高含硫天然气净化厂处理设备众多、工艺条件复杂,处理介质含高浓度H2S和CO2,具有压力高、易燃易爆且腐蚀性和毒性极强等特性,极易引发严重的有毒气体泄漏甚至爆炸等灾难性事故,给周围环境和人民生命财产安全带来极大威胁。气体检测仪可以迅速、准确检测到泄漏,是高含硫天然气净化厂安全生产最为重要的保障手段之一。因此,辨识出高含硫天然气净化厂各工艺单元可燃及有毒气体潜在泄漏源,判断其泄漏风险等级,分析可燃有毒气体泄漏特征及其扩散规律,建立基于风险的气体检测仪优化设置方法,使其能高效、可靠、准确地检测到各类泄漏并及时提供泄漏报警信息,对于提高高含硫天然气净化厂安全运行管理水平、保障站场周边公共安全具有重要现实意义。对此,本文开展了以下几方面的研究工作：(1)基于高含硫天然气净化厂各工艺单元介质组分、浓度、压力等特性分析,通过比较目前各类可燃及有毒气体检测仪的优缺点与适用范围,提出了高含硫天然气净化厂气体检测仪的选型建议。(2)基于现场调研统计数据分析,对高含硫天然气净化厂各工艺单元进行了潜在泄漏源辨识,利用道化学火灾、爆炸指数法对各工艺单元与脱硫单元设备进行了风险评价,分析表明：1)脱硫单元、脱水单元、硫磺回收单元是主要泄漏工艺单元；法兰、管道和阀门是主要泄漏位置；发生的泄漏主要为小泄漏,中泄漏和大泄漏发生次数较少；2)净化厂脱硫单元、脱水单元、过滤分离单元和硫磺回收单元的火灾、爆炸危险等级分别为中等、较轻、较轻、较轻；脱硫单元中的湿净化气分离器、MDEA吸收塔、MDEA再生塔的火灾、爆炸危险等级分别为较轻、中等、最轻。(3)基于FLUENT14.0软件平台,建立了高含硫天然气泄漏扩散二维数值模型,分析了高含硫天然气泄漏扩散规律以及CH4气体与H2S气体有效检测范围的变化规律,分析表明：1)可燃气体有效检测范围随风速的变大逐渐变大于稳定,随着泄漏源强的增大而增大,随H2S摩尔分数的变大基本保持恒定略微减小,其中最大影响因素是泄漏源强；2)有毒气体的有效检测范围随风速的变大逐渐减小,随泄漏源强的变大逐渐变大趋于稳定,随着H2S含量的升高而逐渐变大之后趋于稳定,其中最大影响因素是介质组分。(4)以所有潜在泄漏场景的泄漏风险及其对应检测响应时间乘积之和最小为优化目标,以气体检测仪布置位置和布置数量为优化变量,建立了基于风险的气体检测仪优化设置数学模型,采用贪婪取走启发式算法求解优化模型。给出了完整的基于风险的以净化厂整体为研究对象的气体检测仪优化设置步骤。(5)以万州高含硫天然气净化厂脱硫单元为例,通过分析确定了72个泄漏场景,布置了216个候选监测点,通过专家打分法得到了每个泄漏场景的泄漏风险值,建立了三维CFD数值模拟模型并对每个泄漏场景分别开展了数值模拟,得到了能够检测到每个泄漏场景的监测点位置及其相应检测时间信息。采用基于风险的气体检测仪优化设置数学模型及其求解方法,优化求解出了脱硫单元气体检测仪的优化配置与布局方案,并与目前现场布置方案进行了对比,结果表明：该净化厂脱硫单元宜配置9个CH4检测仪和11个H2S检测仪,此时检测百分率能够达到98.6%,检测时间为5.22s；而目前现场布置方案的检测百分率为63.9%,检测时间为11.29s；与现场相同数量检测仪的优化布置方案的检测百分率为84.7%,检测时间为6.82s。对比表明：本研究提出的基于风险的检测仪优化布置方法的检测效果优于现场布置方法,可靠性更强。