海上采油平台三相超重力脱硫技术的应用

海水脱硫工艺在船舶中的应用分析摘要：近十几年来，随着船舶制造工艺的优化完善，以及全球经济一体化的发展，船舶运输凭借运载量大、运输经济成本低等优势，在运输业领域占据重要地位，逐渐成为世界经济的链接纽带与核心基础。

但在多数船舶航行过程中，所配置柴油动力装置会消耗大量低质高硫分燃油作为动力燃料，向大气持续排放高污染性物质，对全球生态环境造成严重污染破坏。

因此，本文对海水脱硫工艺在船舶中的应用现状展开分析，尽早完善海水脱硫工艺，从而有效控制大气污染。

关键词：海水脱硫工艺；船舶运输；应用现状一、船舶航行过程中海水脱硫工艺应用1.工艺原理海水脱硫工艺为海水烟气脱硫工艺，基于海水中所分布的可溶性酸碱盐，将适量海水引入所配置的脱硫塔处理装置中，持续将柴油动力装置在运行过程中所排出烟气中分布的二氧化硫进行吸附、吸收，随后将经过净化处理的烟气经由除雾器装置过滤，最后将经过处理后的干净烟气再排放。

2.具体工艺流程由于不同船舶内部结构存在差异性，因此海水脱硫工艺的实际处理流程有可能出现变更问题。

为直观阐述这一点，本文对某型号船舶所配置的海水脱硫工艺流程为例，具体流程为：在船舶航行过程中，持续将柴油动力装置在运行过程中所排放的烟气进行收集（同时对烟气余热进行二次利用），直到烟气温度降低至一定数值以下、不具备余热利用价值后，将烟气汇总排送至废气管道系统；在船舶所配置发电机设备运行过程中，持续将设备所排放废气经由消音装置排送至废气管道系统（发电机所排放废气温度较高）；柴油驱动装置以及发电装置所排放烟气、废气在废气管道中进行接触、汇拢，将废气排放至脱硫塔装置进口管道中；将船舶周边海域中的海水适量引入脱硫塔中，并提前对海水进行雾化处理；引入脱硫塔中的废气与雾化海水相互接触，并在接触过程中逐渐将废气中所分布各类颗粒物与硫化物进行去除：废气在经过脱硫处理后逐渐抵达脱硫塔装置底部区域后进行上升，最后将经过处理的废气向大气环境进行排放。

某油田生产处理系统的伴生气均送火炬系统放空燃烧，伴生气中H 2S含量高，含有硫醇硫，难于回收使用。

为提高油田开发资源利用当量，公司决定对油田伴生气实施脱硫净化回收，对现有锅炉进行改造，以烧伴生气替代原油。

脱硫方案比选脱硫工艺方案按照所采用脱硫剂的不同分为固体脱硫和液体脱硫两大类。

通过研究对比，固体脱硫再生困难、硫容有限，在更换填料时放出大量的热量、温度很高，海上不易更换填料，因此固体脱硫方案不适用于海上工作环境。

液体脱硫根据溶液的吸收和再生方式，可分为氧化还原法、物理吸收法和化学吸收法，液体脱硫工艺都能满足海上的工作环境。

根据伴生气组分报告，H 2S 含量约11960ppm。

同时，伴生气中还含有少量的硫醇硫，能使某些方法中所使用的脱硫剂中毒。

对于传统的塔式设备的改良PDS法和LO-DES法脱硫，存在着整体占地面积较大、脱硫设备高度较高、单个设备重量较大等劣势，对于海上的工作环境，施工和后续的操作都存在着一定的困难。

