□ 本刊記者 仇國強 姚斌 薛相才 鄒超

普光氣田產(chǎn)出的天然氣硫化氫含量高達15%，二氧化碳含量高達8%，集劇毒與強腐蝕性于一體，必須先凈化處理，否則絕對不能進入長輸管線，更不要說進入千家萬戶的灶臺。員工形象地將天然氣凈化處理比喻為給天然氣“洗澡”。

2013年2月底，普光氣田天然氣凈化廠累計生產(chǎn)硫黃突破500萬噸，占國內(nèi)同期硫黃總產(chǎn)量的44.56%。與產(chǎn)量同步提高的是，硫黃產(chǎn)品純度由2012年的99.95%提高到99.96%，達到國標(biāo)工業(yè)硫黃優(yōu)等品標(biāo)準(zhǔn)。

“如果沒有自主創(chuàng)新技術(shù)的支撐，這是不可能做到的。”天然氣凈化廠廠長朱德華說，“作為亞洲最大的天然氣凈化廠，我們現(xiàn)在的凈化技術(shù)和產(chǎn)品指標(biāo)在國際上都是一流的。”

操控“聯(lián)合國式的裝備”

普光氣田產(chǎn)出的天然氣高含硫化氫，硫化氫含量高達15%，二氧化碳含量高達8%，集劇毒與強腐蝕性于一體，不經(jīng)凈化處理，絕對不能進入長輸管線，更不要說進入千家萬戶的灶臺。

普光天然氣凈化廠就承擔(dān)著凈化處理天然氣的重要使命，被稱為整個川氣東送工程的“咽喉”。

作為規(guī)模世界第二、亞洲第一的普光天然氣凈化廠，年處理含硫天然氣達120億立方米，生產(chǎn)硫黃240萬噸。

“普光凈化廠裝置設(shè)備技術(shù)密集、工藝復(fù)雜。當(dāng)時，對于這種大型系列脫硫裝置的建設(shè)和投運，國內(nèi)沒有可供借鑒的經(jīng)驗?！碧烊粴饧夹g(shù)管理部副主任商劍鋒說。

“美國BV公司的工藝包、多國產(chǎn)品集成配套的生產(chǎn)裝置、SEI的工藝設(shè)計，等等，別說技術(shù)創(chuàng)新了，光是消化吸收就是一項艱巨的任務(wù)。”談起投運初期遇到的種種困難，普光凈化廠首席技術(shù)專家于艷秋感慨道。

普光天然氣凈化廠不僅因其規(guī)模大而備受關(guān)注，其“聯(lián)合國式的裝備”也是絕無僅有。要想操控好這些裝備，第一步就是學(xué)習(xí)消化吸收。

在建設(shè)之初，普光氣田就選派骨干人員赴加拿大、美國、法國學(xué)習(xí)高含硫氣田開發(fā)管理技術(shù)和經(jīng)驗。“出門當(dāng)學(xué)生，回家當(dāng)先生”。曾作為普光氣田技術(shù)骨干到加拿大高含硫氣田——卡布南氣田學(xué)習(xí)的趙景峰對此感觸頗深。

為了做到理論與實際相結(jié)合，學(xué)成歸國的技術(shù)人員白天盯現(xiàn)場，學(xué)習(xí)工藝安裝；晚上對照圖紙，研究工藝流程。對重點工藝設(shè)備，他們更是拿著圖紙，對照現(xiàn)場實物，一段管線一段管線地摸，一個設(shè)備一個設(shè)備地查。為了投產(chǎn)時做到胸有成竹，他們以“螞蟻啃骨頭”的精神，抄、寫、背、記操作規(guī)程，理解設(shè)計原理。

回憶起當(dāng)時工作的情景，普光天然氣凈化廠副廠長曹英斌記憶猶新：“當(dāng)時，圖紙堆滿一間大房子，圖紙上布滿密密麻麻的符號。經(jīng)過兩個月沒日沒夜的審圖大戰(zhàn)，我們不僅消化吸收了全部工藝流程，而且還對150多處與普光氣田不符的設(shè)計進行了優(yōu)化?！?/p>

2010年6月，在沒有國外開車專家指導(dǎo)的情況下，經(jīng)過管線吹掃、水洗、氣密試驗、設(shè)備聯(lián)調(diào)等工序之后，普光天然氣凈化廠6套聯(lián)合裝置全部成功投產(chǎn)運行。

“短短一年多時間，完成工藝技術(shù)的消化吸收和優(yōu)化，并在一個月實現(xiàn)兩套聯(lián)合裝置的投產(chǎn)，這對國內(nèi)外同類項目建設(shè)來說是一個奇跡?！庇谄G秋說。

生產(chǎn)出質(zhì)量比歐美標(biāo)準(zhǔn)還高的天然氣

如果說剛從普光海相底層開采出來的高含硫化氫和二氧化碳的天然氣是臟兮兮的小孩，那么，普光天然氣凈化廠就是小孩的澡堂。這個“澡堂”規(guī)模亞洲最大、世界第二，年處理能力為120億立方米天然氣，按熱值當(dāng)量計算，相當(dāng)于煉油廠處理1000萬噸原油的能力。

給高含硫天然氣“洗澡”，“澡堂”的大小、材質(zhì)，甚至“沐浴液”的選擇都很有講究——大?。簝艋瘡S有6套聯(lián)合裝置，每套裝置每年可處理20億立方米的天然氣，大件設(shè)備占10%以上，最重的超過200噸，最高的有45米；材質(zhì)：脫硫抗硫裝備30%依靠進口，其他努力實現(xiàn)國產(chǎn)化；“沐浴液”，也就是脫硫劑的選型和添加方法，決定著能不能洗干凈。

