天然气净化厂单元能耗评价指标探讨-.pdf

l l 第 2 9 卷 第 4 期 l油 与 加 工 2 9O L A N D G A S T R E A T N G A N D P R O C E S S IN G l l l油 亏 加 工 天然气净化厂单元能耗评价指标探讨 岑兆海 中国石油天然气股份有限公 司西南油气 田公司开发部 ， 四川 成都 6 1 0 0 5 1 摘 要 国 内外天 然气净化厂 的设计普遍采用知名公 司的过程流程模拟软件， 为 了达 到理想 的设计和 节 能效果 ， 需要设计人 员长期经验 的积累。 因缺乏 国内外 同类设计单元能耗水平的详细数据 ， 以及 现有 单元能耗指标设置不够直观 ， 评价难 以达到 S Y ／ T 0 0 8 2 ．3 2 0 0 6 ；5 - 油天然气工程初步设计 内容规 范 第 3部分 的要求。通过对 A、 B 、 C三个天然气净化厂主要设计参 数的综合分析 ， 提 出脱硫单元用脱除 每 千摩 尔酸气耗能； 脱水单元用脱除每千摩尔水耗 能； 硫磺 回收单元用酸气中每千摩尔硫化氢发生 的 蒸汽量 ， 作为天然气净化厂新的单元 能耗评价 指标。 同时统一能量折算指标和能耗计量器具。 关 键词 天然气净化厂 ； 单元能耗 ； 评价指标 ； 探讨 文献标 识码 A 文章编号 1 0 0 6 5 5 3 9 2 0 1 1 0 4 0 0 2 9 0 3 0前言 天然气的脱硫脱碳过程是一个高耗能过程 ，对天 然气净化厂进行单元能耗评价 ，以降低能源消耗和生 产成本 ， 已经成为天然气净化工业进步的标志之一_ 1 。 国 内外天然气净化厂的设计普遍采用知名公 司的过 程流程模拟软件 。 为了达到理想 的节能效果 ， 需要设 计 人员长期经验的积累。S Y ／ rI 1 0 0 8 2 ． 3 2 0 0 6 石油天 然气工程初 步设 计 内容规 范 第 3部分 天然气处理 厂工程 ， 对能耗计算和能耗分析提出了相应要求E 3 ] ， 在 实际操作 中因缺 乏国内外 同类设计单元能耗水平 的 详 细数据 ， 目前的评价方法难 以达到预期 目的。因此 ， 有 必要对 现有天然气净化厂单元能耗评价指标作 出 调 整 1 建 立直观 的能耗评价 指标 天然气净 化厂主要 由脱硫 、 脱水 、 硫磺 回收单元 以及公用工程组成。 表 1 是 A、 B、 C三个天然气净化厂 的主要设计参数。通过对脱硫 、 脱水 、 硫磺回收单元设 计参数的综合分析 ， 提 出天然气净化厂新的单元能耗 评价指标 。 1 ． 1 脱硫 单 元能 耗评 价指标 脱硫单元的主要任务是脱除原料气 中的 H 2 S和 部分 C O ， 能耗主要包括两个部分； 一是提升贫液所消 耗的 电力 ； 二是富液再生所 消耗 的蒸汽 ， 脱硫单元能 耗约占全厂总能耗 的 9 0％以上 。现有设计文件提供处 理每万立方米原料气能耗。1 5 7 3 ． 3 、 3 3 0 5 ． 8和 8 5 0 4 ． 1 MJ 分别为 A B C三厂设计文件提供 的能耗指标 ， 无法判断 设计的能耗水平是否合理。如果采用脱除每千摩尔酸气 耗能比较， A B C三厂分别为 3 1 9 ． 2 7 、 3 0 2 ．7 4和 2 8 0 ． 1 4 M J ， 脱硫单元 的能耗水平相 当。因此 ， 在评价脱硫单元能 耗时，应该将脱除每千摩尔酸气耗能作为评价指标 ， 与国内外同类设计单元能耗水平进行 比较 ， 评价装置 的设计水平。 曾用 AMS I M软 件对 C厂脱硫单 元进行 重新模 收稿 日期 2 01 1 0 3 一 l 0 作者简 介 岑兆海 1 9 6 1 一 ， 男 ， 浙江宁波人 ， 工程师 ， 主要从事天然气净化生产技术管理工作 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 1 l 3 O } 薏 息 l 2 o 年 8 月 拟 ， 并经过一年多时间的实际运行验证 ， 当 MD E A循 2 2 0 7 0 ． 2 0 k g ／ h降到 1 3 0 6 8 k g ／ h ， 每小时节约低压蒸汽 环量从 6 6 1 ． 0 1降到 4 3 2 ． 9 0 k m o l ／ h时 ，富液总酸气负 9 t 。富液总酸气负荷也满足 S Y ／ T 0 0 1 1 - 2 0 0 7 天然气 荷从 0 ． 3 8 2 7增加到 0 ． 5 9 8 4 m o l ／ m o l MD E A， 湿净化气 净化厂设计规范6 ． 2 ． 1 l b 用 MD E A脱硫 时 ， 酸气负 中的 H 2 S和 C O 2 含量满足 G B 1 7 8 2 0 1 9 9 9 天然气 二 荷不宜超过 0 ． 6 mo l ／ mo l MD E A的要求Ⅲ。证明 C厂还 类气技术指标。而脱硫重沸器的蒸汽消耗却从原来的 有一定的节能潜力。 表1 A、 B、 C三个天然气净化厂的主要设计参数 注 为换算数据。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m I 2 9 OI L AND GAS TRE A T NG AND PR OCE S 第 S N 期 G I油 与 加 工 l3 1 I I I油 亏 加 工 Iu 0 1 ． 