天然气净化厂工艺

龙岗天然气净化厂概况

1 龙岗天然气净化厂简介

龙岗天然气净化厂位于四川省南充市仪陇县阳通乡二郎庙村1社二郎庙，位于仪陇县西北面边沿山区，距仪陇县老城区直线距离约54km，西南距仪陇县新城区直线距离约71km，北侧距立山镇直线距离约2.2km。设计的原料天然气处理能力为1200×104m3/d，设计的原料气压力7.6～7.8MPa，单列装置的原料天然气处理能力为600×104m3/d，共2列，装置的操作弹性为50～100%，年运行时间 8000小时。龙岗天然气净化厂主要包括主体工艺装置、辅助生产设施和公用工程几部分。

其原料气组成如下表所示：

组分 H2S CO2 H2O CH4 C2H6 摩尔分率，mol% 2.05 0.57 0.07 95.38 0.02 组分 i-C4H10 n-C4H10 N2+He H2 O2+Ar 摩尔分率，mol% 0.001 0.001 1.77 0.01 0.13 注：1）原料气不含有机硫 2）原料气温度30~36℃ 2 生产工艺

由集气总站来的原料天然气先进入脱硫装置，在脱硫装置脱除其所含的几乎所有的H2S和部分的CO2，从脱硫装置出来的湿净化气送至脱水装置进行脱水处理，脱水后的干净化天然气即产品天然气，经输气管道外输至用户，其质量按国家标准《天然气》（GB17820-1999）二类气技术指标控制。脱硫装置得到的酸气送至硫磺回收装置回收硫磺，回收得到的液体硫磺送至硫磺成型装置，经冷却固化成型装袋后运至硫磺仓库堆放并外运销售，其质量达到工业硫磺质量标准（GB2449-92）优等品质量指标。为尽量降低SO2的排放总量，将硫磺回收装置的尾气送至尾气处理装置经还原吸收后，尾气处理装置再生塔顶产生的酸气返回硫磺回收装置，尾气处理装置吸收塔顶尾气经焚烧炉焚烧后通过100m高烟囱排入大气。尾气处理装置急冷塔底排出的酸性水送至酸水汽提装置，汽提出的酸气返回硫磺回收装置，经汽提后的弱酸性水作循环水系统补充水。总

工艺流程方框图见图2-1。

2.1 脱硫装置

自集气总站来的原料天然气进入过滤分离器，经过滤分离除去天然气中夹带的机械杂质和游离水后，自下部进入脱硫吸收塔与自上而下的MDEA贫液逆流接触，天然气中几乎所有H2S和部分CO2被脱除，湿净化气送至下游的脱水装置进行脱水处理。吸收塔底出来的富液经闪蒸并与热贫液换热后进入再生塔上部，解吸出H2S、CO2、有机硫气体。再生塔底出来的贫液经换热、冷却后，由过滤泵升压，升压后分一小股贫胺液进入闪蒸塔，以脱除闪蒸气中的H2S。其余贫液进入溶液过滤系统，过滤后的贫胺液由溶液循环泵送至脱硫吸收塔完成胺液的循环。再生塔顶的酸气送至下游硫磺回收装置。闪蒸气送至工厂尾气处理装置用作焚烧炉燃料气。

2.2 脱水装置

本装置采用三甘醇(TEG)作脱水剂，脱除湿净化天然气中的绝大部分饱和水，经TEG吸收塔脱水后的干净化天然气(在出厂压力条件下水露点≤-10℃)作为产品气外输。TEG 富液从塔底流出，经换热后进入闪蒸罐闪蒸，闪蒸气进入燃料气系统。再生塔重沸器采用火管加热。为确保贫液甘醇浓度，在贫液精馏柱上设有汽提气注入设施。从塔顶出来的再生气，进入再生气灼烧炉焚烧后经尾气烟囱排入大气。贫液在 TEG 缓冲罐与富液换热并经贫液冷却器冷却后经TEG循环泵升压返回吸收塔上部循环使用。

2.3 硫磺回收装置

硫磺回收采用美国BV公司许可的二级常规克劳斯工艺，硫收率为93%，为了满足工厂总硫回收率大于99.8%的要求，硫磺回收尾气进入尾气处理装置进一步处理。酸气进入主燃烧炉，与一定量的空气进行反应，产生的高温气流经余热锅炉、一级硫磺冷凝冷却器冷却、冷凝、分硫后，再依次经过一级再热炉、一级反应器、二级硫磺冷凝冷却器、二级再热炉、二级反应器、三级硫磺冷凝冷却器，将酸气中的硫分离出来，处理后的过程气送至尾气处理装置。

