剑阁天然气净化厂硫磺异常原因分析及解决措施.pptx

剑阁天然气净化厂硫磺异常原因分析及解决措施

2一、概况二、原因分析三、分析及相关模拟计算情况四、建议措施汇报提纲

（一）装置简介：川西北气矿剑阁天然气净化厂设计处理量300×104m3/d含硫天然气，于2019年12月27日投运。剑阁净化厂自投产以来，硫磺回收装置在按设计要求进行分流法操作时，发现一级冷凝器出来的硫磺外观呈灰黑状。若采用直流法操作，其硫磺外观状态又恢复正常。另外，呈灰黑状的硫磺在进行转鼓成型时，部分片状硫磺出现粘连现象，冷却包装后恢复正常。一、概况图1一级冷凝器出口异常硫磺图2其它冷凝器出口正常硫磺图3成型产异常硫磺

4一、概况二、原因分析三、分析及相关模拟计算情况四、建议措施汇报提纲

二、原因分析2.1、装置方面剑阁净化厂硫磺回收装置因酸气中H2S设计含量为48%，低于直硫法工艺推荐的50%以上指标，故设计采用部分分流法。按设计，分流燃烧后，燃烧炉内温度较低。燃烧炉分流法流程图见图3。图3燃烧炉分流法流程图

二、原因分析2.2上游方面剑阁净化厂集输原料气污液中含油状物，见下图中。油状物加到水中后显示，该物质为浅黄色，不溶于水，见图4左。硫磺回收装置酸气分液罐分离出的水中也有少量油状物，见图4右。图4油状物照片

二、原因分析集输原料气污液中油状物能燃烧，燃烧时放出黑烟经剑阁净化厂和净化厂建设单位相关技术人员咨询上游气井钻井单位和防腐单位，判断油状物为钻井液和缓蚀剂中添加的芳烃类物质。油状物燃烧现象也表明，此物燃烧不充分，也能间接推断为重烃类物质。重烃类物质也是造成脱硫装置吸收塔频繁出现发泡现象的原因之一。

二、原因分析2.3国外相关研究据ASRL（加拿大硫磺研究公司）研究，酸气中的甲烷和乙烷等饱和轻烃不会导致重组分生成，一般会在燃烧炉和反应器中燃烧成二氧化碳、水和有机硫，或者转化为一氧化碳和氢气。但乙烯和芳烃（BTX）等不饱和烃则易不完全燃烧生成重组分或者转化为高分子碳硫化物（Carsul）。碳硫化物混入硫磺中，导致硫磺颜色发灰且易碎，进入催化剂中则导致催化剂积炭，降低催化剂活性。

二、原因分析2.4原因分析上游钻井液和缓蚀剂中所含芳烃类和其他重烃物质通过集输管线进入净化厂原料气中。原料气进入吸收塔后，部分芳烃类物质溶入脱硫溶剂中，且无法完全闪蒸出来，导致吸收塔或再生塔发泡。未闪蒸出的芳烃类物质再生进入酸气。含芳烃类物质的酸气无法通过酸气分液罐完全分离处理，从而导致含芳烃类物质的酸气进入硫磺回收装置。在采用分流法操作时，主烧炉内温度较低，芳烃类物质分解少，导致含芳烃的酸气分流进入一级冷凝器。

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三、分析及相关模拟计算情况3.1、分析情况将剑阁净化厂酸气分液罐分离水（1#）、安岳净化厂酸气分液罐分离水（2#）和上游所用溶剂油（3#）送到了四川石化公司进行了分析。溶剂油（3#）族组成分析结果表明，基本全是烷烃，烯烃和芳烃极低。剑阁净化厂酸气分液罐分离水（1#）和安岳净化厂酸气分液罐分离水（2#）无法分离，得不出明确分析结果。只能初步判断1#和2#样品为比较复杂的混合物，碳数比较大。

三、分析及相关模拟计算情况对纯硫磺（1#），加入0.5%溶剂油硫磺（2#）、加入2.5%溶剂油硫磺（3#）和加入5%溶剂油（4#）的样品在尽量隔绝空气条件下220℃加热熔融1小时后，冷却并粉碎后的照片见下图从实验结果可见，溶剂油加入硫磺后，确实会造成硫磺颜色变化。加入量大时，硫磺颜色变黑，加入量较少时，硫磺颜色发灰。

三、分析及相关模拟计算情况3.2模拟计算情况应用VMGSim软件，采用剑阁天然气净化厂目前实际运行参数，对燃烧炉掺合燃料气（天然气）伴烧条件进行了模拟计算，流程图如装置参数掺入燃料气量，m3/h燃烧炉温度，℃燃烧炉硫转化率，%燃烧炉副产有机硫浓度，%酸气量750m3/h，酸气中H2S46%，甲烷1%，085360.020940.621588959.720.871890759.620.942091559.570.97掺入燃料气伴烧后，可提高燃烧炉温度，同时燃烧炉硫转化率轻微下降，副产有机硫浓度有所上升。经计算，掺入18m3/h燃料气伴烧后，燃烧炉温度可提高50多℃。燃烧炉硫转化率下降不到0.5个百分点，对装置整体性能影响不大。燃烧炉副产有机硫浓度虽然从0.53%增加到0.94%，但可在一级反应器上部的CT6-8钛基催化剂上充分水解，因此对装置也基本没有影响。

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加强上游管理，尽量将钻井液和缓蚀剂中的芳烃类物质分离出来或者尽量避免添加芳烃类物质。通过加强清管及减少缓蚀剂加入，降低上游物质进入系统。加强硫磺回收装置酸气分液罐排液