天然气处理中的节能技术探讨.pdf

第3 期 6 9一 天然气处理中的节能技术探讨 范君 来 ，胡涛 ，王敏 ，冯宇涵 1 ． 西安长庆科技工程有限责任公司，陕西 西安 7 1 0 0 1 8 2 ． 中国石 油集团测井有限公司生产测并中心 ， 陕西 西 安 7 1 0 2 0 0 [ 摘要] 目前，天然气工业已成为国民经济中的重要产业，为我国社会和城镇居民提供 日益增多W j ,f t ； X - 原料和能源产品。 天然气加工处理中有着较大的节能空间。推广采用多种节能技术，改进工艺操作，可使能耗显著下降，取得良好的经济效 益和社会效益 [ 关键词]天然气；加工处理；节能技术 随着 能源 的 曰益 紧缺 ，天 然气 工 业 已成 为 国民经济 中的重要产业 ，为我 国社会 和城 镇居 民 提供 日益增多 的化工原料和能源产 品。近年来国 家对天然气处理 的环保要求 目益提高。天然气生 产企业应始终将节能技术方案纳入企业 发展的战 略 ，坚持走 高效率、低排放 、低 消耗 、低投入 的 节 能之路 。 1 天然气的应用领域 与煤炭 、石油等传 统化 石能源相 比，天然气 燃烧 时排放 的一氧化碳 、氮化物 、二氧化硫 、粉 尘 明显要低得 多，具有低排放 、低污染、高效率 等优 点，是一种优质 能源 。天然气除作为生活燃 料广泛应用于居 民生活外 ，还广泛应用于工业交 通等各行业 。 做 为一种 重要的化工原料 ，天然气 与其他化 工原料相 比，具有硫化物少、灰粉少、含 水率低 等优点 。天然气可用于生产近千种化工产 品和中 问产 品，如 甲醇 、合成氨等等 。世界上9 0 ％的甲醇 和8 4 ％的合成氨是 由天然气制备而成。大量实践证 明，天然气在生产过程 中具有较大 的节能空 间， 天然气处理 中采用节 能技术 ，可改进操作 ，明显 地 降低能源消耗。 2优化天然气生产和输送工艺 2 ． I 推广冷输工艺 建议应停 运单井水套加热炉 。天然气节流 引 起 的温 降可通过较 高的环境温度和天然气 自身携 带 的热量进行补偿 。同时，合理优化各项参数 ， 使天然气外输温度 高于临界温度 ，使其不在外输 压力下产生水合物 ，这样可大幅度降低天 然气的 消耗 。 2 ．2放空气体回收利用 通过工艺调整将天然气 闪蒸气放 空量大 幅度 降低 。同时，为 了减少天然气放空量，保证 安全 生产 ，可 以在天然气处理过程中采用相应 的保温 措施，避免在闪蒸气管线中发生冻堵。 2 ．3合理使用电伴热 应 当根据 气 候 、季 节 、生产 介 质 、生 产设 施等 因素 ，建立 电伴热使用 台帐，分析解冻措施 的有效性 、冻堵 的影 响程度、冻堵的可能性 ，分 段 、分 时使用 电伴热 。应尽量提前滞 后投运 、停 运，将各伴热点停运、投运的时间提前确定 。 2 ．4合理利用地层压力 应 充分利用 地层压力能量进行单井集输 。提 高单井 油压可通过低压生产排液完成 ，从而达到 高压系统 ，可 以使得污染物排放和地面能耗 大幅 度 地减 少 。 2 ． 5 地面长距离输送系统的节能 应充分考虑管材本身物理性能 、管道焊接质 量 、受输气机组最大承压 能力 、天然气输送 系统 的最大承压 能力等 多种 因素 ，确定管道的最 佳输 气压力 ，这可将天然气输送过程 中产生的管道 内 阻大幅度 降低 。另外 ，为有效地降低 摩擦系数 ， 应在天然气集输管道 内采用 内涂层 ，以降低天然 气在输送 中管线沿程的摩擦阻力，节约能耗。 ‘ ‘ ‘ ● ● 。 。 ‘ ‘ ● ● ● ● 。 ’ ‘ _ ● ● ● ’ ’ ’ 。 ‘ ● ● ● ● ● 。 ’ ‘ ● ● ● ● ● ● ● _ ● ⋯● _ ● ● ● ● ● ● ● _ ● ● ● ● - t ● ● ● ’ ● ● ⋯’ ● ● ● ● ● - - ’ ● ● ● ● - ● ● - ● ● - ● - ● ●⋯● ● ●● ● ●● ● ●_ ●● ● ● ’● 作者简介范君来 1 9 7 9 一， 男， 甘肃泾 川人， 石油大学 华 东油气储运工程专业毕业，本科，工程师。现从事长输管道及气 田地面工程设计和研究工作。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 7 0 一 一 节能减排 石油 和 化工 设 备 2 0 1 3 年第 1 6 卷 3选择适宜的回流 比 在天然气精馏塔 的操 作中 ，操作 费用和精馏 分离净 功耗 以及 冷凝器和再沸器 的热 负荷 都受回 流 比的直接影响 。