2.4 尾气处理装置

装置采用美国BV公司许可的标准还原吸收法尾气处理工艺，采用选择性强的MDEA作为脱硫的吸收溶剂。自硫磺回收装置来的硫回收尾气与在线燃烧炉产生的高温还原性气体混合后，在约280℃的温度条件下进入加氢反应器。自加氢反应器出来的气体通过发生低压蒸汽的余热锅炉取走部分热量后进入急冷塔，冷却后的气体进入一个采用MDEA溶液的低压脱硫单元，从吸收塔顶部出来的气体经焚烧炉焚烧后通过尾气烟囱排入大气，尾气处理装置处理后的尾气经焚烧炉焚烧后，通过100m高的烟囱排放。

2.5 酸水汽提装置

装置采用美国BV公司许可的酸水汽提工艺，采用常用的蒸汽汽提方法，用蒸汽把酸水中溶解的H2S和CO2汽提出来，酸水汽提后的酸水中H2S含量低于 5ppm(w)，用作循环水补充水。从酸水汽提塔顶出来的含H2S和CO2酸性气送至硫磺回收装置。酸水汽提塔顶出口设有塔顶冷却器，底部设有蒸汽加热的重沸器。

龙王庙天然气净化厂概况

1 龙王庙天然气净化厂简介

四川盆地下古生界龙王庙组天然气勘探取得重大进展，磨溪8、11、9 井相继在龙王庙组测试获得高产工业气流，展示了磨溪区块龙王庙组良好的勘探开发潜力。根据西南油气田对安岳气田磨溪区块龙王庙组气藏的方案实施部署，将分期、分阶段地建设数个国内一流，川渝地区最大的天然气净化厂。一期设计规模为净化天然气 600×104m3/d；设有2列天然气处理装置，单列处理能力为300×104m3/d。设置硫磺回收装置2列，单列处理规模为42t/d。辅助生产设施和公用工程的设计生产能力在考虑一期主体装置匹配的同时兼顾二期 600×104m3/d天然气处理规模的需求。年生产时间为8000小时。 现气质条件为： H2S摩尔含量为0.57%；CO2摩尔含量为2.0% 磨溪第二天然气净化厂(一期)参数条件： 1）原料气

处理量： 600×104m3/d (气体标准状态为20℃，101.325kPa.a，以下同)

压力：～6.7MPa(g) 温度： 20～25℃

2）产品天然气

气量： 594×104m3/d（符合《天然气》）（GB17820-2012）二类） H2S 含量 ≤20mg/m3 水露点 ≤-5℃（6.3MPa(g)压力下） 固体硫磺：

产量： 84t/d 产品卸料温度： ≤45℃ 固体硫磺产品符合如下要求：

纯度≥99.95%(质) 水含量≤2.0%(质) 灰分≤0.03%(质)

2 生产工艺

2.1 脱硫装置

安岳气田磨溪区块龙王庙组气藏开发地面工程(一期)设置2套脱硫装置，用于处理自过滤系统来的天然气，脱除其中绝大部分的 H2S。原料气在20℃、 6.6MPa(g)条件下进入本装置，在吸收塔内与MDEA 贫液逆流接触，气体中绝大部分 H2S 和部分CO2 被胺液吸收脱除，湿净化天然气送至脱水装置进行脱水处

理。富胺液（6.56MPa(g)、 50℃）压力降至约0.6 MPa(g)进入闪蒸罐闪蒸出部分溶解的烃类气体，闪蒸气经闪蒸气吸收塔脱硫后，送至燃料气系统。富液再生塔塔内自下而上的蒸汽逆流接触，上升蒸汽汽提出富液中的 H2S 和CO2 气体，再生热量由再生塔重沸器提供。

本装置采用45%（wt）MDEA水溶液，溶液循环量约为 94 m3/h。

2.2 脱水装置

一期工程的脱水单元共设 2 套相同的脱水装置。脱水装置的进料气为上游脱硫装置来的湿净化天然气，其处理能力与单套脱硫装置的处理能力匹配，单套脱水装置的处理量为292.78×104m3/d。从脱硫装置来的压力为6.56MPa(g)，温度约 49.1℃的湿净化天然气，进入吸收塔与约 99.74%（wt）的TEG 贫液逆流接触。脱除水分后的天然气调压至 6.3MPa(g)（进北内环外输），约51℃条件下出装置，产品气水露点<-5℃。TEG 富液经闪蒸罐闪蒸后进入TEG 重沸器富液精馏柱提浓。单套装置 TEG 循环量为5.8t/h。

