集气站TEG脱水撬再生尾气治理研究与应用

乔光辉，曾继磊，葛 涛，李 慧，卫国锋

（1.西安长庆科技工程有限责任公司，陕西西安 710018；2.中国石油长庆油田分公司第五采油厂，陕西西安 710200；3.中国石油长庆油田分公司第一采气厂，陕西西安 710200）

集气站TEG脱水撬再生尾气治理研究与应用

乔光辉1，曾继磊1，葛 涛1，李 慧2，卫国锋3

（1.西安长庆科技工程有限责任公司，陕西西安 710018；2.中国石油长庆油田分公司第五采油厂，陕西西安 710200；3.中国石油长庆油田分公司第一采气厂，陕西西安 710200）

本文以气田集气站为例，根据TEG脱水撬现场运行情况，通过模拟计算TEG再生尾气中H2S的含量和厂界H2S浓度变化趋势，现场监测厂界无组织排放数据，结果显示超过限值要求。尾气治理采用“气液分离+焚烧”工艺，尾气通过烟囱有组织排放，经监测，采用该工艺处理后尾气排放符合规范要求，集气站和厂界味道消除，治理效果显著。

TEG脱水；含硫天然气；再生尾气

长庆靖边气田针对下古生界含H2S天然气进行开发，形成了以“高压集气、集中注醇、多井加热，间歇计量，小站脱水、集中净化”为核心的地面建设模式[1]。

为减缓干线腐蚀，提高集气干线的使用寿命，接入干线之前天然气均需在集气站内脱水，集气站设置脱水撬，采用TEG（三甘醇）吸收脱水工艺。甘醇溶液在吸收塔中脱除天然气中水蒸气的同时，也会溶解少量的气体，如果气体内含有大量的H2S和CO2，其溶解度会更高些[2]。

部分集气站由于原料天然气中H2S含硫较高（达到2 000 mg/m3～3 000 mg/m3），在使用TEG脱水过程中，少量H2S溶解在TEG溶液中，在TEG溶液再生过程中被解析出来，经脱水撬精馏柱排气口（高度6 m）排放至大气中。由于排放尾气中含有H2S，集气站及周边出现臭味，影响了集气站的安全运行和周边环境。

本文以某集气站为例，根据现场运行情况，通过模拟计算TEG再生尾气中H2S的含量和厂界H2S浓度变化趋势，现场监测厂界无组织排放数据，结果显示超标。尾气治理采用“气液分离+焚烧”工艺，尾气通过烟囱有组织排放，经监测，采用该工艺处理后H2S、SO2的排放浓度符合规范要求，集气站和厂界味道消除，治理效果显著。

1 模拟计算

采用UNISIM工程模拟软件对该站TEG脱水过程进行计算，三甘醇再生尾气计算结果（见表1）。

根据现场测量数据和软件模拟结果，由于H2S在TEG溶液中具有一定的溶解度[3]，通常尾气中H2S浓度相对于原料气有2～6倍的升高，本次尾气浓度取原料气浓度的5倍，结果（见表2）。

2 厂界量化风险分析

采用量化风险分析软件PHAST对该站脱水撬尾气进行H2S浓度量化分析（按照尾气中H2S的浓度为10 250 mg/m3），形成的分析模型（见图 1）。

由模拟计算结果可以看出，2 m高度释放源20 m之内H2S浓度非常低，随着距离的增加，H2S浓度逐渐增加，当距释放源超过35 m时，H2S浓度达到0.4 mg/L（0.1 mg/m3），已经超过无组织排放限值要求。该模型只考虑扩散情况，未考虑风向的影响。

3 现场监测结果

对集气站厂界H2S浓度情况进行了现场监测。在该站围墙东、南、西、北四个方向离围墙8 m处设立4个监测点（见图2），高度2 m。每2 h对监测点进行采样，共4次，取最大测定值。监测结果（见表3）。集气站脱水撬尾气排放高度为6 m，属于无组织排放，厂界空气中H2S排放浓度测定值最大为0.253 mg/m3，根据恶臭污染物排放标准（GB14554-93），集气站厂界H2S浓度超过二级标准限值要求（≤0.1 mg/m3）。

