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