2.3 硫磺回收装置

本硫磺回收装置规模采用具有国内自主知识产权的CPS工艺，装置由一床常规克劳斯反应段加三个后续的低温克劳斯反应段组成。设计硫回收率≥99.25%。

装置应用低温克劳斯技术。先对催化剂再生后的反应器进行预冷，待再生态的反应器过渡到低温吸附态时，下一个反应器才切换至再生态，全过程中始终有两个反应器处于低温吸附状态， 有效避免了同类工艺不经预冷就切换从而导致切换期间硫磺回收率降低和SO2 峰值排放的问题，确保了装置高的硫磺回收率。

经过三级CPS反应器的过程气经冷却后通过液硫捕集器，再进入尾气焚烧炉焚烧排放。

罗家寨天然气净化厂概况

1 罗家寨天然气净化厂简介

定址于四川达州市宣汉县的西南油气田分公司罗家寨天然气净化厂，2004年11月8日破土动工。设计处理能力为900×10 m4/d(20℃，101.325 kPa ) 原料天然气，本净化厂的脱硫装置、脱水装置、硫磺回收装置和尾气处理装置按并列3套设置，单套装置原料天然气处理量为300×10 m4/d，单套装置的操作弹性为50～100％。罗家寨净化厂原料天然气的组成见下表。

组分 甲烷 乙烷 丙烷 N2 H2 H2S CO2 He

组成（% mol）

81.38 0.07 0.02 0.70 0.23 10.08 7.50 0.02

其中，H2S含量的变化范围为：9.5%~11.5%；CO2含量的变化范围为：7%~8%；原料气温度：30℃；原料气压力：7.1 ~7.3 MPa(g) 。

2 生产工艺

2.1 脱硫装置

含硫天然气自下部进入脱硫吸收塔，在塔内含硫天然气与自上而下的 MDEA贫液逆流接触，气体中几乎所有的H2S和大部分CO2被胺液吸收脱除。在脱硫吸收塔第16 层、18层、20层和22层塔盘分别设置贫胺液入口，用作调节塔的操作弹性，以确保湿净化气的质量指标。另在脱硫吸收塔第8层塔盘设置了半贫胺液入口，该半贫胺液来自尾气处理装置半贫胺液泵。脱硫吸收塔顶湿净化天然气经湿净化气分离器分液后，在约7.15MPa(a)，41℃的条件下送至脱水装置。

从脱硫吸收塔底部出来的富液和被湿净化气分离器分离下来的液体一起经过富胺液能量回收透平回收能量，压力降至约0.8MPa(a)后进入闪蒸罐。闪蒸气进入闪蒸气吸收塔，闪蒸气在塔内自下而上流动与MDEA贫液逆流接触，脱除闪

蒸气中的H2S和部分CO2气体。从闪蒸罐出来的MDEA富液温度升至93℃左右后进入再生塔第22层塔盘，自上而下流动，蒸汽逆流接触进行再生，解吸出MDEA富液中的H2S和CO2气体。热MDEA贫液在128℃温度下自再生塔底部引出，分别去 SCOT尾气处理装置、脱硫装置闪蒸气吸收塔和高压贫胺液泵。去高压贫胺液泵的MDEA贫液被泵送至脱硫吸收塔。

2.2 硫磺回收装置

罗家寨天然气净化厂硫磺回收装置采用常规克劳斯工艺。酸气与按需要配入的空气一起进入燃烧炉反应，再经过余热锅炉、两级催化转化反应器与相应的硫磺冷凝冷却器，经捕集硫磺后尾气进入尾气处理装置。

2.3 尾气处理装置

罗家寨天然气净化厂的尾气处理装置采用串级SCOT工艺，由还原和吸收两部分组成。还原部分是通过催化加氢的方式实现的，将克劳斯装置尾气中的元素硫和硫化物转化为H2S。来自脱硫装置的部分MDEA溶液吸收尾气中的H2S后，再返回脱硫装置中的吸收塔进一步吸收原料气中的酸气。

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