1 集气站内工艺流程残硫未清除的分析
集气站主体集输系统采用全湿气加热节流保温混输工艺。井口天然气先进入集气站,经加热、节流、计量后外输,至集气总站分水,生产污水经生产分离器分离后输送至污水站处理后回注地层,含饱和水蒸气的酸气送至净化厂净化。
普光天然气H2S含量高达13%-18%，H2S是一种剧毒气体，空气中H2S含量超过300ppm将对生命造成危险。所以，高含硫气田在检修过程中，任何有毒余气的泄露都可能导致安全事故的发生，不仅影响检修进程，还将可能造成环境污染、人身伤亡和经济损失。在H2S生产和输送过程中，由于天然气气质和管道腐蚀等原因，天然气通过水气分离后，容易发生硫沉积现象，产生一些固体废物，主要有沙粒粉尘和腐蚀物(成分是氧化铁、硫化亚铁和少量的其他氧化物如氧化镁、氧化锰、氧化铝)等，设备及流程管网（节流阀、分离器、阀门、三通及其他管件等部位）内壁易存有以硫磺为主的污垢，易出现仪器仪表堵塞、运行管线内部结垢、管径变小等现象，导致集输系统流程内压力容器及管道生产运行中压力变高，液位计、压力传感器、气体流量计等超出安全运行上限等。且易产生垢下电化学腐蚀，对集输管线的严重腐蚀，甚至产生氢脆现象，严重威胁到集输系统的安全平稳运行。这些固体废物中的硫化亚铁还可能对清管作业和设备的检修造成隐患，因为硫化亚铁和硫磺在合适的温度下会自燃，一旦接触空气在常温条件下能迅速氧化燃烧，并对设备造成损害，对施工人员造成伤害，存在安全隐患。检修施工前需要排空管道设备内残余气体和部分残液，防止硫化亚铁自燃，是清除管网和设备内残硫的重点工作。
2 集气站内工艺流程残硫清除技术研究
集气站检修时，站内流程残存的余气和硫化物需要清理干净，现在通常采用净化气置换、碱液浸泡、氮气置换作业（简称清扫技术），在清除残硫中存在一定的局限性。
2.1原残硫清扫作业流程
（1）进行放空。打开计量分离器排污至火炬分液罐闸阀和截止阀，将计量分离器内残液全部排至火炬分液罐后全关排污截止阀和闸阀。然后打开汇管放空平台手动放空，将站内压力泄放为自然压力。
（2）进行置换
①燃料气置换
A 放空完毕后，利用井口的一级节流后吹扫口，连接燃料气吹扫流程，打开分支管放空手动放空阀门，对集气站站内流程进行燃料气吹扫置换，吹扫置换时对系统内易积液部位进行吹扫，排除残液。
B选取出站ESDV下游压力表放空口处进行H2S气体浓度检测，每隔5分钟且连续检测3次，低于20ppm为合格。
C 燃料气置换完毕后，停止燃料气置换。
D 打开燃料气撬块分离器、仪表风缓冲罐、小汇管手动放空阀门，将集气站内燃料气撬块内燃料气进行放空，直至压力为自然压力。
②碱液浸泡
A 站内燃料气置换合格后，进行碱液浸泡，以达到中和硫化氢、钝化硫化亚铁等杂质的目的。
B 利用配置好的浓度为0.5%的碱液通过加热炉出口取样口向集输流程加注，经过计量分离器至外输出站球阀，通过计量分离器出口压力表、分支管BDV上游压力表双阀组放空口进行观察，连续出液无气泡为加注完成。浸泡2小时后，用便携式硫化氢检测仪对外输压力表双阀组放空口进行检测，H2S浓度为0ppm时为合格，浸泡结束后通过井口进行氮气加压，将管道、容器内的碱液推扫至火炬分液罐，通过吸污车拉运至污水站处理回注。
③氮气置换