由于海上设施空间有限，维修、维护设备难度大，因此需要选择硫容大、占地面积小、设备稳定运行时间长的方案——超重力脱硫。

超重力技术介绍超重力技术利用旋转填料床中产生的强大离心力---超重力，使气、液的流速及填料的比表面积大大提高而不液泛。

旋转填料床（Rotating Packed Bed,或RPB）是利用高速旋转的填料床产生的强大离心力（或超重力）使气液的流速及填料的有效比表面积大大提高，液体在高分散、高混合、强湍动以及界面急速更新的情况下与气体以极大的相对速度在弯曲流道中接触，极大地强化传递过程的一种设备。

旋转填料床与传统的塔设备有较大的区别，一是液相流动由重力场条件变成了超重力场条件，流体力学特性和气液之间的传质传热规律有所不同；二是设备由传统的静止装置转化为旋转运动装置。

在旋转填料床内，不同相间物料作强制性的接触运动，液相被分散成薄膜或细小雾滴，极大地提高了相界面积；剧烈搅动速度、浓度、温度边界层，强化了传递过程。

海上采油平台三相超重力脱硫技术的应用刘杰;张晓雷;余国贤;闫化云;李晓成;王海【摘要】某平台液化气脱硫塔和天然气脱硫塔进口H2S质量分数出现异常,分别升高到600μg/g和1 100 μg/g,急需采取高效脱硫措施以保证混输海管的安全.将超重力技术应用于海上平台脱硫实验,研究了超重力机不同转速、加药量、温度、加药位置以及活化剂等因素对脱硫效果的影响.试验结果表明,超重力配合脱硫药剂技术能满足海上平台脱硫的现场要求,可将油气水三相中的硫化氢质量分数降至15μg/g以下.【期刊名称】《石油化工腐蚀与防护》【年(卷),期】2013(030)002【总页数】3页(P21-23)【关键词】超重力;脱硫;混相;海上平台【作者】刘杰;张晓雷;余国贤;闫化云;李晓成;王海【作者单位】中海油能源发展股份有限公司上海采油技术服务分公司,天津300452;中海油能源发展股份有限公司上海采油技术服务分公司,天津300452;华东理工大学,上海200237;中海油能源发展股份有限公司上海采油技术服务分公司,天津300452;中海油能源发展股份有限公司上海采油技术服务分公司,天津300452;中海油能源发展股份有限公司上海采油技术服务分公司,天津300452【正文语种】中文【中图分类】TG174超重力技术是20世纪80年代快速发展成熟的新一代化工分离技术，使气－液在旋转填料层中充分接触，达到强化传质、传热的目的［1－2］。