“作為國內(nèi)首家高含硫凈化廠，高含硫天然氣凈化技術(shù)在國內(nèi)沒有成功經(jīng)驗可借鑒。尤其是普光天然氣凈化廠正式投運之后，處理高含硫天然氣的聯(lián)合裝置逐漸暴露出一些工藝設(shè)計缺陷，出現(xiàn)‘水土不服’癥狀?！庇谄G秋說。

為盡快解決這些問題，普光分公司技術(shù)人員與多家高校、科研院所合作，通過實驗室模擬試驗、中試裝置試驗、側(cè)線試驗和工業(yè)試驗，自主創(chuàng)新了高含硫化氫及有機硫天然氣特大規(guī)模深度脫硫技術(shù)，在創(chuàng)新應(yīng)用固定床低溫催化水解有機硫技術(shù)的同時，發(fā)展應(yīng)用了兩級吸收、級間冷卻深度凈化技術(shù)。

這些創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用大大提高了普光氣田的天然氣凈化率，原設(shè)計生產(chǎn)二類凈化天然氣的普光凈化廠，高含硫天然氣凈化率達到99.99%，不僅優(yōu)于國標(biāo)天然氣一類氣標(biāo)準(zhǔn)，同歐美的標(biāo)準(zhǔn)相比也有優(yōu)勢。

從地層采出時，這里的天然氣還是含有硫化氫和二氧化碳的“毒蛇猛獸”，但經(jīng)過凈化廠的處理，這只“毒蛇猛獸”已經(jīng)脫胎換骨，改變了“脾性”，變得溫和、可親，“毒氣”變成了“福氣”。

變毒為寶

凈化廠除了把“毒氣”洗凈，還能“變毒為寶”。洗出來的“污垢”——硫化氫能轉(zhuǎn)變成重要的化工產(chǎn)品硫黃。

把硫化氫轉(zhuǎn)變?yōu)榱螯S的關(guān)鍵設(shè)備叫“克勞斯?fàn)t”。剛運行沒多久，克勞斯?fàn)t的一個配件——陶瓷套管便大面積開裂，克勞斯?fàn)t隨之“趴窩”了。這可是普光氣田花高價從國外進口的，還沒正式啟用就出了問題。“如果單純依靠進口，不僅增加工程成本，而且永遠擺脫不了對國外的技術(shù)依賴?！庇谄G秋說。

科研人員重新設(shè)計、調(diào)整材料配方，最后自主研發(fā)出了國產(chǎn)特大型克勞斯?fàn)t，建成了20萬噸級的單列硫黃回收裝置。新產(chǎn)品不僅耐高溫、高酸、高壓性能更強，而且成本大大降低。

按照國際通行的回收工藝，并不能完全把天然氣中的硫全部轉(zhuǎn)化成硫黃。“分離出來的硫黃如果不能高效回收，相當(dāng)于放虎歸山。”朱德華說。

為了把有效物質(zhì)“吃干榨盡”，普光天然氣凈化廠自主創(chuàng)新，在凈化工藝上補充了尾氣加氫處理裝置，把排出的二氧化硫加氫還原轉(zhuǎn)化成硫化氫，再進一步循環(huán)吸收，將回收率提高到99.9%，硫黃產(chǎn)品的純度達到99.9%，遠遠高于設(shè)計指標(biāo)，達到國內(nèi)領(lǐng)先水平。

正是有了完善的特大規(guī)模硫黃高效回收技術(shù)的創(chuàng)新，普光氣田實現(xiàn)了變“毒”為寶，將硫化氫這一“毒氣”變成了有用之寶。

在實現(xiàn)硫化氫高純度處理之后，特大規(guī)模散裝硫黃儲運成為擺在氣田科技人員面前的又一個難題。

普光氣田一年生產(chǎn)240萬噸硫黃，這個生產(chǎn)規(guī)模居世界第二、亞洲第一?！耙鉀Q如此大規(guī)模的硫黃儲存、外運，國際國內(nèi)都沒有成型配套的技術(shù)。”于艷秋說。

如果采用傳統(tǒng)的皮帶輸送、自動包裝碼垛、袋裝儲存方式，需要4000平方米的庫棚16座及一定面積的堆場，叉車幾十臺，每天還需要消耗20多萬個編織袋。

更為嚴(yán)峻的是，硫黃粉塵是易燃易爆品，如果空氣中硫黃粉塵達到一定濃度，一個火星就會引來災(zāi)難性的后果。

為此，普光氣田組織國內(nèi)科研院所開展了大型硫黃成形系統(tǒng)和運輸方案的工程研究，最終研制成功了國內(nèi)首套具有大型散裝硫黃倉儲、自動轉(zhuǎn)運、密閉定量裝車功能的成套技術(shù)體系，以及硫黃粉塵監(jiān)測、抑制與消防系統(tǒng)，實現(xiàn)了特大規(guī)模散裝硫黃的安全環(huán)保儲運，填補了國內(nèi)空白。

通過不間斷的探索實踐，目前，普光天然氣凈化廠先后形成了高壓高含硫天然氣高效凈化配套技術(shù)、特大型高含硫天然氣凈化廠安全生產(chǎn)控制配套技術(shù)、高含硫天然氣凈化廠運行優(yōu)化配套技術(shù)等五大凈化技術(shù)系列，另有高含硫天然氣凈化工藝技術(shù)規(guī)程126項、技術(shù)規(guī)程關(guān)鍵技術(shù)方案49項，不僅填補了多項國內(nèi)空白，而且為國內(nèi)高含硫天然氣的凈化處理提供了技術(shù)藍本和寶貴經(jīng)驗。