劉宗社 熊鋼 周孝勝 溫崇榮 劉其松 廖鐵 趙書梅

1.中國(guó)石油西南油氣田公司天然氣研究院 2.國(guó)家能源高含硫氣藏開采研發(fā)中心 3.國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)管重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(天然氣質(zhì)量控制和能量計(jì)量) 4.中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司高含硫氣藏開采先導(dǎo)性試驗(yàn)基地 5.中國(guó)石油西南油氣田公司天然氣凈化總廠

2018年,國(guó)務(wù)院發(fā)布《國(guó)務(wù)院關(guān)于促進(jìn)天然氣協(xié)調(diào)穩(wěn)定發(fā)展的若干意見》并明確指出,加快天然氣開發(fā)利用,促進(jìn)協(xié)調(diào)穩(wěn)定發(fā)展,是我國(guó)推進(jìn)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命,構(gòu)建清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系的重要路徑。國(guó)家發(fā)展改革委等部門在《加快推進(jìn)天然氣利用的意見》中提出,逐步將天然氣培育成為我國(guó)現(xiàn)代清潔能源體系的主體能源之一,明確了天然氣的定位。天然氣是優(yōu)質(zhì)高效、綠色清潔的低碳能源,凈化后幾乎不含硫和粉塵,其完全燃燒后不產(chǎn)生固體廢棄物,僅有少量NOx排放,且CO2排放量也要低40%,因此,天然氣的環(huán)保優(yōu)勢(shì)突出,是清潔低碳的基礎(chǔ)能源[1]。

目前,我國(guó)含硫氣田(H2S摩爾分?jǐn)?shù)為2%～4%)天然氣產(chǎn)量占全國(guó)天然氣產(chǎn)量的60%,含硫天然氣儲(chǔ)量大,開發(fā)難,其中有毒有害的H2S給鉆井、采氣、輸氣等帶來一系列問題,必須經(jīng)過凈化脫硫處理才能使用,同時(shí)將H2S轉(zhuǎn)化為具有一定經(jīng)濟(jì)價(jià)值的硫磺資源[2]。傳統(tǒng)脫硫工藝采用醇胺法脫除天然氣中H2S、CO2及少量有機(jī)硫,以滿足商品天然氣的氣質(zhì)要求,但MDEA化學(xué)溶劑等對(duì)有機(jī)硫的脫除率一般不超過30%,當(dāng)有機(jī)硫含量較高時(shí),脫除工藝主要采用物理化學(xué)溶劑法,但此工藝選擇性差,導(dǎo)致酸氣中H2S含量明顯降低,同時(shí)降低了天然氣商品率[3]。從平衡角度分析,物理化學(xué)溶劑體系可達(dá)到95%以上的有機(jī)硫脫除率,但在實(shí)際應(yīng)用中,吸收塔氣液接觸時(shí)間未達(dá)到平衡,故有機(jī)硫脫除率無法達(dá)到較高水平[4]。全脫型深度有機(jī)硫脫除溶劑對(duì)羰基硫(COS)脫除率可大于90%,但CO2脫除率接近100%,造成酸氣中H2S摩爾分?jǐn)?shù)降低約5%～10%,酸氣量增加8%～12%[5]。

