今年年初,西南油气田公司自主研发的“胺液深度复活技术”入选“中国石油2023年度十大科技进展”。该技术解决了长期困扰天然气净化领域的胺液变质导致净化装置处理量降低等制约稳定生产的“卡脖子”难题,为含硫天然气的安全高效生产提供了有力支撑。
“这是对我们团队多年不懈探索的充分肯定。”谈到此次入选,主导此项技术研发的西南油气田公司天然气研究院有关负责人颜晓琴说。
在含硫气田的开发过程中,通常采用胺液对天然气进行脱硫净化处理。在净化过程中,胺液因自身降解和受污染,会不可避免地发生变质,导致净化装置脱硫性能下降、处理量降低,严重时会引发腐蚀穿孔泄漏和发泡停产等问题。
国际上,从上世纪六十年代就开始研发和应用胺液复活技术。到本世纪初,我国的胺液复活技术仍主要依靠进口,而国外的胺液复活技术只能脱除腐蚀性杂质,以解决胺液变质腐蚀性增大问题,并不能解决对含硫天然气净化生产影响最大的发泡停产、脱硫性能下降难题。
随着天然气上产步伐加快,胺液变质引发的问题对天然气净化生产造成的影响更加凸显,成为制约天然气稳产上产的瓶颈问题。
如何有效地从变质胺液中分离出致泡性变质产物,并恢复胺液的脱硫性能?一直是国内外气体净化领域公认的难题。
“我们净化装置运行技术研究室的使命就是为净化装置平稳运行提供技术支撑。”颜晓琴团队依托国家科技重大专项和西南油气田公司配套项目开展研究探索,先后攻克了胺液复杂变质监测、胺液中近70种致泡性变质产物脱除、活性剂与腐蚀性变质产物共脱除等系列难题,成功研发出了胺液深度复活技术,形成了具有自主知识产权的胺液深度复活工艺与装置。
研究团队从分子设计、微观结构入手为各净化厂的变质胺液量身定制高度匹配的脱除剂,脱除胺液中种类繁多的致泡性变质产物。创新引入带亲电基团的聚合物,将无机热稳定盐定向转化为热稳定胺盐,解决胺液脱硫性能降低的问题。首创新型金属有机配位分离材料与选择性脱除工艺,在脱除腐蚀性变质产物的同时,大幅降低活性剂的损失率。通过深度处理,变质胺液的脱硫脱碳性能、起泡趋势、腐蚀性,可全面恢复至新鲜胺液水平。
与国外同类技术相比,西南油气田公司创新研发的胺液复杂变质产物分析方法,打破了胺液复杂变质无法监测和提前预警的技术局限,脱除的变质产物种类数是国外技术的8倍,活性剂损失率从国外技术的98%降低至2%以下,不仅具有与国外技术相同的降低胺液腐蚀性的能力,更首次攻克了胺液发泡、活性剂与腐蚀性变质产物共同脱除的难题。
目前,胺液深度复活技术已获发明专利4项、发表SCI/EI论文3篇,并在中国石油13套天然气脱硫装置成功实现规模化应用。
截至目前,该项技术累计复活变质胺液超3200方,支撑279亿方含硫天然气安全高效产出,避免变质胺液废弃导致的环境污染,在含硫天然气安全清洁快速上产中发挥了重要作用。