天然氣凈化工藝能耗評價及節能研究
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摘 要：針對天然氣凈化過程中的能耗問題，結合我國天然氣凈化過程現狀，首先對其能耗進行評價，然后從多個角度出發，提出有效的節能措施，為降低天然氣凈化過程中的能耗奠定基礎。
關鍵詞：天然氣；凈化工藝；能耗評價；脫水單元；節能研究
天然氣凈化是天然氣生產到銷售過程中的重要環節，天然氣凈化工作的實施需要多種設備及儀器的參與，在這個過程中需要消耗大量的能量，在節能環保的政策下，如何對凈化工藝進行節能降耗成為了一項重要問題[1]。另一方面，目前的研究成果已經表明，天然氣的脫水和脫硫是最重要的兩項能耗單元，因此，實施節能降耗主要就是針對脫水單元和脫硫單元實施，筆者認為，實施節能降耗的前提是對產生能耗的影響因素進行分析，在此基礎上才能提出相關的解決對策，因此，在本次研究中，筆者對天然氣凈化過程進行充分了解的基礎上，首先對能耗的影響因素進行了深入分析，以此提出相關的節能對策，為我國天然氣凈化過程中的節能降耗問題提供建議指導。
1 天然氣凈化工藝能耗評價
1.1 脫水單元能耗評價
1.1.1 進吸收塔的溫度及壓力
一般來說，在進行天然氣脫水處理的過程中，天然氣需要首先進入吸收塔內，該裝置內天然氣的溫度與壓力與上游的裝置有關，一般來說，如果吸收塔內的溫度相對較低，此時會使得裝置內部的甘醇粘度升高，進而使得裝置的工作效率降低，同時，裝置內的壓降也會升高，進而出現塔內發泡問題，另一方面，如果吸收塔內的溫度相對較高，這會使得脫水處理的甘醇損失增加，一般來說，吸收塔內的溫度需要控制在15-48℃范圍內。壓力也是影響脫水過程的重要因素，如果裝置內的壓力較高，此時天然氣中的含水量就相對較低，氣體在塔內的流動速度下降，這會使得脫水效率降低，如果裝置內的壓力較低，進行脫水過程中所需要的甘醇量將會增加，因此，壓力也需要維持在一定范圍內，通過大量的實驗發現，當壓力控制在2.5-10MPa之間時，脫水過程更為經濟[2]。
1.1.2 三甘醇循環量
三甘醇是進行脫水過程的重要物質，脫水后天然氣的水露點將會受到三甘醇量的直接影響，另一方面，該種物質的循環量又會對脫水設備的負荷產生影響，如果循環量增加，就會使得負荷增加，因此，該種物質的循環量一般需要控制在20-30L/kg范圍內。
1.2 脫硫單元能耗評價
1.2.1 溶液循環量
所謂溶液的循環量就是指醇胺的循環量，該種物質的循環量將會對脫硫能耗產生重要的影響，另一方面，該種物質的循環量又受到了其它因素的影響，例如氣體的流量和氣體的組分等。一般來說，如果控制醇胺影響因素的參數不變，想要提高天然氣的凈化效果，則需要降低醇胺的循環量，同時，需要提高醇胺溶液中的酸氣負荷。
1.2.2 壓力、溫度
進行脫硫處理過程中的溫度和壓力也會對能耗產生重要影響。如果壓力降低，可以很好的對溶液進行選擇，但是會使脫硫的效果降低，如果壓力升高，則對設備提出了更好的要求，會使得設備能耗增加，另一方面，如果溫度降低，會使得天然氣脫硫過程的效果降低，但是升高溫度，會使得脫硫過程的能耗增加，因此需要將溫度和壓力控制在合理范圍內。
2 管理措施
2.1 開發節能新工藝
在上文分析中指出，脫硫是天然氣凈化過程中產生能耗較大的單元，目前常見的脫硫方式為MDEA脫硫方法，該種方法在使用的過程中確實具有很好的效果，但是MDEA對于硫元素的吸收具有一定的選擇性，非常適用于硫碳比相對較高的天然氣。另一方面，該種方法在使用的過程中會產生大量的能耗，因此，從節能的角度出發，仍然需要對脫硫工藝進行深入研究，開發新的脫硫工藝。
2.2 對工藝裝置進行改造
一般來說，舊設備在進行天然氣凈化的過程中必然會消耗大量的能耗，因此，從節能的角度出發，十分有必要對設備進行一定的改造，改造過程可以從兩點入手。首先，對于硫磺回收而言，可以對冷凝水進行一定的回收；其次，設備應盡可能的采用變頻的調速器，進而滿足設備負荷波動的問題。
2.3 投入新型節能設備
目前，國內外都對天然氣凈化過程中的節能設備進行了深入研究，并開發出了一系列的產品，對于凈化廠而言，使用新型的節能設備將會給企業帶來更大的經濟效益。例如，在進料塔的入口位置處可以增設分離裝置，進而使得凈化過程中產生的污水量降低，同時，也可以使得天然氣的放空量降低，進而達到節能的目的。此外，凈化廠還可以對換熱器進行更換，將傳統的換熱器更換為板式的換熱器以后，凈化過程中的凈化效率可以提高11%左右，進而使得熱量的回收量增加，降低了燃料氣消耗量，此時即可達到節能的目的。
3 結論
綜上所述，在天然氣凈化的過程中由于需要的設備較多，工藝較多，因此非常容易產生能耗較大的問題，這對于凈化企業的發展十分不利，通過分析發現，產生能耗較大的單元主要出現在脫水單元和脫硫單元，這兩個單元中很多參數都會對能耗產生影響，因此，相關單位需要從開發節能新工藝、對工藝裝置進行改造以及投入新型節能設備等方面出發，分別采取有效措施，進而使得天然氣凈化過程的能耗得到有效的降低。
參考文獻：
[1]李勁，余宗財，夏太武，等.在線能耗評價系統在天然氣凈化廠的應用探討[J].石油石化節能，2016，6（10）：15-17.
[2]李奇，姬忠禮，段西歡，等.基于HYSYS建模的含硫天然氣凈化裝置能耗分析[J].油氣儲運，2011，30（12）：941-944.
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