GB 17820-2018《天然氣》中一類氣和GB/T 37124-2018《進(jìn)入天然氣長(zhǎng)輸管道的氣體質(zhì)量要求》均要求天然氣中總硫質(zhì)量濃度小于20 mg/m3[6-8],通過對(duì)國(guó)內(nèi)含硫天然氣中有機(jī)硫組成進(jìn)行分析,明確了COS是影響產(chǎn)品氣中總硫含量達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵因素?；诖?中國(guó)石油西南油氣田公司天然氣研究院(以下簡(jiǎn)稱天然氣研究院)研究開發(fā)了天然氣固定床COS水解工藝及催化劑CT6-16,該催化劑以氫氧化鋁為基礎(chǔ)原料,通過成型及改性等多種技術(shù)手段制備而成,在實(shí)驗(yàn)室考查了催化劑在不同溫度、空速、氣體組成下的水解轉(zhuǎn)化率規(guī)律[9-10],以高含硫天然氣凈化廠濕凈化氣為試驗(yàn)原料氣,自主設(shè)計(jì)建設(shè)了國(guó)內(nèi)首套處理量(20 ℃,101.325 kPa,下同)為6 000 m3/d的 COS水解技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)裝置,試驗(yàn)考查了反應(yīng)溫度為70～150 ℃、空速為2 000～6 500 h-1條件下的水解轉(zhuǎn)化規(guī)律,也考查了催化劑在反應(yīng)溫度為130～140 ℃、空速為5 000 h-1時(shí)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行超過16 000 h條件下COS水解率的穩(wěn)定性。現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果表明:裝置運(yùn)行平穩(wěn),催化劑對(duì)COS水解率達(dá)到99.29%,在入口COS質(zhì)量濃度為80～150 mg/m3時(shí),出口COS質(zhì)量濃度均<2 mg/m3。2022年11月,該技術(shù)在中國(guó)石油西南油氣田公司萬州天然氣凈化廠(以下簡(jiǎn)稱萬州分廠)145×104m3/d產(chǎn)品氣氣質(zhì)升級(jí)改造工程中進(jìn)行工業(yè)應(yīng)用,并于2023年7月進(jìn)行了72 h性能考核。結(jié)果表明,COS水解反應(yīng)器出口COS質(zhì)量濃度<0.3 mg/m3,平均COS水解率達(dá)到99.69%,該技術(shù)為含硫氣田的有機(jī)硫脫除提供了一種新的解決方案。

1 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)裝置概況

2020年,天然氣研究院在萬州分廠自主設(shè)計(jì)建設(shè)了國(guó)內(nèi)首套天然氣固定床COS水解現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)裝置,該試驗(yàn)裝置主要由換熱和反應(yīng)兩部分組成,采用現(xiàn)場(chǎng)PLC系統(tǒng)對(duì)工藝操作參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視、報(bào)警及調(diào)整控制,試驗(yàn)裝置區(qū)設(shè)置可燃?xì)怏w及有毒有害氣體在線檢測(cè)儀,信號(hào)接入現(xiàn)場(chǎng)PLC系統(tǒng)。試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)處理規(guī)模(100%負(fù)荷)為6 000 m3/d,設(shè)計(jì)操作彈性為50%～120%,年運(yùn)行時(shí)間為8 000 h。COS水解試驗(yàn)裝置工藝流程示意圖和裝置現(xiàn)場(chǎng)照片分別見圖1和圖2。

試驗(yàn)流程描述:原料天然氣在脫硫裝置中脫除絕大部分H2S和CO2后進(jìn)入COS水解試驗(yàn)裝置的進(jìn)出料氣-氣換熱器,與來自COS水解反應(yīng)器出口的高溫氣體換熱,再與凝結(jié)水補(bǔ)充泵補(bǔ)充的水在混合器中混合,依次進(jìn)入前氣液分離器和電加熱器,加熱至水解反應(yīng)需要的溫度后進(jìn)入裝填水解催化劑的COS水解反應(yīng)器,COS在催化劑的作用下水解轉(zhuǎn)化為H2S和CO2,經(jīng)進(jìn)出料氣-氣換熱器回收熱量后依次經(jīng)過天然氣冷卻器和后氣液分離器,經(jīng)過調(diào)壓后進(jìn)入燃料氣緩沖罐,作為燃料氣使用。

2 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)原料氣主要組成

試驗(yàn)裝置原料氣來自工業(yè)生產(chǎn)裝置,自溶劑脫硫裝置吸收單元分液罐出口濕凈化氣管線引出一股250 m3/h的含硫氣體,該氣體溫度為40～45 ℃、壓力為5.3～5.6 MPa,氣體中H2S、CO2、COS含量見表1。由表1可知,試驗(yàn)原料氣中H2S體積分?jǐn)?shù)<6×10-6,CO2體積分?jǐn)?shù)<2.70%,COS質(zhì)量濃度約為80～110 mg/m3。

