齊塊伴生氣硫化氫處理及再利用技術(shù)樣本

1、齊40塊伴生氣硫化氫處理及再利用技術(shù)一、實施背景齊40塊含油面積7.9km2,地質(zhì)儲量3 7 74X 104t。1987年以蒸汽吞吐方式投 入開發(fā)，1998年開展4個井組蒸汽驅(qū)先導(dǎo)試驗， 進行7個井組擴大試驗，區(qū) 塊全面進入蒸汽驅(qū)工業(yè)化實施階段，全塊共有蒸汽驅(qū)井組150個。區(qū)塊全面轉(zhuǎn)驅(qū)以來，伴生氣量逐漸增加，單井硫化氫含量也越來越高。當(dāng)前 齊40塊共有油井732 口，開井642 口，硫化氫含量超標(biāo)井616 口 （硫化氫含量 N15mg/m3的井），占開井?dāng)?shù)的96%,其中硫化氫含量1000mg/m3的272 口井。圖1齊40塊油井硫化氫濃度分布圖硫化氫濃度最高的部位是先導(dǎo)擴大區(qū)，由于該部位于98

2、年10月轉(zhuǎn)蒸汽驅(qū), 轉(zhuǎn)驅(qū)時間長當(dāng)前進入突破階段。硫化氫濃度次高部位為西南高傾角區(qū)、東北部 區(qū)域，該部位油層物性好，轉(zhuǎn)驅(qū)后受效快、見效明顯。硫化氫濃度低的部位，與 齊108塊相鄰，油層薄物性差，受效不明顯。齊40塊現(xiàn)階段日產(chǎn)伴生氣11.6萬方。伴生氣主要組分有CO2、CH4、N2、 H2、H2S，還含有微量的其它烷烴和有機硫成分。齊40塊伴生氣中超標(biāo)硫化氫的存在，不但嚴(yán)重危害到我廠員工的身心健康, 同時也增加了與周邊百姓協(xié)調(diào)的難度。由于伴生氣中二氧化碳含量高，導(dǎo)致伴生 氣無法進系統(tǒng)燃燒，對外排放又嚴(yán)重影響環(huán)境保護。為解決齊40塊伴生氣中硫 化氫超標(biāo)和無法進系統(tǒng)的問題，按照安全環(huán)保工作要求，開展了

3、伴生氣硫化氫 處理及再利用研究。二、伴生氣硫化氫處理及再利用技術(shù)研兗與應(yīng)用2.1硫化氫處理技術(shù)齊40塊伴生氣硫化氫處理采用干法脫硫技術(shù)。干法脫硫是指采用固體吸附 劑（脫硫劑）吸附天然氣中的硫化氫，使得天然氣凈化的一種方法。干法脫硫所使用的固體吸附劑（脫硫劑）有氧化鐵、氧化鋁、氧化鋅、氧 化錳、活性炭、泡沸石和分子篩等。當(dāng)前使用最多的是金屬氧化物及活性炭固 體吸附劑。用固體吸附劑中的堿性物質(zhì)（例如氧化鐵）與硫化氫反應(yīng)生成金屬硫 化物（硫化鐵）和水而脫除了硫化氫。（1）干法脫硫技術(shù)適用于處理量不太大，含硫量較低且脫硫精度要求較高 的物料。與濕法脫硫相比，干法脫硫技術(shù)具有裝置設(shè)備較少，投資省，能耗低

4、， 流程簡單，生產(chǎn)過程無廢液廢氣等優(yōu)點。（2）金屬氧化物脫硫固體吸附劑，大多只能脫除天然氣中的無機硫，而脫 除天然氣中有機硫（如硫醇、硫醚）的效果較差。為了提高吸附劑脫除天然氣 中有機硫的能力，常經(jīng)過加入一定量有機硫脫除催化劑（如氧化鋅、氧化錳等） 來實現(xiàn)。（3）金屬氧化物脫硫固體吸附劑吸附一定量的硫化氫后，會達到飽和，這 時，控制性通入氧氣，吸附劑會與氧氣反應(yīng)，實現(xiàn)再生。再生后的吸附劑還會有 一定的吸附硫化氫的能力。但再生化學(xué)反應(yīng)放熱量很大，在天然氣脫硫工藝中， 易發(fā)生危險，一般不進行在線再生。而只對從脫硫塔中卸出的廢脫硫劑進行控制 再生，使廢脫硫劑穩(wěn)定，便于無害化處理。以氧化鐵脫硫過程為例

5、，其脫硫化氫化學(xué)反應(yīng)：FeO -HO+3HS=FeS - H O+3H O+5.2 千卡2 3222 322氧化鐵除硫劑再生化學(xué)反應(yīng)：2FeS - H O+ 3O=2 Fe O - H O+6S+47.1 千卡2 3222 32活性炭脫硫固體吸附劑是最有前途的脫硫劑，它具有脫硫選擇性好、硫容 高等特點。但活性炭脫硫固體吸附劑價格較高，同時，活性炭脫硫劑只有在有氧 條件下的脫硫效果才會提高。2.1.1干法脫硫試驗結(jié)果(1)現(xiàn)場小試為確定干法脫硫工藝對齊40塊伴生天然氣的適應(yīng)性，我們在齊40塊30#站 進行了現(xiàn)場中試，試驗從6月3日開始，至9月6日結(jié)束。該裝置投產(chǎn)至試驗 結(jié)束，共處理天然氣9402

6、9m3,累計脫出硫化氫517kg。試驗結(jié)束時，1#塔中脫 硫劑尚未飽和，仍能脫出天然氣中30%的H2S。經(jīng)計算，試驗期間，硫容可達到 27%以上。含硫化去已建天然含硫化去已建天然圖2脫硫工藝示意圖(2)擴大試驗在齊30#站的試驗基礎(chǔ)上，9月底我們在齊1#站進行擴大試驗，投資新建 脫硫處理裝置由4座D1300X7300脫硫塔組成，每座脫硫塔裝填脫硫劑5.3m3 (4.24t)。投產(chǎn)初期，只運行兩座脫硫塔，待第二座塔穿透時投運第三座塔。當(dāng) 時齊1#站的伴生氣中H S平均含量為4037mg/m3。按已經(jīng)飽和1號、2號脫硫塔 2脫硫劑計算，硫容已達到28.5%。故此方法可推廣實施。齊40塊伴生天然氣的

7、特點是分散，各小站氣量、伴生氣中硫化氫含量差別 較大，同時伴生氣中CO2含量高達80%90%。傳統(tǒng)的干法脫硫劑多以金屬氧化物、活性炭等作為主要成份，一般穿透硫 容在10%左右，工作硫容在1520%。該類脫硫劑受處理氣體中二氧化碳含量影 響較大，在高二氧化碳含量體系中硫容下降很快，因此根本無法適應(yīng)高硫化氫 含量、高二氧化碳含量的齊40塊天然氣干法除硫，經(jīng)濟上不可行。針對上述情況，我們應(yīng)用了新型高硫容脫硫劑。該脫硫劑主要成份為無定形 羥基氧化鐵，由人工合成的無定形羥基氧化鐵加入特種助劑，擠條而成。該脫硫 劑具有較大的孔容及比表面積，具有較快的凈化速度及較高的硫容，強度大、 抗水性好，適應(yīng)在高二氧化碳含量體系中應(yīng)用。據(jù)室內(nèi)試驗及現(xiàn)場應(yīng)用試驗證明，該脫硫劑