集氣站TEG脫水撬再生尾氣治理研究與應用

喬光輝，曾繼磊，葛 濤，李 慧，衛國鋒

（1.西安長慶科技工程有限責任公司，陜西西安 710018；2.中國石油長慶油田分公司第五采油廠，陜西西安 710200；3.中國石油長慶油田分公司第一采氣廠，陜西西安 710200）

集氣站TEG脫水撬再生尾氣治理研究與應用

喬光輝1，曾繼磊1，葛 濤1，李 慧2，衛國鋒3

（1.西安長慶科技工程有限責任公司，陜西西安 710018；2.中國石油長慶油田分公司第五采油廠，陜西西安 710200；3.中國石油長慶油田分公司第一采氣廠，陜西西安 710200）

本文以氣田集氣站為例，根據TEG脫水撬現場運行情況，通過模擬計算TEG再生尾氣中H2S的含量和廠界H2S濃度變化趨勢，現場監測廠界無組織排放數據，結果顯示超過限值要求。尾氣治理采用“氣液分離+焚燒”工藝，尾氣通過煙囪有組織排放，經監測，采用該工藝處理后尾氣排放符合規范要求，集氣站和廠界味道消除，治理效果顯著。

TEG脫水；含硫天然氣；再生尾氣

長慶靖邊氣田針對下古生界含H2S天然氣進行開發，形成了以“高壓集氣、集中注醇、多井加熱，間歇計量，小站脫水、集中凈化”為核心的地面建設模式[1]。

為減緩干線腐蝕，提高集氣干線的使用壽命，接入干線之前天然氣均需在集氣站內脫水，集氣站設置脫水撬，采用TEG（三甘醇）吸收脫水工藝。甘醇溶液在吸收塔中脫除天然氣中水蒸氣的同時，也會溶解少量的氣體，如果氣體內含有大量的H2S和CO2，其溶解度會更高些[2]。

部分集氣站由于原料天然氣中H2S含硫較高（達到2 000 mg/m3～3 000 mg/m3），在使用TEG脫水過程中，少量H2S溶解在TEG溶液中，在TEG溶液再生過程中被解析出來，經脫水撬精餾柱排氣口（高度6 m）排放至大氣中。由于排放尾氣中含有H2S，集氣站及周邊出現臭味，影響了集氣站的安全運行和周邊環境。

本文以某集氣站為例，根據現場運行情況，通過模擬計算TEG再生尾氣中H2S的含量和廠界H2S濃度變化趨勢，現場監測廠界無組織排放數據，結果顯示超標。尾氣治理采用“氣液分離+焚燒”工藝，尾氣通過煙囪有組織排放，經監測，采用該工藝處理后H2S、SO2的排放濃度符合規范要求，集氣站和廠界味道消除，治理效果顯著。

1 模擬計算

采用UNISIM工程模擬軟件對該站TEG脫水過程進行計算，三甘醇再生尾氣計算結果（見表1）。

根據現場測量數據和軟件模擬結果，由于H2S在TEG溶液中具有一定的溶解度[3]，通常尾氣中H2S濃度相對于原料氣有2～6倍的升高，本次尾氣濃度取原料氣濃度的5倍，結果（見表2）。

2 廠界量化風險分析

采用量化風險分析軟件PHAST對該站脫水撬尾氣進行H2S濃度量化分析（按照尾氣中H2S的濃度為10 250 mg/m3），形成的分析模型（見圖 1）。

由模擬計算結果可以看出，2 m高度釋放源20 m之內H2S濃度非常低，隨著距離的增加，H2S濃度逐漸增加，當距釋放源超過35 m時，H2S濃度達到0.4 mg/L（0.1 mg/m3），已經超過無組織排放限值要求。該模型只考慮擴散情況，未考慮風向的影響。

3 現場監測結果

對集氣站廠界H2S濃度情況進行了現場監測。在該站圍墻東、南、西、北四個方向離圍墻8 m處設立4個監測點（見圖2），高度2 m。每2 h對監測點進行采樣，共4次，取最大測定值。監測結果（見表3）。集氣站脫水撬尾氣排放高度為6 m，屬于無組織排放，廠界空氣中H2S排放濃度測定值最大為0.253 mg/m3，根據惡臭污染物排放標準（GB14554-93），集氣站廠界H2S濃度超過二級標準限值要求（≤0.1 mg/m3）。

表2 再生尾氣H2S含量預測

圖1 2 m高度釋放源48 m內H2S濃度變化曲線

表3 集氣站無組織廢氣監測結果

圖2 集氣站廠界H2S濃度監測位置示意圖

4 尾氣治理工藝

當原料氣H2S濃度不高時，TEG脫水再生尾氣排出的H2S可灼燒排放。集氣站脫水撬尾氣治理采用“氣液分離+焚燒”工藝（見表4）。含H2S尾氣在脫水撬精餾柱排氣口經管線降溫后，進入氣液分離器，分液后的氣體進入尾氣焚燒爐。尾氣中的H2S在焚燒爐內經高溫與空氣中O2反應轉化為SO2，通過16 m高煙囪排放至大氣。在氣液分離器中分離出的液體排至地埋污水罐，定期外運。工藝原理流程圖（見圖3）。