表1 COS水解技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)原料氣主要組成時(shí)間φ(H2S)/10-6φ(CO2)/%ρ(COS)/(mg·m-3)時(shí)間φ(H2S)/10-6φ(CO2)/%ρ(COS)/(mg·m-3)2020-08-0416:002.092.2498.842020-08-0516:002.272.28107.412020-08-0609:001.892.23109.982020-08-0716:002.232.2399.562020-08-0816:002.112.32108.062020-08-0916:002.372.22102.982020-08-1016:002.472.29104.312020-08-1110:002.242.39104.062020-08-1216:002.802.33105.732020-08-1316:002.482.56106.462020-08-1410:002.262.39104.882020-08-1516:003.412.34100.212020-08-1610:002.432.30104.712020-08-1716:002.132.27103.012020-08-1810:001.602.3199.962020-08-1910:001.672.2694.662020-08-2016:001.782.3297.592020-08-2116:002.652.5399.892020-08-2210:001.952.3798.142020-08-2316:002.142.4393.592020-08-2416:003.522.2494.842020-08-2510:005.622.2590.942020-08-2610:001.481.9681.942020-08-2710:002.842.0783.172020-08-2816:005.672.4494.512020-08-2916:002.412.4695.092020-08-3010:002.482.5196.842020-08-3117:004.092.6198.89

3 催化劑中試放大生產(chǎn)、性能評(píng)價(jià)及裝填

現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)催化劑以實(shí)驗(yàn)室研究配方為基礎(chǔ),結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)設(shè)備及條件等實(shí)際情況,優(yōu)化了催化劑制備流程和工藝操作參數(shù),并通過工業(yè)放大進(jìn)一步驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)室配方的可靠性及放大催化劑的性能穩(wěn)定性,以指導(dǎo)該催化劑后期的工業(yè)生產(chǎn)及推廣應(yīng)用。COS水解催化劑放大制備流程見圖3。

為了進(jìn)一步驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)室催化劑性能的可靠性和穩(wěn)定性,在模擬工業(yè)氣體組成的條件下(烴組分以氮?dú)獯?,在實(shí)驗(yàn)室小型試驗(yàn)裝置上考查催化劑的COS水解率,結(jié)果見圖4,出口COS含量見圖5。由圖4可知,在超過200 h的穩(wěn)定運(yùn)行中,COS水解率維持在99.5%以上。由圖5可知,在模擬的工業(yè)生產(chǎn)氣質(zhì)組成條件及實(shí)驗(yàn)室確定的催化劑性能評(píng)價(jià)工藝條件下,當(dāng)入口COS質(zhì)量濃度為200～300 mg/m3時(shí),經(jīng)催化劑催化水解,反應(yīng)器出口COS質(zhì)量濃度小于5 mg/m3。

結(jié)合實(shí)驗(yàn)室研究結(jié)果,按試驗(yàn)裝置氣體處理規(guī)模和氣體體積空速進(jìn)行計(jì)算,COS水解催化劑及支撐填料裝填情況見表2。

表2 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)裝置COS水解催化劑裝填記錄裝填位置物料裝填高度/mm裝填體積/L第1層(底層)Φ10瓷球10010第2層Φ6瓷球10010第3層催化劑70070第4層Φ6瓷球10010第5層(上層)Φ10瓷球10010

4 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及結(jié)果

2020年5月17日,COS水解技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)裝置正式投運(yùn),根據(jù)工藝包開發(fā)的需要及催化劑工程化應(yīng)用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的需求,在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)過程中分別考查了COS水解催化劑在反應(yīng)溫度為70～150 ℃范圍內(nèi)及體積空速在2 000～6 500 h-1范圍內(nèi)的COS水解率,同時(shí),在試驗(yàn)過程中通過減少在運(yùn)催化劑裝填量的方法考查了不同高徑比下COS水解率的情況,并開展了為期超過16 000 h的裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行,以考查催化劑的水解性能穩(wěn)定性。

4.1 反應(yīng)溫度

調(diào)整試驗(yàn)裝置原料氣量,使催化劑體積空速維持在5 000 h-1,考查了COS水解催化劑在反應(yīng)器床層溫度為70～150 ℃范圍內(nèi)的COS試驗(yàn)水解率情況,并與該溫度點(diǎn)計(jì)算的平衡水解率進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果如圖6所示,不同反應(yīng)溫度下的水解平衡常數(shù)見表3。試驗(yàn)過程中,原料氣中H2S體積分?jǐn)?shù)<6×10-6,CO2體積分?jǐn)?shù)為1.96%～2.61%,COS質(zhì)量濃度為80～110 mg/m3。

