处理能力“瓶颈”问题是一个可行的选择。
5 环境保护
5.1建设地区的环境现状
仪陇县介于北纬30°11'—31°39',东经106°14'—106°52'之间,位于四川盆地北部低山与川中丘陵过渡地带。全县总土地面积169170公顷,其中耕地43275公顷,人均耕地0.048公顷。境内山峦起伏,沟壑纵横,地势复杂。地貌以低山梁丘为主,山体切割较深,海拨高差309-793米。
动植物资源:仪陇县位于四川盆地东北部低山与川中丘陵过渡地带,幅员面积1,691km2,境内土地肥沃,气候适宜,雨量充沛,动植物资源非常丰富。粮食作物主要有:水稻、小麦、玉米、薯类、豆类;经济作物主要有:棉花、油菜、花生、药材、黄红麻等;森林资源主要有:柏树、马尾松、香樟、桉树、千丈、桤木、杨槐、马桑、黄荆等乔、灌木;经济林木主要有:柑桔、苹果、梨、核桃、板栗、桃、李、杏、黄连、杜仲等;国家珍贵树种红豆树在仪陇也有少量生长。1998年全县森林覆盖率达到30.1%。
水力及水产品资源:广阔的水域,丰富的水产品资源。县境内有嘉陵江、仪陇河、绿水河、消水河等“一江三河”,加上思德水库、百胜水库等星罗棋布的大小水利设施,全县水域面积达10,000公顷以上,给淡水养鱼提供了有利条件,鲤、鲫、草、鲢四大家族均宜生长;二道河的龙虾肉质细嫩,营养丰富,远近闻名。全县水能装机总容量43,730千瓦,除嘉陵江林家壕电站未开发外,已开发3,730千瓦。
5.2、主要污染源和污染物
SO2废气、COD废水、废催化剂、清管废渣、噪声等。
5.3、污染控制
近年来,为了提高硫磺收率以保护环境、为解决从贫酸气及组成复杂的原料气中
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回收硫磺等棘手问题,克劳斯硫磺回收及尾气处理工艺出现了许多新进展。目前主要的技术发展动向大致包括以下四个方面:
(1) 从促进克劳斯反应平衡的角度出发,提高反应转化率; (2) 充分利用各种工艺类型优势,对各种工艺类型进行组合; (3) 采用新型催化剂,达到提高转化率或节能降耗的目的;
(4) 采用新型设备,通过改变操作参数,达到提高装置效能或节能降耗的目的。 为使仪陇天然气处理厂废气、含COD废水、废催化剂、清管废渣、噪声等能够满足国家相关法律法规要求,本工程拟采取以下环保措施:
气田开发拟采取的措施为:①钻井废水和气田采出水全部采用回注地层的方式处理,不外排;②测试、放喷的天然气经点燃后排放,将H2S转化为SO2,降低了毒害性;③钻井废渣采用固化后无害化填埋;④尽量选用低噪声设备,采用相应的隔声、减噪和减振措施。
净化厂拟采取的措施为:①采用SCOT尾气处理装置,尾气焚烧炉排出的尾气由120m高烟囱排放;②污水拟采用SBR处理后进行达标排放;③废催化剂送有处理资质的单位处理或送催化剂生产厂家回收利用;④尽量选用低噪声设备,采取相应的隔声、减振和降噪措施。
集输工程拟采取的措施为:①施工期生态补偿和迹地恢复措施;②项目营运过程中清管作业、场站检修或事故性放空时,放空的天然气通过放空火炬燃烧后排放,为了保证及时点火燃烧,放空火炬配备了灵敏的自动点火装置;③废水为站场值班人员生活污水,生活污水清污分流,粪便采用旱厕收集后用作农业灌溉,洗涤污水用于站内绿化灌溉;④输气管道采用埋地敷设,在正常生产过程中不会产生噪声污染;站场尽量选用低噪声设备,采取相应的隔声、减振和降噪措施;⑤固体废弃物主要为清管作业的废渣、检修时的废渣、值班人员的生活垃圾。清管废渣、检修废渣选择合适的地点无害化填埋;生活垃圾定点收集,定点处理。
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6 物料衡算与热量衡算
本设计采用45%的MDEA水溶液作吸收剂。
6.1天然气的处理量
原料气处理量为:3.43×105m3/d。温度为30℃。压力位2.2Mpa(表压)。 查得天然气及其组分有关性质如表:
组分 Mol% Tc,K Tc=∑yi*Tc Pc,Mpa Pc=∑yi*Pc 相对分子量 8.930.183188 36 4 7.370.042049 47 4 21.80.015063 13 8 4.6 4.387526 16 4.880.000977 34 0 3.790.00003799 59 8 3.640.00003647 57 8 3.390.060074 34 2 1.28 0.000102 2 5.046 0.00656 4.695613 32 H2S CO2 H2O CH4 C2H6 iC4H10 nC4H10 N2+He H2 O2+Ar 2.05 0.57 0.069 95.381 0.02 0.001 0.001 1.77 0.008 0.13 373.2 304.2 647.1 190.6 305.4 408.1 425.2 126.2 33.2 154.6 7.6506 1.73394 0.446499 181.7962 0.06108 0.004081 0.004252 2.23374 0.002656 0.20098 194.134 Tc=?yiTic?194.134K Pc=?yiPic?4.696MPa
则
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194.132.2Pr???0.468
Pr4.696Tr?TTcP?303.15?1.56
查《天然气利用手册》图4-5得压缩因子Z?0.998 每小时天然气的处理量为:
n?PVZRTt??2200?101.325??3430000.998?8.314?303.15?24?1.308?10kmol/h?3.631kmol/S
4气体吸收过程中非酸性组分假设不被吸收,则其摩尔流量为
G?n?(1?yH2S?yCO2)?3.631?0.9738?3.535kmol/s
6.2 MDEA的循环量
由于MDEA 对CO2选择性吸收,吸收因子为2-3.5,这里取为3.2 由 ???H2S?CO2S
0.99933.22得 ?CO?2?H???0.3123
故脱除的H2S的摩尔分数为:0.02050?0.9993?0.020486 脱除CO2的摩尔分数为:0.00570?0.3123?0.00178
脱除酸气的量为:3.535?(0.020486?0.00178)?0.08086kmol/s=291.0 kmol/h
MDEA的酸气负荷由《天然气利用手册》和《天然气加工工程》可查得在0.5以上,在这里取0.5kmol酸气/kmolMDEA,同时由《天然气利用手册》查得再生后的MDEA溶液的酸负载为 0.003mol/mol。45%MDEA溶液的摩尔浓度为
CM?3.882kmol/m,那么解吸后的再生溶液酸含量x2?0.01165kmol/m。
33单位时间内H2S的处理量为G?y1??s?3.535?0.02107?0.9993?0.07441kmol/s 胺的循环量
V?G?y1??sq?CM?3.355?0.02107?0.99930.5?3.882?0.03832m/s?2.299m/min
33为了保证运行安全和达到处理要求,胺的循环量需留有一定的安全欲度,这里取2.400m/min
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其中:
G—原料气惰性组分流量,kmol/s Ma—醇胺化合物相对分子质量 q—MDEA的酸气负荷, mol/mol 物料恒算
原料气含量y1?0.020500.9731?0.02107
y2?20mg/m3?1.42?10?5 由吸收物料守恒:G(y1?y2)?L(x1?x2) 可得:x1?1.677kmol/m3
表6-1物料衡算
G—原料气惰性组分流量,kmol/s
L—胺循环量,m3/s
y1 y2 x1 x2
3.535 0.04 0.02107 1.42*10^-5 1.677 0.01165 0.9993 0.3123
?H2S
?CO
2热量恒算
脱除的CO2和H2S量分别为:
3.631?0.0205?0.9993?60?34.076?152.1kg/min3.631?0.0057?0.3123?60?44.01?17.07kg/min
根据文献数据,取CO2与MDEA的反应热为-1420kJ/kg,H2S与MDEA的反应热为-1050kJ/kg。因而酸性气体与醇胺反应放出的总热量为:
17.07?1420+152.1?1050=183944.4kJ/min
近似认为净化气为甲烷(相对分子质量为16),离开吸收塔净化器温度与贫液进塔温度相同,
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