目前海上平台药剂脱硫技术在三相中的应用瓶颈在于如何强化过程传质，传统的在线混合装置无法满足要求。

超重力技术可大大强化多相流体之间的传质，加快药剂与硫化氢的反应效率同时可大大节省平台空间。

通过现场应用验证超重力技术海上平台应用的可行性，同时积累可靠数据为今后工艺优化及推广提供重要依据。

现场硫化氢监测标准为:GB/T 11060.1－2010《碘量法测定硫化氢含量》。

1 实验及结果分析1.1药剂及设备脱硫剂GCL－203，有效成分有机胺;超重力脱硫装置;活化剂。

海洋油气处理设备中的脱硫技术与应用随着全球能源需求的不断增长，海洋油气成为人们关注的热门领域之一。

然而，海洋油气开采过程中产生的废气中通常含有大量的硫化氢等有害物质，直接排放会对环境和人类健康造成极大威胁。

因此，海洋油气处理设备中的脱硫技术与应用显得尤为重要。

脱硫技术是通过各种化学和物理方法去除废气中的硫化氢等有害物质，保障气体排放达到环保要求。

在海洋油气处理设备中的脱硫技术应用中，常用的脱硫方法主要包括催化剂催化氧化法、吸收法和生物脱硫法。

首先，催化剂催化氧化法是一种常用的海洋油气处理设备中的脱硫技术，它通过催化剂将硫化氢氧化为硫和水。

这种方法具有高效、节能、环保等优点，具有较高的工业化应用前景。

催化剂催化氧化法不仅可以实现硫化氢的脱除，还可以将废气中的其他有害物质去除或转化，使得排放气体达到更高的环保要求。

其次，吸收法也是一种常用的脱硫技术，在海洋油气处理设备中得到广泛应用。

吸收法是通过将含有硫化氢的气体与吸收剂接触，使硫化氢溶解在吸收剂中，并与其反应，从而实现脱硫的目的。

吸收法的优点在于适用于高浓度硫化氢的处理，同时通过对吸收剂的再生，实现废气的循环利用。

然而，传统吸收法存在吸收剂成本高、操作复杂、吸收剂寿命短等问题，需要进一步改进和提高。

此外，生物脱硫是一种新兴的脱硫技术，在海洋油气处理设备中也得到了广泛关注。

生物脱硫利用具有脱硫能力的微生物菌种，通过其代谢活动将硫化氢转化为可溶于水的硫酸盐。

这种方法具有脱硫效率高、操作简单、能耗低等优点，对环境友好，适合于处理高浓度硫化氢废气。

然而，生物脱硫技术仍存在菌种筛选、代谢产物处理等诸多挑战，需要进一步研究和发展。

在海洋油气处理设备中的脱硫技术应用过程中，还需要考虑工业化应用的经济性和环境效益。

为了降低成本，提高效率，可以采用技术集成、设备模块化等措施。

同时，应注重废弃物的处理和资源化利用，减少对环境的负面影响。

总之，海洋油气处理设备中的脱硫技术与应用对环境保护和人类健康具有重要意义。

66我国的天然气中常含H 2S这种高危剧毒气体，不仅危害人体健康、污染环境，而且H 2S溶于水后，可与许多金属离子作用形成硫化物沉淀，还能引起应力腐蚀开裂（SSC）和氢诱导开裂（HIC）。

当H 2S溶解在原油中时会大大增加炼油厂碳素钢压力容器发生开裂的频率和严重性，因此在油田开发过程中需对H 2S加以治理，尤其对于海上油田而言，作业空间小，设备集中，一旦泄漏，会造成不可估量的损失[1]。

1 硫化氢成因天然气中H 2S的成因一般分为三类，第一类为生物成因。

一是通过微生物同化还原作用和植物等的吸收作用形成含硫有机化合物，然后在一定条件下分解产生H 2S；二是通过硫酸盐还原菌对硫酸盐的异化还原代谢形成H 2S；油田开发过程中为提高采收率会通过注水井向油层注水，由于注入水中常含有H 2S或硫酸盐还原菌，硫酸盐及油田水中的SO 42-在厌氧条件下，通过硫酸盐还原细菌的活动，会产生 H 2S 气体[2]。

第二类为热化学成因，即硫酸盐与有机物或烃类在适当温度下（一般为120℃以上）发生作用，将硫酸盐矿物还原生成H 2S。

第三类为岩浆-火山成因。

2 天然气脱硫工艺介绍目前天然气脱硫工艺的通常分为2种：按照脱硫剂的物态特征不同，可分为干法、湿法、生物脱硫法等；按照脱硫原理不同，可分为固体吸附法、膜分离法、低温分离法、化学吸收法、物理吸收法、物理化学吸收法、氧化还原法、非再生性溶剂吸收法等[3]。

以上脱硫工艺在陆上油气田开发中已经很成熟，但大部分脱硫装置体积大，工艺复杂，相对海上平台苛刻的空间、质量、重心等限制条件，传统的脱硫设施并不完全适用。

针对海上平台特点，经过对比分析，本文筛选出3种脱硫工艺，具备整套装置体积小，硫容量高，重量轻，环保程度高等特点，下面逐项开展介绍。

2.1 高效氧化铁干式脱硫法传统的干法脱硫剂多以金属氧化物、活性炭等作为主要成分，工作硫容一般在15%左右，针对海上平台而言，处理效率较低，占地面积大。