A 利用井口一级节流后吹扫口，连接氮气吹扫流程，进行氮气加压，将管道、容器内的碱液吹扫至火炬分液罐。
B 逐井对站内管道，进行氮气吹扫置换。消除管道内的残液和硫化氢气体。
2.2 残硫全面清洗技术研究
由于普光气田天然气内含有大量硫化物，天然气通过水气分离后，设备容器内易存有以硫磺为主的污垢。污垢的产生是由于设备、管线长期运行中淤积在管线内壁的硫与碳酸盐、硫化亚铁、硫醇、腐蚀杂质等在设备及管线内形成了一种互相胶联的硫磺垢。该垢质以多聚硫为骨架，铁氧化物、碳酸盐颗粒、腐蚀杂质为填充物，经日积月累而形成的。该垢质垢体坚硬，且气味较浓，微溶于乙醇、醚，易溶于二硫化碳；但上述化学药品属于有毒有害物质，使用后严重损害人体机能。通过清扫作业无法完全清除硫化物，根据上述情况，引进了由无机络合物、渗透剂、悬浮剂和活性缓冲剂构成一种特殊条件下的溶硫清洗剂。
(1)清洗方式
根据管线及设备情况，采用浸泡循环化学清洗和水射流相结合的方式进行清洗施工，主要工艺管线采用浸泡循环化学清洗，对于有盲点的部位、排污管线、弯头等难以清洗的特殊和重点部位采用水射流辅佐清洗，计量分离器罐和火炬分液罐罐底沉积物采用人工清理。
(2)清洗施工研究
化学整体清洗程序为：连接清洗流程-系统压力检漏-溶硫清洗-清水冲洗-空气吹扫-恢复装置-清理现场。各段管线，各工艺装置要用药剂中和反应1次，循环清洗6次，清水冲洗最少2次。整体清洗程序为：连接清洗流程一系统试压验漏一药剂清洗一清水冲洗一空气吹扫—恢复装置流程一清理现场。
①站内酸气工艺管道、排污和放空管线
用选定的溶硫剂，采用药剂循环清洗的方式进行清洗，在达到工业设备清洗标准，避免对集气站压力管道造成二次污染。
②站内各类压力容器
站内所有需要清洗的压力容器，在清洗后选择人工清淤的方式，彻底清除容器内壁的沉积物，并擦拭干净，使其满足压力容器法检的要求。施工前实施隔离和盲断，使其具备人工清淤条件。
③清洗过程检测、质量管理控制
A 用红外线测温仪检测清洗剂温度，每30min检测1～2次，使溶硫清洗液始终保持75℃土5℃。
B 用PH试纸检测清洗剂的酸碱度，每30min检查pH值1～2次。当系统清洗液碱度、硫磺、聚合物含量基本趋于平衡，如果聚合物含量饱和，需增加溶硫剂继续清洗，直至污垢完全除尽，即可结束清洗。
C 清水冲洗质量控制，用空气把清洗液体顶出，然后注入热水冲洗，并每15min监测一次pH值，使系统呈中性或微碱性为止，当pH值趋于稳定可结束热水冲洗。
D 空气吹扫质量控制，利用大功率空气压缩机产生干净的空气把工艺管线内的液体推出来，保证工艺管线的正常投产使用。目测管线出口直到没有液体排出为止。
3 结语
现场应用表明，残硫全面清洗技术具有技术优点：①能有效除去系统内的硫磺、聚合物等。②能清除系统中灰尘、泥沙、脱落的金属氧化物、焊渣及其它污垢。③把工艺管线内的液体推出来，保证工艺管线的正常投产使用。④高压水射流可以冲洗清洗液循环不到的排污管线或阀门。⑤设备清洗结束后、设备表面可以形成完整的钝化膜。
参考文献
[1]何金龙 熊钢 常宏岗 陈胜永 胡天友 陈昌介 中国天然气净化技术新进展及技术需求--以川渝地区为例 《天然气工业》2009年第3期91-94,142-143.
作者简介：史桂生，男，1970年4月出生，工程师，从事油气地面工程维修技术工作。