圖3 尾氣治理工藝原理流程圖

表4 尾氣焚燒爐主要工藝參數

表5 治理后煙囪有組織排放監測結果

5 治理效果

治理后，該站脫水撬尾氣屬于有組織排放，對該站焚燒爐煙囪排放情況進行了監測。

采樣方法：煙囪排氣口取樣，每4 h取樣一次，共計3個樣品，取最低測定值。經監測，處理后H2S、SO2的排放濃度滿足規范要求（見表5）。

6 結論

（1）對于含H2S天然氣，采用TEG脫水工藝，H2S溶解在TEG溶液中，再生過程解析出來隨尾氣排放至大氣。

（2）量化風險分析和現場監測結果表明，集氣站廠界H2S濃度超過廢氣無組織排放限值要求。

（3）當原料氣H2S濃度不高時，TEG脫水再生尾氣采用“氣液分離+焚燒”治理工藝，尾氣通過16 m煙囪有組織排放，現場監測處理后尾氣中H2S、SO2排放滿足規范要求。

［1］ 李時宣.長慶低滲透氣田地面工藝技術［M］.北京：石油工業出版社，2015：16.

［2］ 王遇冬.天然氣處理與安全［M］.北京：中國石化出版社，2008：135.

［3］ 王開岳.天然氣凈化工藝-脫硫脫碳、脫水、硫磺回收及尾氣處理［M］.北京：石油工業出版社，2008：255-261.

寧夏石化探索化肥業務轉型新途徑尿素“添”進柴油車，環保！

6月21日獲悉，寧夏石化公司加快推進車用尿素項目建設進度，積極探索化肥業務轉型發展新途徑?！澳壳?，年產3萬噸車用尿素項目的可行性研究報告編制工作已經完成?！睂幭氖萍脊芾聿块T負責人姜磊告訴記者。

寧夏石化擁有3套尿素生產裝置，但隨著近些年農用尿素產能過剩的嚴峻局面，僅1套裝置開工生產。為此，農用尿素向工業用途轉型成為化肥業務求生存謀發展的一條途徑。寧夏石化經過大量的市場調查，發現國內車用尿素市場剛剛起步，市場空間、需求潛力大。

近年來，隨著國家對大氣污染排放治理的力度不斷加大，尾氣處理政策嚴格執行，車用尿素市場需求呈現出快速增長趨勢。

按目前國內柴油車保有量算，如汽車尾氣全部得到處理，年需柴油尾氣凈化液大約在700萬噸，全國年產能僅為200萬噸左右。

國內主要車用尿素品牌主要分布在華東以及江南地區，路途遠，物流運輸成本高，儲存條件苛刻，車用尿素僅有約500千米銷售使用半徑。

寧夏石化地處銀川地區，與陜西甘肅、內蒙古等省、自治區毗鄰，區位優勢明顯，成本優勢較大。

為抓住市場機遇，進一步豐富尿素產品結構，開辟公司新的經濟增長點，積極探索化肥業務轉型升級有效途徑，寧夏石化公司決定開展車用尿素新產品開發與研究工作，利用公司尿素產品，研發生產車用尿素新產品。

在前期資料調研和科研開題報告等籌劃的基礎上，研發團隊深入國內車用尿素新工藝較成熟的南京集鴻環保科技有限公司及中國石油蘭州潤滑油廠調研學習生產，進一步細化工藝技術流程。

寧夏石化以化肥一廠生產的固體尿素為原料，采用普通尿素提純工藝車，生產出符合國家標準的車用尿素水溶液，其中尿素含量為32.5%。

科研小組與化肥一廠技術人員共同研究改進措施，通過反復調整生產工藝，縮二脲、甲醛含量得到有效控制。經過專業機構產品檢驗，試驗生產的車用尿素產品各項指標合格，產品研發取得成功。為加快投入工業化生產，寧夏石化公司車用尿素項目工程建設隨之啟動。

寧夏石化公司將加快推進車用尿素裝置建設進度，爭取于今年年底建成，并投入生產，以搶抓市場機遇，開辟公司新的經濟增長點，并為公司尿素工業化應用進行有益探索。

（摘自中國石油報第6873期）

Research and application of regenerated tail gas treatment for TEG dehydration

QIAO Guanghui1，ZENG Jilei1，GE Tao1，LI Hui2，WEI Guofeng3
（1.Xi'an Changqing Technology Engineering Co.，Ltd.，Xi'an Shanxi 710018，China；2.Oil Production Plant 5 of PetroChina Changqing Oilfield Company，Xi'an Shanxi 710200，China；3.Gas Production Plant 1 of PetroChina Changqing Oilfield Company，Xi'an Shanxi 710200，China）

In this paper,based on the field operation of TEG dewatering sled,the content of H2S in TEG regeneration tail gas and the trend of H2S concentration in TEG were calculated by simulation.The results showed that value more than requirement.Tail gas treatment using"gas-liquid separation+incineration"process,the exhaust gas through the chimney organized emissions,the monitoring,the use of the process of exhaust emissions meet the regulatory requirements,gas station and plant boundary to eliminate the effect of significant governance.

TEG dehydration；sulfur-containing natural gas；tail gas

TE992.1

A

1673-5285（2017）07-0140-04

10.3969/j.issn.1673-5285.2017.07.033

2017－06-09

喬光輝，男（1981-），河北永年人，畢業于西南石油大學化學工藝專業，碩士研究生，工程師，主要從事油氣集輸及加工工程設計，郵箱：qgh1_cq@petrochina.com.cn。