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火驱尾气处理工艺技术的应用与选择 0 生物利用型“空气油”开采法 燃烧油层是油层本身产生的热量采收方法。它具有提高采收率和原油质量的优点。主要用于厚油的勘探。 1 尾气处理工艺研究 火驱开采工艺起步较晚, 迄今仍处于探索阶段, 因此专门针对火驱尾气处理工艺的研究很少, 其处理工艺主要来自对传统工艺的借鉴。常见的尾气处理工艺有尾气焚烧、硫回收、CO 1.1 气味燃烧 尾气焚烧处理是油气开采及加工处理过程中常见的尾气处理方式。目前常用的有两种燃烧方式:火炬燃烧和焚烧炉焚烧。 1.1.1 火炬系统与地面火炬主要性能对比 火炬燃烧常用于尾气排放量大, 尾气中含有部分燃料气, 各组分难以分离回收或回收不经济的情况。燃烧时多采用高架火炬系统或地面火炬系统, 二者主要性能对比见表1 通过比较可以看出地面火炬与高架火炬相比更具优越性。随着工艺的进步, 火炬燃烧器也不断革新。如美国Kaldair公司研发了封闭式地面火炬, 实现无光污染、低热辐射及低噪声燃烧。John Zink公司发明了一种部分预混合式火炬燃烧器, 大大提高了燃烧效率, 使火炬燃烧更先进、高效、安全。 1.1.2 立炉硫酸盐的测定 焚烧炉焚烧具有占地面积小、运行费用低、循环利用程度高的优点。焚烧炉的设计参数取决于焚烧温度、停留时间、空气需求量三方面。炉衬材料的选用取决于焚烧时炉膛的温度以及气体的腐蚀性强度。 目前焚烧炉的发展趋于经济、环保, 燃烧过程追求无光、无烟、无味、高效。焚烧模式逐渐由热焚烧向催化焚烧过渡, 即在催化剂的作用下, 在更低燃烧温度下将H 陈宇清等 焚烧处理尾气的方式具有工艺简单、操作方便等优点, 但也有尾气利用率低、处理效果不好、对环境仍有污染等弊端。目前尾气处理一般不采用单一的焚烧方式, 而是与其他工艺组合, 如与硫回收技术组合, 使尾气净化度更深。 1.2 艺的起源发展 该工艺是将尾气中的H 自20世纪30年代Clause法实现工业化后硫磺回收工艺得到迅速发展。目前硫回收工艺主要朝着两方面发展:一是改进硫回收工艺本身以提高硫回收率和装置能效, 其中以富氧硫回收法、低温Clause法为代表;二是发展硫回收后的尾气处理技术, 进一步提高回收率, 如还原吸收法和催化氧化法。 1.2.1 富氧富氧氧合物 该工艺在Clause硫回收技术上改进, 分为低浓度、中等浓度、高浓度富氧三种。改进后工艺增设富氧单元, 大大提高了装置的处理量, 并降低装置能耗, 提高硫回收率。较著名的有美国公司开发的COPE工艺 1.2.2 低温clause法 该工艺是在常规Clause后加一个低温Clause反应器, 使反应在硫磺露点温度下反应 1.2.3 恢复吸收法 还原吸收法是用H 1.2.4 氧化法的氧化 该工艺是在传统Clause硫回收工艺基础上发展的, 在装有高效催化剂的反应器中将H 1.2.5 尾气净化工艺的用量 5种代表性硫回收工艺对比见表2。在选择硫回收工艺时应考虑装置规模、投资、硫回收率的期望值等诸多因素, 同时结合装置周围的环境。MCRC、Superclaus工艺具有较好的技术经济性, 且不需要尾气净化装置, 广受企业的青睐。Clause+SCOT和Clause+RAR工艺净化程度好, 投资高, 适合在人口密集区建设 1.3 co集合 该尾气处理的方式适用于尾气中CO 1.3.1 吸附法 吸附法的原理是利用固态吸附剂对原料混合气中CO 1.3.2 胺吸收法 胺化合物吸收法主要有热钾碱法 (苯菲尔法、砷碱法及空间位阻法等) 和烷基醇胺法 (MEA法、DEA法、MDEA法等) 。胺吸收法优点是操作简单、吸收量大, 缺点是吸收剂再生成本高、二次污染和回收能耗大。目前吸收剂的研究朝着同时满足高吸收率和高吸收负荷、低能耗、低腐蚀性方向发展, 如改良的MEA法和活化MDEA法。同时混合吸收剂的研究开发也成为热点。 1.3.3 离子液体循环吸收法 与传统的有机溶剂相比, 离子液体循环吸收法具有蒸气压低、可循环利用、对CO 1.3.4 膜离离法 该方法是根据薄膜对原料气各组分气体渗透率差异的原理进行气体的选择性分离。按照膜材料的不同, 主要分为聚合体膜、无机膜等 1.3.5 膜基吸收法 膜基吸收法是膜接触器与溶液吸收气体技术相结合的新型气体分离技术 De Montigny等 1.4 酸气回注 酸气回注是指将从石油天然气工业或其他大型排放源中捕集的酸气 (主要为CO 1.4.1 自天然气净化尾气 1988年加拿大Alberta油田首次运用该工艺处理来自天然气净化尾气中的酸气。截至2003年加拿大西部已建成48个酸气回注点, 累计注酸气量超过4.5 Mt, 并且以每年超过1 Mt的注气速度增加 Longworth等 1.4.2 酸气的物理 酸气回注工艺设计首先要确定酸气物性, 分析相图,