在最小回流 L t Rm附近 ，随着回 流 比R的增大 ，设备 费用下降，传质 的不可逆程度 也 明显加 大 ，所需 的塔板数 明显减少 ；在较高R 处 ，进 一步增加回流 比，会增大 设备 费用 冷凝 器 、再沸器 、塔径传热面积增大 ，但所 需塔 板 数变化 不大 。因此 ，应该按照 总费用 最小来决定 适宜的回流 比。经大量理论计算与实践证明，R取 值 为1 ． 2 倍最 小回流 比或 1 ． 3 倍最小回流 比，操作弹 性增大 许多 ，设备的总 费用增加很 小，最多增加 2 ％～ 6 ％。此外 ，如果原料 分离程度很高或者组分 易变动，Ro p t ／R mL L 值则应取值大些。 同时，为 了降低 轻烃回收装置 的产品能耗 ， 还应 从轻烃回收装置 的各 处理单元 入手 ，在轻烃 回收装 置的设计和生产运行环节 中推 广应用节能 技术 。除此之外 ，还应保证天然气 设备的密封性 良好 。为避免设备 出现 泄漏现象 ，应定期或不定 期地详 细检查设备 的密封性 ，尽可能利用设备大 修 时处理和检修泄漏 。 4电力设备使用中的节能 天然气 轻烃回收装 置和净 化装置 中，使用许 多大功率动力 设备，主 要采用 电机驱动机泵和压 缩机 ，电能消耗较 多，节能空 问较大 。以四川 1 磨 溪 天然气净化厂 为例 ，四川磨溪天然气净化厂近 年来在变压器系统 、电机系统 、照 明系统等方面 开展 了一系列电气节能改造工程 。该厂1 3 0 万联合 装置中原来采用S 7 系列变压器 ，该系列变压 器耗 电量大 ，后在 电气节能改造 中选用两台S 1 1 系列节 能型变压器替代 。与S 7 系列变压器相 比，S 1 1 系列 变压器 改进 了制造工艺、结构和材质 ，空载能耗 较原来下降 了4 0 ％，每年可节约 电费4 ． 2 万元 。另 外，该厂在 1 3 0 万联合装置的大功率负载中，如循 环水泵 、主风机 、MDE A循环泵安装 了英福特 节 电器，每年可节约用 电l 2 ． 9 6 1 0 k Wh ，节约电费 9 ． 1 万元 。同时，生产区域按照不同的现场照 明度 要求采用 不同功率的节能灯 ，将 原来 的高压钠灯 替换为电子节能灯，每年可节约电费7 ． 5 万元 。 5使用板式换热器节能 天然 气 处理 过 程 中应 尽量 少 使用 管 壳 式换 热器 ，多使用全焊式板式换热器 ，中问没有密封 橡胶条 ，可 以在紧凑 的空 间内具有较大 的传热面 积 。 板 式 换热 器 较 管壳 式 换热 器 ，换 热 效 率更 高 ， 占地 面积 较 小 ，减 少 了重 沸器 的燃 料 气用 量 ，使得重沸器 负荷得 以降低 ，富液温度可 以达 到 1 6 0 ℃，而管壳式 换热器只能达到 6 O ℃ 。板式 换热器大幅度 降低 了天然气处理过程 的设备投资 费用 、循环水用量 、富液再生蒸汽量和燃料气消 耗 ，不消耗循环水 ，也没有贫液冷却器 ，富液和 贫液换热更为充分 ，循环水用量大幅度降低 ，热 量 回收得 以提高 。在综合考虑 占地面积 、能耗 、 投资等多种 因素后评估 ，板式换热器的节能效果 更为显著。 6结 语 在 天 然气 处 理过 程 中 ，应 大 力倡 导循 环 经 济 ，构建绿色装置 ，推行清洁生产 。通过节能新 技术 的使用和技术改造 ，最大 限度地降低天然气 处理过程 中的能耗 ，提高天然气产 品质量和天然 气产量 ，加快天然气行业的发展 ，尽可能地减少 “ 三废 ”排放 。 目前我 国天然气工业 已经在节能 降耗 、控制污染 、清洁生产、环境保护等方面取 得 了较大进展 ，节能技术不单是增加天然气生产 企业的经济效益 ，同时还可推动低碳 经济 低排 放、低污染、低能耗为特点 的发展，促 进合理 利用天然气资源。 ◆参考文献 [ 1 ] 郝萍． 低 含硫 天然气处理 艺探讨 f J ] - ’油气 田地 面 1 程， 2 0 0 7 ， 5 ． 【 2 】 付石，孙志田，吉旭慧． 天然气处理装置仪表风系统的改 造 『 J ] _新疆石油科技 ，2 0 0 7 ， 1 ． 【 3 ] 刘洪杰，贾琴芳，刘 自勤，田萍． 天然气处理新技术在丘 东天然气处理装置中的应用 f J 1 ． 科技创新导报 ，2 0 0 8 ， 8 ． [ 4 ]王育 明． 天然气处理工艺的优化『 J ] ． 油气田地面工程 ， 2 0 0 8 ， 2 ． 【 5 ] 李光 ，胡艳花，李长河，陈刚． 人然气 处理 中内烷制冷工 艺的探讨 ， 内蒙古石 油化工，2 0 0 8 ， 8 ． 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m