齐块伴生气硫化氢处理及再利用技术样本

1、齐40块伴生气硫化氢处理及再利用技术一、实施背景齐40块含油面积7.9km2,地质储量3 7 74X 104t。1987年以蒸汽吞吐方式投 入开发，1998年开展4个井组蒸汽驱先导试验， 进行7个井组扩大试验，区 块全面进入蒸汽驱工业化实施阶段，全块共有蒸汽驱井组150个。区块全面转驱以来，伴生气量逐渐增加，单井硫化氢含量也越来越高。当前 齐40块共有油井732 口，开井642 口，硫化氢含量超标井616 口 （硫化氢含量 N15mg/m3的井），占开井数的96%,其中硫化氢含量1000mg/m3的272 口井。图1齐40块油井硫化氢浓度分布图硫化氢浓度最高的部位是先导扩大区，由于该部位于98

2、年10月转蒸汽驱, 转驱时间长当前进入突破阶段。硫化氢浓度次高部位为西南高倾角区、东北部 区域，该部位油层物性好，转驱后受效快、见效明显。硫化氢浓度低的部位，与 齐108块相邻，油层薄物性差，受效不明显。齐40块现阶段日产伴生气11.6万方。伴生气主要组分有CO2、CH4、N2、 H2、H2S，还含有微量的其它烷烃和有机硫成分。齐40块伴生气中超标硫化氢的存在，不但严重危害到我厂员工的身心健康, 同时也增加了与周边百姓协调的难度。由于伴生气中二氧化碳含量高，导致伴生 气无法进系统燃烧，对外排放又严重影响环境保护。为解决齐40块伴生气中硫 化氢超标和无法进系统的问题，按照安全环保工作要求，开展了

3、伴生气硫化氢 处理及再利用研究。二、伴生气硫化氢处理及再利用技术研兖与应用2.1硫化氢处理技术齐40块伴生气硫化氢处理采用干法脱硫技术。干法脱硫是指采用固体吸附 剂（脱硫剂）吸附天然气中的硫化氢，使得天然气净化的一种方法。干法脱硫所使用的固体吸附剂（脱硫剂）有氧化铁、氧化铝、氧化锌、氧 化锰、活性炭、泡沸石和分子筛等。当前使用最多的是金属氧化物及活性炭固 体吸附剂。用固体吸附剂中的碱性物质（例如氧化铁）与硫化氢反应生成金属硫 化物（硫化铁）和水而脱除了硫化氢。（1）干法脱硫技术适用于处理量不太大，含硫量较低且脱硫精度要求较高 的物料。与湿法脱硫相比，干法脱硫技术具有装置设备较少，投资省，能耗低

4、， 流程简单，生产过程无废液废气等优点。（2）金属氧化物脱硫固体吸附剂，大多只能脱除天然气中的无机硫，而脱 除天然气中有机硫（如硫醇、硫醚）的效果较差。为了提高吸附剂脱除天然气 中有机硫的能力，常经过加入一定量有机硫脱除催化剂（如氧化锌、氧化锰等） 来实现。（3）金属氧化物脱硫固体吸附剂吸附一定量的硫化氢后，会达到饱和，这 时，控制性通入氧气，吸附剂会与氧气反应，实现再生。再生后的吸附剂还会有 一定的吸附硫化氢的能力。但再生化学反应放热量很大，在天然气脱硫工艺中， 易发生危险，一般不进行在线再生。而只对从脱硫塔中卸出的废脱硫剂进行控制 再生，使废脱硫剂稳定，便于无害化处理。以氧化铁脱硫过程为例

5、，其脱硫化氢化学反应：FeO -HO+3HS=FeS - H O+3H O+5.2 千卡2 3222 322氧化铁除硫剂再生化学反应：2FeS - H O+ 3O=2 Fe O - H O+6S+47.1 千卡2 3222 32活性炭脱硫固体吸附剂是最有前途的脱硫剂，它具有脱硫选择性好、硫容 高等特点。但活性炭脱硫固体吸附剂价格较高，同时，活性炭脱硫剂只有在有氧 条件下的脱硫效果才会提高。2.1.1干法脱硫试验结果(1)现场小试为确定干法脱硫工艺对齐40块伴生天然气的适应性，我们在齐40块30#站 进行了现场中试，试验从6月3日开始，至9月6日结束。该装置投产至试验 结束，共处理天然气9402

6、9m3,累计脱出硫化氢517kg。试验结束时，1#塔中脱 硫剂尚未饱和，仍能脱出天然气中30%的H2S。经计算，试验期间，硫容可达到 27%以上。含硫化去已建天然含硫化去已建天然图2脱硫工艺示意图(2)扩大试验在齐30#站的试验基础上，9月底我们在齐1#站进行扩大试验，投资新建 脱硫处理装置由4座D1300X7300脱硫塔组成，每座脱硫塔装填脱硫剂5.3m3 (4.24t)。投产初期，只运行两座脱硫塔，待第二座塔穿透时投运第三座塔。当 时齐1#站的伴生气中H S平均含量为4037mg/m3。按已经饱和1号、2号脱硫塔 2脱硫剂计算，硫容已达到28.5%。故此方法可推广实施。齐40块伴生天然气的

7、特点是分散，各小站气量、伴生气中硫化氢含量差别 较大，同时伴生气中CO2含量高达80%90%。传统的干法脱硫剂多以金属氧化物、活性炭等作为主要成份，一般穿透硫 容在10%左右，工作硫容在1520%。该类脱硫剂受处理气体中二氧化碳含量影 响较大，在高二氧化碳含量体系中硫容下降很快，因此根本无法适应高硫化氢 含量、高二氧化碳含量的齐40块天然气干法除硫，经济上不可行。针对上述情况，我们应用了新型高硫容脱硫剂。该脱硫剂主要成份为无定形 羟基氧化铁，由人工合成的无定形羟基氧化铁加入特种助剂，挤条而成。该脱硫 剂具有较大的孔容及比表面积，具有较快的净化速度及较高的硫容，强度大、 抗水性好，适应在高二氧化碳含量体系中应用。据室内试验及现场应用试验证明，该脱硫剂