火驱尾气脱硫工艺技术研究.pdf

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1、理论·实践火驱尾气脱硫工艺技术研究李志岩(中油辽河工程有限公司, 辽宁 盘锦 124010)3摘要：火驱开发过程产生大量的尾气，火驱尾气中含有氮气、甲烷、二氧化碳、硫化氢等，其中硫化氢含量100～600mg/m。硫化氢气体存在不仅会对金属管线设备产生腐蚀，对环境造成污染，而且硫化氢具有毒性，人体吸入后会引起中毒，甚至死亡，必须对尾气中的硫化氢进行脱除。随着火驱开发规模的不断扩大，尾气集中干法脱硫技术已经成为保证油田正常生产的一项关键技术。关键词：硫化氢；干法脱硫；脱硫剂火驱尾气中的硫化氢伴随着火驱过程而产生，属于次生的硫化氢，产生硫化氢的主要原因为地层中含硫矿物在

2、高温下反应生成硫化氢，原油中硫醇、硫醚等有机硫化物在高温下反应生成硫化氢。硫化氢产生的主要外在因素是温度，硫化氢的产出浓度随着温度的升高而逐渐增大，温度在150～250℃时硫化氢浓度增加明显，但在温度条件及反应物总量固定的前提下，硫化氢的产生量一定。图1尾气脱硫装置工艺流程火驱生产井转驱后尾气中的H2S含量明显上升，转驱第二年出现最高峰，此后维持在稳定的范围内，其整2干法脱硫剂选择体变化情况与尾气排量成正比关系。火驱尾气中CO2具有与硫化氢相似的酸性，在油田气脱1火驱尾气脱硫工艺硫技术中，CO2的竞争吸附及难脱附是影响脱硫剂高效长周期运行的制约因素，一般的脱硫剂，

3、由于脱硫材料本身具有表面(1)脱硫方法选择 脱硫方法主要有干法脱硫和湿法脱硫，湿法脱硫包括化学吸收法、物理吸收法、混合溶剂法。化学碱性，对CO2的吸附可改变脱硫材料的结构，减少脱硫材料的脱硫空位，使脱硫剂硫容大幅降低，影响使用周期。传统的干法吸收法、物理吸收法和物理化学法对尾气压力均有一定要求，脱硫剂多以金属氧化物、活性炭等作为主要成份，一般硫容在增压能耗高，且脱硫后产生的酸气还需进一步处理，流程复杂、投资高。针对火驱尾气压力低(≤0.15MPa)、含硫低(HS含量13%左右，受火驱尾气CO2浓度影响较大，硫容下降很快(CO223浓度为20%，脱硫剂脱硫效果降低5

4、0%)。≤200mg/m)的特点，宜选用干法脱硫。通过研制应用新型高硫容脱硫剂(硫容大于40%)，解决火(2)脱硫工艺流程 ①尾气脱硫工艺现状。先导试验阶段驱尾气脱硫换料时间短的问题。高硫容脱硫剂主要成份为无火驱尾气采取单井分散脱硫方式。火驱尾气在井口利用单井脱定形羟基氧化铁，由人工合成的无定形羟基氧化铁加入特种助硫罐，脱硫后直接放空，主要存在以下问题：a.除湿工艺不完剂，挤条而成。羟基氧化铁高硫容脱硫剂由于具有特殊的结构，善：药剂易中毒失效，更换频繁。b.监管难度及安全风险大：具有较大的比表面积，形成数目众多孔径小的孔隙，能形成大生产井数量多，点多面广，脱硫合格

5、率低，监管难度及安全风险量表面的空位，而表面为中性(pH：7)，因而有更高的脱硫活性，同大。c.脱硫罐通用性差：单井气量差异性大，存在单向突进，设备通用性差，调整频繁，安全风险高。d.建设投资及运行成本时能够快速脱附CO2，释放出脱硫空位，是火驱尾气高含CO2气脱-硫化氢的最佳选择。脱硫反应过程中FeOOH中的羟基(OH)与高：单井脱硫的建设投资及运行成本远高于集中脱硫方式。-H2S离解后的HS置换而生成FeSSH，见反应方程式：火驱规模实施初期，火驱尾气脱硫采用2塔集中脱硫方式，各单井来火驱尾气经立式分离器除液后，进空冷器冷却，再脱硫:FeOOH+2H2S=Fe

6、SSH+2H2O(1)进2座串联脱硫塔脱硫，主要存在以下问题：再生:FeSSH+O2=FeOOH+2S(2)一是火驱井口采出尾气含液量大，随着输送过程温度的降无定型羟基氧化铁脱硫剂与其它脱硫剂相比，具有3倍以低大量游离水析出，立式分离器除液能力差，造成脱离塔水淹、上的脱硫硫容，节约运行费用，减少更换次数，提高了脱硫精度。脱硫剂失效。二是两塔串联脱硫，当其中一座脱硫塔换料时，另3结语一座脱硫塔脱硫效果无法得到保证。三是脱硫剂硫容低，不适①采用3塔干法脱硫工艺以及采用无定型羟基氧化铁脱应火驱尾气多组分体系脱硫。硫剂，提高脱硫剂硫容，保证脱硫效果。②集中脱硫装置设有分②

7、尾气脱硫工艺改进。尾气干法脱硫采用3塔集中脱硫工离、冷却工艺，解决单井脱硫除湿工艺不完善、药剂易中毒失艺，提高尾气脱硫效果，以及方便脱硫剂的更换。当其中1台脱效、更换频繁等问题。③脱硫集中布置，与单井脱硫方式相比，硫塔换料时，其它2台脱硫塔运行，脱硫塔换料后，更换脱硫剂监管难度及安全风险降低，建设投资及运行成本降低。的脱硫塔处于串联流程末端，以保证脱硫装置脱硫效果。同时，由于火驱尾气携液量大，在脱硫塔前设置分离、冷却工艺，脱除作者简介：李志岩(1981-)，男，辽宁灯塔人，工程师，硕士，尾气中水和重烃，避免后端脱硫塔脱硫剂快速失效。主要从事油气田地面工程设计与研究

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