表3 不同反應(yīng)溫度下平衡常數(shù)反應(yīng)溫度/℃平衡常數(shù)反應(yīng)溫度/℃平衡常數(shù)60142 332.76312015 776.9387092 535.06413011 785.3048061 917.8901408 952.8379042 530.2051506 907.21610029 918.6191605 405.61711021 510.4981704 286.621

由圖6可知,在此空速條件下,反應(yīng)溫度升高,COS水解率提高。當(dāng)反應(yīng)溫度為70 ℃時(shí),COS試驗(yàn)水解率為94.98%;當(dāng)反應(yīng)溫度為80 ℃時(shí),COS試驗(yàn)水解率為98.19%;當(dāng)反應(yīng)溫度大于90 ℃時(shí),COS試驗(yàn)水解率達(dá)到99.20%;當(dāng)反應(yīng)溫度進(jìn)一步提高時(shí),COS水解率提高或變化并不明顯,逐漸趨于平衡水解率。從COS水解化學(xué)反應(yīng)及平衡常數(shù)可以看出,反應(yīng)溫度增加,平衡常數(shù)降低,其中,反應(yīng)溫度為70 ℃時(shí)平衡常數(shù)為92 535.064,平衡水解率為99.93%;反應(yīng)溫度為150 ℃時(shí),平衡常數(shù)為6 907.216,平衡水解率為99.50%。綜合考慮后處理及產(chǎn)品氣氣質(zhì)要求,推薦COS水解催化劑使用溫度為90～140 ℃。

4.2 體積空速

調(diào)整電加熱器熱負(fù)荷,使水解反應(yīng)器床層溫度維持在130～140 ℃,考查了不同體積空速對(duì)COS水解率的影響,結(jié)果見圖7。試驗(yàn)過程中,原料氣中H2S體積分?jǐn)?shù)<6×10-6,CO2體積分?jǐn)?shù)為1.96%～2.61%,COS質(zhì)量濃度為80～110 mg/m3。

由圖7可知,在130～140 ℃的反應(yīng)溫度范圍內(nèi),體積空速提高,COS水解率略微降低但不明顯,在體積空速≤5 500 h-1時(shí),COS水解率均可保持在99%以上,但當(dāng)體積空速大于6 000 h-1時(shí),COS水解率降至98.7%左右。結(jié)合商品氣中總硫含量技術(shù)要求及其他有機(jī)硫脫除的現(xiàn)狀,推薦COS水解催化劑體積空速不超過5 500 h-1。

4.3 催化劑床層高徑比

為了更好地完善工藝包基礎(chǔ)數(shù)據(jù),為COS水解技術(shù)的工程化設(shè)計(jì)提供更充足的數(shù)據(jù)支撐,考查了不同高徑比條件下的COS水解率,并與國(guó)外同類催化劑工業(yè)應(yīng)用床層高徑比進(jìn)行對(duì)比,試驗(yàn)結(jié)果見圖8。試驗(yàn)過程中,COS水解反應(yīng)溫度為130～140 ℃,體積空速為5 000 h-1,原料氣中H2S體積分?jǐn)?shù)<6×10-6,CO2體積分?jǐn)?shù)為1.96%～2.61%,COS質(zhì)量濃度為80～110 mg/m3。

由圖8可知,COS水解催化劑CT6-16在催化劑床層高徑比由2.00降至1.23后,水解率略有下降,但均維持在99%以上,國(guó)外同類型催化劑在催化劑床層高徑比為1.42時(shí)COS水解率約為98%～99%。由此可見,COS水解催化劑CT6-16可適應(yīng)的床層高徑比范圍較寬。

4.4 長(zhǎng)周期穩(wěn)定性運(yùn)行

對(duì)COS水解催化劑在不同溫度、體積空速、床層高徑比條件下的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)進(jìn)行考查后,為了深入考查催化劑水解性能的穩(wěn)定性,維持COS水解反應(yīng)器床層高徑比為1.23,反應(yīng)器床層溫度為130～140 ℃,體積空速為5 000 h-1,開始進(jìn)行長(zhǎng)周期運(yùn)行試驗(yàn),持續(xù)時(shí)間超過16 000 h,試驗(yàn)結(jié)果見圖9。

