天然气净化工艺能耗评价及节能研究
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摘 要：针对天然气净化过程中的能耗问题，结合我国天然气净化过程现状，首先对其能耗进行评价，然后从多个角度出发，提出有效的节能措施，为降低天然气净化过程中的能耗奠定基础。
关键词：天然气；净化工艺；能耗评价；脱水单元；节能研究
天然气净化是天然气生产到销售过程中的重要环节，天然气净化工作的实施需要多种设备及仪器的参与，在这个过程中需要消耗大量的能量，在节能环保的政策下，如何对净化工艺进行节能降耗成为了一项重要问题[1]。另一方面，目前的研究成果已经表明，天然气的脱水和脱硫是最重要的两项能耗单元，因此，实施节能降耗主要就是针对脱水单元和脱硫单元实施，笔者认为，实施节能降耗的前提是对产生能耗的影响因素进行分析，在此基础上才能提出相关的解决对策，因此，在本次研究中，笔者对天然气净化过程进行充分了解的基础上，首先对能耗的影响因素进行了深入分析，以此提出相关的节能对策，为我国天然气净化过程中的节能降耗问题提供建议指导。
1 天然气净化工艺能耗评价
1.1 脱水单元能耗评价
1.1.1 进吸收塔的温度及压力
一般来说，在进行天然气脱水处理的过程中，天然气需要首先进入吸收塔内，该装置内天然气的温度与压力与上游的装置有关，一般来说，如果吸收塔内的温度相对较低，此时会使得装置内部的甘醇粘度升高，进而使得装置的工作效率降低，同时，装置内的压降也会升高，进而出现塔内发泡问题，另一方面，如果吸收塔内的温度相对较高，这会使得脱水处理的甘醇损失增加，一般来说，吸收塔内的温度需要控制在15-48℃范围内。压力也是影响脱水过程的重要因素，如果装置内的压力较高，此时天然气中的含水量就相对较低，气体在塔内的流动速度下降，这会使得脱水效率降低，如果装置内的压力较低，进行脱水过程中所需要的甘醇量将会增加，因此，压力也需要维持在一定范围内，通过大量的实验发现，当压力控制在2.5-10MPa之间时，脱水过程更为经济[2]。
1.1.2 三甘醇循环量
三甘醇是进行脱水过程的重要物质，脱水后天然气的水露点将会受到三甘醇量的直接影响，另一方面，该种物质的循环量又会对脱水设备的负荷产生影响，如果循环量增加，就会使得负荷增加，因此，该种物质的循环量一般需要控制在20-30L/kg范围内。
1.2 脱硫单元能耗评价
1.2.1 溶液循环量
所谓溶液的循环量就是指醇胺的循环量，该种物质的循环量将会对脱硫能耗产生重要的影响，另一方面，该种物质的循环量又受到了其它因素的影响，例如气体的流量和气体的组分等。一般来说，如果控制醇胺影响因素的参数不变，想要提高天然气的净化效果，则需要降低醇胺的循环量，同时，需要提高醇胺溶液中的酸气负荷。
1.2.2 压力、温度
进行脱硫处理过程中的温度和压力也会对能耗产生重要影响。如果压力降低，可以很好的对溶液进行选择，但是会使脱硫的效果降低，如果压力升高，则对设备提出了更好的要求，会使得设备能耗增加，另一方面，如果温度降低，会使得天然气脱硫过程的效果降低，但是升高温度，会使得脱硫过程的能耗增加，因此需要将温度和压力控制在合理范围内。
2 管理措施
2.1 开发节能新工艺
在上文分析中指出，脱硫是天然气净化过程中产生能耗较大的单元，目前常见的脱硫方式为MDEA脱硫方法，该种方法在使用的过程中确实具有很好的效果，但是MDEA对于硫元素的吸收具有一定的选择性，非常适用于硫碳比相对较高的天然气。另一方面，该种方法在使用的过程中会产生大量的能耗，因此，从节能的角度出发，仍然需要對脱硫工艺进行深入研究，开发新的脱硫工艺。
2.2 对工艺装置进行改造
一般来说，旧设备在进行天然气净化的过程中必然会消耗大量的能耗，因此，从节能的角度出发，十分有必要对设备进行一定的改造，改造过程可以从两点入手。首先，对于硫磺回收而言，可以对冷凝水进行一定的回收；其次，设备应尽可能的采用变频的调速器，进而满足设备负荷波动的问题。
2.3 投入新型节能设备
目前，国内外都对天然气净化过程中的节能设备进行了深入研究，并开发出了一系列的产品，对于净化厂而言，使用新型的节能设备将会给企业带来更大的经济效益。例如，在进料塔的入口位置处可以增设分离装置，进而使得净化过程中产生的污水量降低，同时，也可以使得天然气的放空量降低，进而达到节能的目的。此外，净化厂还可以对换热器进行更换，将传统的换热器更换为板式的换热器以后，净化过程中的净化效率可以提高11%左右，进而使得热量的回收量增加，降低了燃料气消耗量，此时即可达到节能的目的。
3 结论
综上所述，在天然气净化的过程中由于需要的设备较多，工艺较多，因此非常容易产生能耗较大的问题，这对于净化企业的发展十分不利，通过分析发现，产生能耗较大的单元主要出现在脱水单元和脱硫单元，这两个单元中很多参数都会对能耗产生影响，因此，相关单位需要从开发节能新工艺、对工艺装置进行改造以及投入新型节能设备等方面出发，分别采取有效措施，进而使得天然气净化过程的能耗得到有效的降低。
参考文献：
[1]李劲，余宗财，夏太武，等.在线能耗评价系统在天然气净化厂的应用探讨[J].石油石化节能，2016，6（10）：15-17.
[2]李奇，姬忠礼，段西欢，等.基于HYSYS建模的含硫天然气净化装置能耗分析[J].油气储运，2011，30（12）：941-944.
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