張佳男(大慶油田有限責(zé)任公司天然氣分公司維修二廠, 黑龍江 大慶 163000)

天然氣深冷裝置余熱回收技術(shù)

張佳男(大慶油田有限責(zé)任公司天然氣分公司維修二廠, 黑龍江 大慶 163000)

在學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步的背景下，人們的資源節(jié)約意識(shí)、環(huán)保意識(shí)也在不斷增強(qiáng)，天然氣深冷裝置在對(duì)天然氣進(jìn)行處理的過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)大量的高溫氣體，通過(guò)對(duì)這些高溫氣體進(jìn)行回收、利用，不僅能夠降低天然氣處理的成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，還有利于實(shí)現(xiàn)資源消耗，提高社會(huì)效益。由此可見(jiàn)，天然氣深冷裝置余熱回收技術(shù)可以達(dá)到資源節(jié)約、環(huán)境保護(hù)的雙重效果，符合我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求。本文中，筆者主要對(duì)天然氣深冷裝置及其余熱回收技術(shù)進(jìn)行了分析，以供參考。

天然氣；深冷裝置；余熱回收技術(shù)

天然氣是一種應(yīng)用非常廣泛的礦石能源，在工業(yè)生產(chǎn)、國(guó)防建設(shè)、社會(huì)生活等方面均發(fā)揮著十分重要的作用。天然氣深冷裝置，指的是深冷分離回收裝置，其是天然氣初加工過(guò)程中的重要裝置。為減輕天然氣深冷裝置的熱量消耗，應(yīng)采取有效的余熱回收技術(shù)，對(duì)余熱進(jìn)行回收、再利用，這也有利于提高天然氣處理的效益。

1 天然氣深冷裝置

天然氣初加工，主要需要應(yīng)用兩種裝置，一是淺冷裝置，其主要作用是回收輕烴、處理富氣。二是深冷裝置，其主要作用是進(jìn)一步回收含有C2、C3的輕烴。通過(guò)有效應(yīng)用深冷分離裝置，有利于提高天然氣加工深度，也可以在一定程度上提高輕烴產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的提高[1]。在石油化工行業(yè)迅速發(fā)展的背景下，對(duì)C2+輕烴的需求量越來(lái)越大，因此，實(shí)現(xiàn)天然氣深冷裝置效率與效益的提高，具有非常重要的意義。但是，天然氣深冷裝置運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生非常多的能源消耗，從而降低了能源利用率。與此同時(shí)，天然氣深冷裝置進(jìn)行深冷分離時(shí)，燃?xì)鈮嚎s機(jī)會(huì)產(chǎn)生非常多的高溫尾氣，其中含有大量熱能，回收再利用價(jià)值很高?；诖?，現(xiàn)階段，如何高效利用天然氣深冷裝置出現(xiàn)的余熱資源，實(shí)現(xiàn)天然氣深冷加工能源消耗的降低、經(jīng)濟(jì)效益的提高，成為業(yè)內(nèi)重點(diǎn)關(guān)注的一個(gè)問(wèn)題。

2 天然氣深冷裝置的余熱問(wèn)題

天然氣深冷裝置進(jìn)行天然氣處理，這一過(guò)程通常是發(fā)生在天然氣處理站。大多數(shù)天然氣處理站，往往同時(shí)具備輕烴深加工、生產(chǎn)液化氣以及天然氣凈化后向外運(yùn)輸?shù)榷喾N功能[2]。天然氣處理站在應(yīng)用深冷裝置進(jìn)行天然氣處理的過(guò)程中，壓縮機(jī)燃機(jī)會(huì)產(chǎn)生非常多的高溫尾氣，若不對(duì)這些高溫尾氣進(jìn)行回收，放任其排放至大氣環(huán)境中，不僅會(huì)造成大量的資源浪費(fèi)，還會(huì)給生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞。為適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展的要求，實(shí)現(xiàn)對(duì)能源、資源的高效利用，就要對(duì)天然氣深冷裝置產(chǎn)生的余熱資源進(jìn)行有效回收、再利用。

3 天然氣深冷裝置余熱回收技術(shù)

