元坝天然气净化工程技术开发与工业试验
发布时间: 2022-03-22
来源: 科技服务团
基本信息
项目介绍 元坝气田建设工程处理规模达 40 亿方/年,是中国石化继普光气田之后的又一超深高酸性气田一体化建设工程。加快元坝气田开发建设,对缓解天然气供需矛盾,优化能源结构,实现中国石化“十二五”期间油气业务大发展和天然气发展战略具有重要意义。 针对元坝天然气气质组成开发出适用于高酸性气、多有机硫含量的天然气净化工艺,形成中国石化自主知识产权的成套天然气净化技术,对高酸性气田天然气产业的发展具有重要的意义。 主要科技创新 1、分析研究天然气净化技术,创建天然气净化工艺全流程模拟,开发出适用于高含 H2S、CO2 及有机硫的天然气净化工艺,特别是针对元坝天然气高碳硫比、高有机硫含量的高酸性天然气净化组合工艺,形成了中国石化具有自主知识产权的天然气净化成套技术; 2、创新开发了非常规克劳斯分流工艺,增强了硫磺回收单元对酸性气组成的适应性。该工艺兼顾了直流工艺和分流工艺的优点,克服了两种工艺的缺点,在保证装置反应转化率的同时,又提高了对原料气组成的适应性,延长了催化剂使用寿命。能最大程度的提高热反应阶段的转化率,也能克服酸性气中烃类杂质所带来的催化及积碳问题; 3、天然气净化全厂流程集成创新,实现了每列天然气净化联合装置可以独立运行与检修,集成创新不仅节省了装置占地,也为全厂的灵活操作创造了条件; 4、基于分子管理的理念,借助量化计算和理论分析,揭示了可强化硫醇、COS 等吸收溶解性能的溶剂组分分子特征,对 UDS-2 新型复配溶剂进行优化调整,丰富了新型高效脱除有机硫溶剂复配开发的应用理论基础; 5、基于修正的正规溶液理论并结合两维溶解度参数准确预测 UDS-2 溶剂的 MeSH/CH4 选择性因子,明晰了 UDS-2 溶剂具有良好 MeSH/CH4溶解选择性的依据,降低净化装置烃损失率,提高了产品气收率; 6、通过对天然气脱水换热网络的深入研究比较,开发了新的 TEG 换热流程,创新设计了具有换热功能的TEG 再生塔,对再生塔的废热进行回收,TEG 再生能耗减少 20%,降低 TEG 再生塔的制造难度,节约设备投资; 7、在单分支流理论基础上,建立了双分支流体系的流量及压力降分布的数学模型,该模型既考虑了流体惯性效应,又考虑摩擦效应,基于双分支流体系的数学模型构建了微旋流器并联放大的工程设计准则,应用于微旋流分离器并联模式选择、并联结构工程设计和操作指南制订中,获得了成功; 8、大型预混式尾气焚烧炉燃烧器国产化应用; 9、基于工业大数据的安全管理指挥系统开发与应用,首次将全厂变电所综合自动化(SCADA)系统中的微机五防及视频监控系统应用到大型天然气净化厂。
2014 年 12 月 10 日至 2015 年 5 月 30 日,元坝天然气净化厂 4 套高含硫天然气净化联合装置陆续安全、成功引原料气投料试车。 经过装置性能考核,净化装置安全、稳定运行,主要工艺技术指标达到设计要求,净化产品气达到《天然气》(GB 17820-2012)一类气标准,硫磺产品质量达到《工业硫磺》(GB/***、GB/***)优等品质量指标,尾气达标排放。 适用于高碳硫比(CO2/H2S)、高有机硫含量(甲硫醇及羰基硫等)的天然气净化组合工艺的开发成功,形成中国石化具有自主知识产权的成套天然气净化生产技术,填补国内在该领域的技术空白,对今后四川地区高酸性气田的天然气净化具有重要意义。