由圖9可知,COS水解催化劑經(jīng)過16 000 h以上的長(zhǎng)周期連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行,催化劑的COS水解率穩(wěn)定,平均COS水解率達(dá)到99.29%,進(jìn)一步驗(yàn)證了COS水解催化劑CT6-16的性能穩(wěn)定性和可靠性。

5 COS水解催化劑工業(yè)應(yīng)用

萬州分廠原設(shè)計(jì)天然氣處理規(guī)模為200×104m3/d,按GB 17820-2012《天然氣》要求的一類氣中總硫質(zhì)量濃度≤200 mg/m3設(shè)計(jì)建設(shè)。2018年11月19日,GB 17820-2018《天然氣》發(fā)布,并于2019年6月1日起實(shí)施,要求一類氣中總硫質(zhì)量濃度≤20 mg/m3。萬州分廠實(shí)際運(yùn)行效果無法滿足商品天然氣中總硫含量的要求,經(jīng)研究分析,認(rèn)為影響產(chǎn)品氣氣質(zhì)達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵是COS脫除,經(jīng)過技術(shù)論證后選擇采用“溶劑粗脫+COS水解+溶劑精脫”組合工藝技術(shù)方案,產(chǎn)品氣升級(jí)改造技術(shù)路線方案見圖10。

5.1 COS水解催化劑工業(yè)應(yīng)用概述

2022年,萬州分廠實(shí)施產(chǎn)品氣氣質(zhì)升級(jí)改造,經(jīng)核算,原料天然氣處理量調(diào)整為145×104m3/d,操作彈性為50%～100%,年運(yùn)行時(shí)間為8 000 h,設(shè)計(jì)COS水解單元反應(yīng)溫度為140 ℃,水解率≥95%,COS水解反應(yīng)器出口COS質(zhì)量濃度(以硫計(jì))為4.1 mg/m3。11月3日,產(chǎn)品氣氣質(zhì)升級(jí)改造后成功投產(chǎn),至今已穩(wěn)定運(yùn)行超過5 600 h,COS水解反應(yīng)器入口溫度為105～140 ℃,體積空速為4 800 h-1,工藝參數(shù)見表4。反應(yīng)器入口COS質(zhì)量濃度為70～85 mg/m3,反應(yīng)器出口連續(xù)在線色譜檢測(cè)COS質(zhì)量濃度<0.5 mg/m3,與國(guó)外同類催化劑性能相比,水解反應(yīng)溫度降低40 ℃,體積空速提高60%,同等處理規(guī)模可減少催化劑用量35%以上。計(jì)算燃料氣消耗約降低160×104m3/a,CO2排放量約減少2×104t/a。

表4 萬州分廠工藝運(yùn)行月平均值時(shí)間原料天然氣處理量/(104 m3·d-1)進(jìn)出料氣-氣換熱器殼程入口溫度/℃進(jìn)出料氣-氣換熱器殼程出口溫度/℃進(jìn)出料氣-氣換熱器管程出口溫度/℃COS水解反應(yīng)器入口溫度/℃COS水解反應(yīng)器出口溫度(即氣氣換熱器管程入口)/℃COS水解反應(yīng)器預(yù)熱蒸汽流量/(kg·h-1)2022-111304085781401413 1572022-121424189771391393 1122023-011453987751051052 3512023-021444086761101072 3442023-031453985781081082 3692023-041454188771121122 3472023-051454086761201213 0032023-061444187771181183 0032023-071454185761201203 022

5.2 裝置性能考核

2023年7月25日-27日,萬州分廠COS水解單元進(jìn)行了72 h裝置性能考核,考核期間COS水解單元工藝運(yùn)行數(shù)據(jù)見表5,COS水解反應(yīng)器入口主要組成見表6,COS水解反應(yīng)器出口主要組成見表7。由表5～表7可知,COS水解反應(yīng)器入口溫度為116～120 ℃,反應(yīng)器入口COS質(zhì)量濃度為74.0～76.7 mg/m3,平均質(zhì)量濃度為75.7 mg/m3,反應(yīng)器出口COS質(zhì)量濃度為0.2～0.3 mg/m3,平均質(zhì)量濃度為0.23 mg/m3,計(jì)算COS水解率為99.61%～99.74%,平均水解率為99.69%。