天然氣處理工藝體系，主要包括三個(gè)方面的內(nèi)容，也就是原有穩(wěn)定工藝、淺冷分離工藝以及深冷分離工藝。其中，穩(wěn)定前的原油，溫度為48℃，原油穩(wěn)定工藝需要將其加熱至65℃，在進(jìn)行加熱的過(guò)程中，需要大量熱量。但是，深冷分離工藝操作過(guò)程中，燃機(jī)排煙溫度可高達(dá)400℃，為預(yù)防酸露點(diǎn)腐蝕現(xiàn)象的出現(xiàn)，技術(shù)上要求燃機(jī)排煙溫度只要大于180℃便可，這就意味著，深冷裝置的大量余熱可供回收利用[3]。通過(guò)對(duì)深冷裝置的余熱資源進(jìn)行回收利用，用于加熱穩(wěn)前的原油，便可以實(shí)現(xiàn)天然氣處理過(guò)程中能源消耗的降低。

對(duì)某天然氣處理廠的深冷裝置進(jìn)行分析，探討余熱回收技術(shù)。燃機(jī)設(shè)計(jì)煙氣量為每小時(shí)8500千克，若是使燃機(jī)裝置排煙溫度由400℃降為180℃，那么可回收余熱約為每小時(shí)20700000千焦。該天然氣處理廠原油處理量約為每天10000噸，將原油從48℃加熱至65℃，需要用到的熱量約為每小時(shí)14500000千焦。由此我們可以看出，燃機(jī)的余熱量為原油加熱所需熱量的1.43倍，因此，對(duì)排煙余熱進(jìn)行回收利用，并用來(lái)進(jìn)行原油加熱，切實(shí)可行。

對(duì)排煙余熱進(jìn)行回收利用的方案有兩種，第一種是，將原有的鍋爐恢復(fù)，并利用蒸汽鍋爐來(lái)回收余熱，回收的熱量可作為冬季供暖、原裝置熱源；第二種是，利用煙氣、導(dǎo)熱油換熱器，通過(guò)運(yùn)用導(dǎo)熱油來(lái)回收余熱，之后利用導(dǎo)熱油加熱的方法，來(lái)進(jìn)行原油加熱。第一種方案，需要更換、運(yùn)用非常多的設(shè)備，成本較高，且面臨著諸多無(wú)法解決的難題；第二種方案，不僅不會(huì)腐蝕設(shè)備，還有利于延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，同時(shí)具備方便工作、溫度調(diào)節(jié)靈活等一系列優(yōu)勢(shì)?；诖?，建議利用第二種方案。

4 天然氣深冷裝置余熱回收技術(shù)的實(shí)施

通過(guò)運(yùn)用導(dǎo)熱油來(lái)回收余熱，之后利用導(dǎo)熱油加熱的方法，來(lái)進(jìn)行原油加熱。這種方案主要包括以下幾個(gè)子系統(tǒng)：傳熱循環(huán)、氮?dú)飧采w、儲(chǔ)存及注油、補(bǔ)燃、自動(dòng)控制。工藝流程如下：熱的尾氣經(jīng)過(guò)泵加壓之后，進(jìn)入導(dǎo)熱油-煙氣換熱系統(tǒng)，并和高溫尾氣之間進(jìn)行換熱，將尾氣的余熱吸收。導(dǎo)熱油升溫后，進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)，在導(dǎo)熱油-原油換熱器系統(tǒng)中進(jìn)行原油加熱，最終達(dá)到回收利用深冷裝置余熱資源的目的。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展以及節(jié)能環(huán)保理念的逐漸深入人心，天然氣處理過(guò)程中，必須實(shí)現(xiàn)能源節(jié)約與資源的高效利用。通過(guò)回收利用天然氣深冷裝置生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的余熱，便可以實(shí)現(xiàn)天然氣處理能源消耗的降低，這對(duì)于推動(dòng)天然氣產(chǎn)業(yè)的健康、可持續(xù)發(fā)展具有非常重要的意義。

[1]王擁軍.天然氣處理裝置余熱回收技術(shù)[J].化工管理,2015,(35)∶191.

[2]孫玉竹.天然氣深冷裝置余熱回收技術(shù)探討[J].硅谷,2014,7(02)∶109+99.

[3]胡建國(guó).天然氣深冷裝置燃機(jī)尾氣余熱回收技術(shù)改造[J].石油石化節(jié)能,2013,3(09)∶15-16+59-60.

張佳男，男，大慶人，油氣田地面工程助理工程師，本科，主要從事天然氣生產(chǎn)裝置維修維護(hù)工作。