混烴分餾工藝與混烴堿洗脫硫工藝的對比分析

張 超，張 力

(1.中石化西北油田分公司采油二廠，新疆 庫車 842000;2.中石化石油工程設(shè)計(jì)有限公司新疆分公司，新疆 庫爾勒 843000)

塔河油田在二號(hào)聯(lián)合站應(yīng)用負(fù)壓氣提脫硫(穩(wěn)定)工藝[1]對原油進(jìn)行脫硫，脫硫過程中得到富含硫化氫的混烴，混烴的組分分析見表1。得到的混烴再采用堿液除去硫化氫[2]和少量有機(jī)硫[3]，生成的堿渣[4]再采用生物氧化法[5]進(jìn)行無害化處理，凈化后的混烴最終去二號(hào)聯(lián)輕烴站脫丁烷塔生產(chǎn)穩(wěn)定輕烴和液化石油氣[6]。

二號(hào)聯(lián)合站已建堿渣處理單元以H2SO4來調(diào)節(jié)溶液pH值，以MnO2作為氧化劑，用NaClO及微生物溶液對尾氣進(jìn)行處理[7]，并加入專用營養(yǎng)液[8]以維持微生物的活性。另外，堿渣具有特殊的惡臭氣味[9]，不利于現(xiàn)場管理人員和操作人員身體健康。為減少運(yùn)行服務(wù)費(fèi)用，保障人員身體健康免受損害，于是有必要對混烴分餾工藝、混烴堿洗脫硫工藝進(jìn)行對比分析。

表1 混烴組成表

1 混烴分餾工藝簡介

1.1 工藝流程

混烴分餾工藝[10]流程如圖1所示。

流程描述：含硫混烴經(jīng)換熱器升溫后進(jìn)入混烴分餾脫硫塔的中部，與由塔下部進(jìn)塔的凈化天然氣及塔底再沸器返塔氣體逆流接觸，混烴中的幾乎全部硫化氫及大部分C3～C5組分進(jìn)入塔頂氣相，塔頂氣相經(jīng)塔頂空冷器冷卻后回塔頂回流罐，回流罐內(nèi)凝液經(jīng)回流泵提升回到混烴分餾塔上部，塔頂回流罐富含硫化氫氣相去二號(hào)聯(lián)輕烴站進(jìn)行脫硫、脫水及脫烴處理。大部分C5+組分進(jìn)入塔底再沸器，脫硫后混烴經(jīng)換熱器換熱降溫后再經(jīng)后冷器冷卻至40℃以下進(jìn)已建穩(wěn)定輕烴儲(chǔ)罐，同時(shí)考慮不合格混烴接入已建堿洗流程，在投產(chǎn)初期不合格產(chǎn)品經(jīng)堿洗后進(jìn)儲(chǔ)罐。

圖1 混烴堿洗脫硫工藝流程示意圖

1.2 工程投資

混烴分餾工藝的主要設(shè)備見表2。

表2 主要設(shè)備表

加上結(jié)構(gòu)、電氣、自控、防腐等配套設(shè)施，混烴分餾工藝的工程投資約290萬元。

1.3 運(yùn)行費(fèi)

混烴分餾工藝的運(yùn)行費(fèi)主要為電費(fèi)和天然氣費(fèi)用，裝置運(yùn)行天數(shù)按330d計(jì)算。

混烴脫硫塔塔頂冷凝器風(fēng)機(jī)及塔頂回流泵每年耗電量為9.9×104kW·h，電價(jià)為0.4元/ kW·h ，每年電費(fèi)3.96萬元。氣提用天然氣量為2000Nm3/d，塔底重沸器天然氣用量1134 Nm3/d，天然氣價(jià)格為0.95元/Nm3，每年天然氣費(fèi)用98.25萬元。每年電費(fèi)和天然氣費(fèi)用合計(jì)102.22萬元。

1.4 脫硫效果

經(jīng)過混烴分餾脫硫后的產(chǎn)品為輕烴，輕烴中硫含量<0.1%。

2 混烴堿洗脫硫工藝簡介

2.1 工藝流程

二號(hào)聯(lián)已建混烴堿洗脫硫工藝流程示意如圖2所示。

圖2 二號(hào)聯(lián)混烴堿洗脫硫工藝流程示意圖

流程描述：混烴在靜態(tài)混合器內(nèi)與堿液提升泵提升來堿液充分混合并反應(yīng)，然后進(jìn)入一級(jí)堿洗罐、二級(jí)堿洗罐繼續(xù)反應(yīng)完全，硫化氫完全轉(zhuǎn)化成Na2S。混烴與堿液分離后進(jìn)入水洗罐以洗滌攜帶的堿液，脫出硫化氫的混烴進(jìn)入分水緩沖罐，最后通過提升泵進(jìn)入脫丁烷塔產(chǎn)出液化石油氣和穩(wěn)定輕烴。

20%的氫氧化鈉溶液通過堿液加注泵打入堿液緩沖罐，通過堿液提升泵增壓后進(jìn)入靜態(tài)混合器與混烴混合，堿液在堿液

緩沖罐循環(huán)使用，定期(間隔8～10d)將堿液緩沖罐內(nèi)5%濃度的堿液——堿渣送往堿渣處理單元處理，然后將新鮮的堿液打入堿液緩沖罐，同時(shí)定期將水洗罐中水更換為新鮮水。

2.2 工程投資

混烴堿洗脫硫工藝的主要設(shè)備見表3。

表3 主要設(shè)備表

加上結(jié)構(gòu)、電氣、自控、防腐等配套設(shè)施，混烴堿洗脫硫工藝的工程投資約420萬元。

2.3 運(yùn)行費(fèi)

混烴堿洗脫硫工藝的運(yùn)行費(fèi)主要為電費(fèi)、堿液費(fèi)、清水費(fèi)，裝置運(yùn)行天數(shù)按330d計(jì)算。

堿液泵及混烴提升泵耗電量為26.14×104kW·h，電價(jià)為0.4元/ kW·h ，每年電費(fèi)10.46萬元。堿液消耗量為4m3/d，堿液價(jià)格為750元/m3，每年堿液費(fèi)用99萬元。清水消耗量為2m3/d，清水價(jià)格為3.5元/m3，每年清水費(fèi)用0.23萬元。每年電費(fèi)、堿液費(fèi)和清水費(fèi)用合計(jì)109.69萬元。

2.4 脫硫效果

氫氧化鈉與硫化氫屬于強(qiáng)堿弱酸的不可逆反應(yīng)，反應(yīng)徹底而迅速。堿洗后混烴中硫含量<0.02%。

3 兩種工藝分析對比

分別從脫硫效果、工程投資、運(yùn)行費(fèi)用及其它方面對混烴分餾及混烴堿洗脫硫工藝進(jìn)行分析，對比結(jié)果見表4。

表4 分析對比結(jié)果表

4 結(jié)束語

經(jīng)過上述對比可知，混烴分餾工藝與混烴堿洗脫硫效果均能滿足產(chǎn)品指標(biāo)要求，但混烴分餾工藝在工程投資、運(yùn)行費(fèi)上均要優(yōu)于混烴堿洗脫硫工藝；并且該工藝不產(chǎn)生堿渣，有利于現(xiàn)場操作管理人員身體健康，起到了“以人為本、降本增效”的作用?？傮w來說，采用混烴分餾工藝替代混烴堿洗脫硫工藝是可行的。