表5 萬州分廠考核期間COS水解單元工藝運(yùn)行數(shù)據(jù)時(shí)間原料天然氣處理量/(104 m3·d-1)進(jìn)出料氣-氣換熱器殼程入口溫度/℃進(jìn)出料氣-氣換熱器殼程出口溫度/℃進(jìn)出料氣-氣換熱器管程出口溫度/℃COS水解反應(yīng)器入口溫度/℃COS水解反應(yīng)器出口溫度(即氣氣換熱器管程入口)/℃COS水解反應(yīng)器預(yù)熱蒸汽流量/(kg·h-1)2023-07-25 10:001453884731181192 9952023-07-25 14:001454085741201202 9882023-07-26 10:001443983721161162 9852023-07-26 14:001444185741181182 9902023-07-27 10:001453983721161163 0022023-07-27 14:001454084731171172 987

表6 萬州分廠考核期間COS水解反應(yīng)器入口主要組成時(shí)間取樣位置ρ(以硫計(jì))/(mg·m-3)H2SCOS甲硫醇乙硫醇甲硫醚異丙硫醇甲乙硫醚二甲基二硫醚四氫噻吩φ(CO2)/%2023-07-2510:002023-07-2610:002023-07-2710:00一級(jí)脫硫出口濕凈化氣取樣口1.174.028.84.40.20.2<0.10.2<0.11.476.429.44.70.20.2<0.10.4<0.14.776.725.53.90.20.2<0.10.2<0.13.85

表7 萬州分廠考核期間COS水解反應(yīng)器出口主要組成時(shí)間取樣位置ρ(以硫計(jì))/(mg·m-3)H2SCOS甲硫醇乙硫醇甲硫醚異丙硫醇甲乙硫醚二甲基二硫醚四氫噻吩φ(CO2)/%2023-07-2510:002023-07-2514:002023-07-2610:002023-07-2614:002023-07-2710:002023-07-2714:00COS水解反應(yīng)器出口濕凈化氣取樣口75.20.228.94.5<0.1<0.1<0.1<0.1<0.173.50.230.14.7<0.1<0.1<0.1<0.1<0.175.30.227.74.3<0.1<0.1<0.1<0.1<0.190.50.328.74.6<0.1<0.1<0.1<0.1<0.182.40.225.14.0<0.10.2<0.1<0.1<0.189.90.325.74.1<0.1<0.1<0.1<0.1<0.13.83

6 結(jié)論

在實(shí)驗(yàn)室研究和萬州分廠商品天然氣中總硫含量達(dá)標(biāo)技術(shù)方案研究的基礎(chǔ)上,開展了天然氣固定床COS水解技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究及工業(yè)應(yīng)用。結(jié)合川渝含硫氣田開發(fā)溶劑法脫硫技術(shù)現(xiàn)狀,制定了獨(dú)特的COS水解技術(shù)路線,避免了采用全脫型溶劑脫除天然氣中高含量COS時(shí)選擇性差的弊端,突破了現(xiàn)有選擇性脫硫溶劑COS脫除精度不夠的技術(shù)瓶頸,為含硫氣田開發(fā)過程中有機(jī)硫的脫除提供了另一種技術(shù)路線的選擇。

(1) 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)室研究成果,也為COS水解技術(shù)的工程化及工藝包的開發(fā)、裝置設(shè)計(jì)及運(yùn)行提供了大量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

(2) COS水解催化劑中試放大實(shí)驗(yàn)室性能評(píng)價(jià)及穩(wěn)定運(yùn)行結(jié)果表明,催化劑水解率及穩(wěn)定性滿足現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的要求。

(3) 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)考查了催化劑在反應(yīng)溫度為70～150 ℃、體積空速為2 000～6 500 h-1、床層高徑比為1.23～2.00時(shí)的COS水解率情況,明確了COS水解催化劑工業(yè)使用的工藝操作邊界條件。

(4) COS水解催化劑經(jīng)歷了16 000 h以上的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行,COS水解率穩(wěn)定且大于99.29%,表明催化劑水解轉(zhuǎn)化效果優(yōu)異且活性穩(wěn)定。

(5) 設(shè)計(jì)的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)裝置可長(zhǎng)周期平穩(wěn)運(yùn)行,操作簡(jiǎn)單,進(jìn)一步驗(yàn)證了COS水解技術(shù)的可靠性及穩(wěn)定性,適用于含硫氣田開發(fā)中高含COS天然氣的處理。