、高效率生產(chǎn)、高標準允許的建廠理念,廠區(qū)主要設(shè)備達到了三項國際先進水平(%;污水處理后全部利用,基本實現(xiàn)零排放;引進大型SCADA 系統(tǒng)、DCS/SIS 綜合系統(tǒng)、裝備自動控制和事故應(yīng)急處理系統(tǒng)) ,實現(xiàn)了四項國內(nèi)領(lǐng)先(首次在國內(nèi)采用單套日處理含硫天然氣600萬立方米的凈化裝置;單套裝置處理能力達到國內(nèi)最大;首次在國內(nèi)采用數(shù)字化氣田管理系統(tǒng)及三位應(yīng)急地理信息系統(tǒng);首次在國內(nèi)設(shè)置氣防中心;設(shè)備噪聲污染控制、環(huán)境保護水平以及蒸汽分級利用和節(jié)能均達到國內(nèi)先進水平) 。儀隴縣屬于四川盆地亞熱帶濕潤氣候區(qū)。氣候溫和,雨量充沛,光照較同緯度地區(qū)偏少,四季分明,無霜期長,氣候資源較為豐富。其特點是春季氣溫回暖早,但不穩(wěn)定,夏無酷暑,冬無嚴寒,對于建廠非常有利。工程設(shè)計論文 9 第二章 天然氣脫硫工藝方案選擇 概述天然氣中含有酸性組分時,不僅在開采、處理和儲運過程中會造成設(shè)備和管道腐蝕,而且用作燃料時會污染環(huán)境,危害用戶健康。天然氣中 CO2 含量過高會降低熱值。因此當天然氣中酸性組分含量超過商品氣質(zhì)量指標或管輸要求時,必須采用合適的方法將其脫除至允許值內(nèi),脫除的酸性組分稱為酸氣,其主要成分是 H2S、 CO2 及少量烴類,從酸性天然氣中脫除酸性組分的工藝過程稱為脫硫脫碳。天然氣脫硫脫碳是天然氣凈化工藝的“ 龍頭” ,其類別也特別多,但主導工藝是胺法及砜胺法。目前可用于分離和脫除天然氣中酸氣的方法如圖 21所示。圖21 酸氣脫出技術(shù) 化學溶劑法化學溶劑法是以堿性溶液吸收 H2S 及 CO2 等,并于再生時又將其放出的方法,包括使用有機胺的 MEA 法,DEA 法,DIPA 法,DGA 法,MDEA 法及位阻胺法等,使用無機堿的活化熱碳酸鉀法也有應(yīng)用。到目前為止,化學溶劑(主要是醇胺類)法是天然氣脫硫中使用最為頻繁的方法?;旌蠚庵蠬2S的脫除干法濕法膜法生物法活性炭吸附法分子篩吸附法加氫轉(zhuǎn)化金屬氧化物吸附法化學吸收物理吸收膜氣體吸收膜分離堿吸收(NaOH、KOH)有機醇胺(MEA、MDEA 等)氧化轉(zhuǎn)化(ADA、萘醌、鐵基轉(zhuǎn)化)水吸收;常溫、低溫甲醇吸收碳酸丙烯腈、環(huán)丁砜吸收工程設(shè)計論文 10 醇胺法工藝流程天然氣胺法脫硫脫碳的工藝流程是基于醇胺與酸氣(H 2S 及 CO2)的反應(yīng)設(shè)置的;在加壓及常溫條件下胺液吸收天然氣中的酸氣,在低壓及升溫條件下使胺液吸收的酸氣逸出,再生了的胺液可循環(huán)使用。因此,使用不同醇胺溶液的天然氣脫硫脫碳裝置的基本工藝流程是相同的。天然氣脫硫脫碳工藝主要分為吸收、閃蒸、換熱以及再生部分。其中吸收部分主要是將天然氣中的酸氣(主要是 H2S 與 CO2)脫除至規(guī)定指標;閃蒸用于除去富液中的烴類(以降低酸氣中的烴含量);換熱系統(tǒng)以富液回收貧液的熱量。再生系統(tǒng)將富液中的酸氣解析出來以恢復其脫硫性能。胺法裝置的基本工藝流程圖如 22 所示。圖22 胺法裝置的基本工藝流程在基本工藝流程的基礎(chǔ)上,根據(jù)工況特點,可以增加輔助設(shè)施(如 MEA 等復活裝置) 流程,也可以采用貧液分流、貧液與半貧液分流、富液分流、吸收塔內(nèi)設(shè)置內(nèi)冷器等以取得更好的技術(shù)經(jīng)濟效果。還可以幾個吸收塔共用一個再生及換熱系統(tǒng)。 常規(guī)胺法胺法分常規(guī)胺法和選擇性胺法。常規(guī)胺法指較早即在工業(yè)上獲得應(yīng)用的、可基本上同時脫除 H2S 及 CO2 的胺法。目前常規(guī)胺法所使用的烷醇胺包括一乙醇胺(MEA)、二乙醇胺 (DEA)及二甘醇胺(DGA)等。工程設(shè)計論文 11 一乙醇胺(MEA)法在用于氣體凈化的各種烷醇胺中,MEA 是最強的有機堿,它與酸氣反應(yīng)最迅速。雖然它與 H2S 的反應(yīng)速度快于 CO2,但在實際中并不顯示選擇脫除 H2S的能力。一乙醇胺法的特點有:(l)高凈化度。無論 H2S 或 CO2,MEA 法均可將其脫除達到很高的凈化度。(2)與 COS 及 CS2 發(fā)生不可逆降解。(3)腐蝕限制了 MEA 溶液濃度及酸氣負荷。(4)MEA 裝置通常配置溶液復活設(shè)施。MEA 法溶液濃度及酸氣負荷受限制的關(guān)鍵因素是腐蝕。 二乙醇胺(DEA)法二乙醇胺法的特點如下:(l)用于天然氣凈化可保證凈化度。DEA 的堿性較 MEA 稍弱,平衡時氣相中的 H2S 及 CO2 分壓要高一些,不適用于高壓條件的天然氣凈化。(2)基本不為 COS 及 CS2 降解。(3)DEA 法通常不安排溶液復活設(shè)施。 二異丙醇胺(DIPA)法DIPA 溶液在常壓下具有在 CO2 存在下選擇脫除 H2S 的良好能力,可在還原吸收法處理克勞斯尾氣工藝中用作選吸溶劑,但在壓力下其選吸能力不顯著;因其有良好的脫除 COS 的能力,在歐洲多用于處理煉廠氣。此外,DIPA 與環(huán)丁砜配方組成
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