表2 再生尾气H2S含量预测

图1 2 m高度释放源48 m内H2S浓度变化曲线

表3 集气站无组织废气监测结果

图2 集气站厂界H2S浓度监测位置示意图

4 尾气治理工艺

当原料气H2S浓度不高时，TEG脱水再生尾气排出的H2S可灼烧排放。集气站脱水撬尾气治理采用“气液分离+焚烧”工艺（见表4）。含H2S尾气在脱水撬精馏柱排气口经管线降温后，进入气液分离器，分液后的气体进入尾气焚烧炉。尾气中的H2S在焚烧炉内经高温与空气中O2反应转化为SO2，通过16 m高烟囱排放至大气。在气液分离器中分离出的液体排至地埋污水罐，定期外运。工艺原理流程图（见图3）。

图3 尾气治理工艺原理流程图

表4 尾气焚烧炉主要工艺参数

表5 治理后烟囱有组织排放监测结果

5 治理效果

治理后，该站脱水撬尾气属于有组织排放，对该站焚烧炉烟囱排放情况进行了监测。

采样方法：烟囱排气口取样，每4 h取样一次，共计3个样品，取最低测定值。经监测，处理后H2S、SO2的排放浓度满足规范要求（见表5）。

6 结论

（1）对于含H2S天然气，采用TEG脱水工艺，H2S溶解在TEG溶液中，再生过程解析出来随尾气排放至大气。

（2）量化风险分析和现场监测结果表明，集气站厂界H2S浓度超过废气无组织排放限值要求。

（3）当原料气H2S浓度不高时，TEG脱水再生尾气采用“气液分离+焚烧”治理工艺，尾气通过16 m烟囱有组织排放，现场监测处理后尾气中H2S、SO2排放满足规范要求。

［1］ 李时宣.长庆低渗透气田地面工艺技术［M］.北京：石油工业出版社，2015：16.

［2］ 王遇冬.天然气处理与安全［M］.北京：中国石化出版社，2008：135.

［3］ 王开岳.天然气净化工艺-脱硫脱碳、脱水、硫磺回收及尾气处理［M］.北京：石油工业出版社，2008：255-261.

宁夏石化探索化肥业务转型新途径尿素“添”进柴油车，环保！

6月21日获悉，宁夏石化公司加快推进车用尿素项目建设进度，积极探索化肥业务转型发展新途径。“目前，年产3万吨车用尿素项目的可行性研究报告编制工作已经完成。”宁夏石化科技管理部门负责人姜磊告诉记者。

宁夏石化拥有3套尿素生产装置，但随着近些年农用尿素产能过剩的严峻局面，仅1套装置开工生产。为此，农用尿素向工业用途转型成为化肥业务求生存谋发展的一条途径。宁夏石化经过大量的市场调查，发现国内车用尿素市场刚刚起步，市场空间、需求潜力大。

近年来，随着国家对大气污染排放治理的力度不断加大，尾气处理政策严格执行，车用尿素市场需求呈现出快速增长趋势。

按目前国内柴油车保有量算，如汽车尾气全部得到处理，年需柴油尾气净化液大约在700万吨，全国年产能仅为200万吨左右。

国内主要车用尿素品牌主要分布在华东以及江南地区，路途远，物流运输成本高，储存条件苛刻，车用尿素仅有约500千米销售使用半径。

宁夏石化地处银川地区，与陕西甘肃、内蒙古等省、自治区毗邻，区位优势明显，成本优势较大。

为抓住市场机遇，进一步丰富尿素产品结构，开辟公司新的经济增长点，积极探索化肥业务转型升级有效途径，宁夏石化公司决定开展车用尿素新产品开发与研究工作，利用公司尿素产品，研发生产车用尿素新产品。

在前期资料调研和科研开题报告等筹划的基础上，研发团队深入国内车用尿素新工艺较成熟的南京集鸿环保科技有限公司及中国石油兰州润滑油厂调研学习生产，进一步细化工艺技术流程。

宁夏石化以化肥一厂生产的固体尿素为原料，采用普通尿素提纯工艺车，生产出符合国家标准的车用尿素水溶液，其中尿素含量为32.5%。

科研小组与化肥一厂技术人员共同研究改进措施，通过反复调整生产工艺，缩二脲、甲醛含量得到有效控制。经过专业机构产品检验，试验生产的车用尿素产品各项指标合格，产品研发取得成功。为加快投入工业化生产，宁夏石化公司车用尿素项目工程建设随之启动。

宁夏石化公司将加快推进车用尿素装置建设进度，争取于今年年底建成，并投入生产，以抢抓市场机遇，开辟公司新的经济增长点，并为公司尿素工业化应用进行有益探索。

（摘自中国石油报第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

乔光辉，男（1981-），河北永年人，毕业于西南石油大学化学工艺专业，硕士研究生，工程师，主要从事油气集输及加工工程设计，邮箱：qgh1_cq@petrochina.com.cn。