2脱水 单 元能耗 评 价指标 脱 水 单元 的 主要 任 务 是 脱 除 湿净 化 气 中 的 过 量 水 ．目前天然气净化厂绝大部分采用 T E G脱水工艺 ， 能耗主要包括两个部分 一是提升贫液所消耗的电力； 二是富液再生所消耗 的燃料气或蒸汽 ，脱水单元能耗 不到全厂总能耗的 1 0％。A、 B、 C三个 天然气净化厂 处理每万立方米天然气能耗分别为 3 5 4 ． 1 5 、 4 3 3 ． 0 6和 4 1 1 ． 3 4 MJ ，脱 除每 千摩 尔水 分别 为 4 2 0、 5 3 2 ． 9 2和 4 8 7 ． 5 4 MJ 。 湿净化气中的水含量主要与气质 、 设计温度 和设计压力有关 ， 在天然气净化厂中气质、 设计温度基 本一致 ， 压力增加湿净化气中水含量减少 ， T E G循环量 降低 ，而提升一定体积的贫液所消耗的电力增加 。所 以。 在评价脱水单元能耗时。 如果装置设计压力在 4 ． 0 ～ 6 ． 4 M P a之间， 可以忽略设计压力的影响因素。 用脱除每 千摩尔水耗能来评价脱水单元的设计水平和节能潜力。 1 ． 3硫磺 回收 单 元能 耗评价 指 标 在工厂设计文件中， 硫磺回收单元的能耗一般以每吨 硫磺 回收多少能量体现圈 。 A、 B 、 C三厂分别为一 2 4 0 9 ． 2 4 、 一 3 9 0 9 ． 1 0和一 1 4 0 6 ． 1 6 MJ 。对 C l a u s 延伸类工艺而言， 随着 2 1 在线分析仪和风机节能控制技术 的广泛应用 以及 在 尾 气 焚 烧 炉 中残 留硫 化 氢 完 全 氧化 所 需 温度 存在认识上的差异 。不同装置风机电力消耗和焚烧炉 燃 料 气消 耗 的 比较 ， 已经失 去能 耗评 价 的意 义 。因此 ， 真正能够体现装置设计能耗水平 的参数 ， 应该是酸气 中硫化氢部分氧化产生能量和焚烧尾气 中热能 的利 用率 ， 而这部分能量一般以硫磺 回收装置发生 的蒸汽 量来反映。因此 ， 用酸气中每千摩尔硫化氢发生的蒸 汽量来评价硫磺回收装置的设计能耗更加直观。 2建立统一的能量折算指标 天然气地 面工程设计 中采用 的能量折算指标 主 要依据三个标准 ， 包括 G B ／ T 5 0 4 4 1 石油化工设计能 耗计算标准 、 S Y ／ T 6 3 3 1 气 田地面工程设计节能技 术规范 以及 G B ／ T 2 5 8 9 { 综合能耗计算通则 ， 计算 结果相差很大 ， 建议按照 G B ／T 2 5 8 9 { 综合能耗计算 通则 ， 建立统一的能量折算指标 。 3 配置统一的能耗计量器具 配 置统 一 的能 耗计 量 器具 ， 有 利 于 系统 分 析和 综 合评价实际能耗水平 ，及时发现工厂的节能潜力 ， 建 立有效的天然气净化厂能耗评价体系。 4结论 通过对 A、 B、 C三个天然气净化厂主要设计参数 的综合分析 ，脱硫单元用脱除每千摩尔酸气耗能 ； 脱 水单元用脱除每千摩尔水耗能 ； 硫磺 回收单元用酸气 中每千摩尔硫化氢发生的蒸汽量 。 作为单元能耗新 的 评价指标 ， 更加科学直观 ， 能够真实体现天然气净化 厂设计水平 ， 及时发现节能潜力 。 参考文献 [ 1 ] 龙晓达， 肖锦堂 ， 钟 国利 ， 等． 九十年代 天然气处理加 工利用 技术进展 [ z] ． 泸州 四川石 油管理局天然气研 究院， 1 9 9 8 ． [ 2 ] 岑兆海． 天然气净化厂装置性能考核与硫收率计算探讨[ J ] ． 天 然 气与 石 油 ， 2 0 1 1， 2 9 1 2 2 2 4 ． [ 3 ] S Y／ T 0 0 8 2 ． 3 2 0 0 6 ，石 油 天然 气工程 初 步设计 内容 规 范 [ s ] ． [ 4 ] s Y／ T 0 0 1 1 2 0 0 7 ， 天然气净化厂设计规 范[ S ] ． [ 5 ]中国石化 总公 司硫磺 回收技 术协作 组． 硫磺 回收技术论 文 集 [ c] ． 北京 中国石化总公 司硫磺 回收技术协作组 ， 1 9 9 8 ． 国产钢级最高管径最大螺旋焊管试制成功 经过3 天连续奋 战， 2 0 1 1 年7 月2 6日， 宝鸡石 油钢管有限责任公 司 自主研发 的我 国第一根x1 O 钢级 、 直径 1 4 2 2 mm、 壁厚1 5 ． 3 1 T i m螺旋埋弧焊接钢管 ， 在其控股的 中油 秦皇岛 宝世顺钢管有限公司成功下线。这是迄今 为止 国内钢级最高、 管径最大的螺旋焊管。 Xl O 0 级螺旋焊管凭借更 高的耐压性 、 更大的强度、 更强的抗腐蚀能力和更省 的原料用量等 ， 成为各大制 管企业的研究热点。这次试制成功 ， 标志着宝鸡钢管公 司在更高钢级 、 长距离、 大口径油气输送管的研发和生产 技术上取得新突破 ， 为我 国未来油气输送管升级换代提供有力的基础性保障。 圆 月 供 稿 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m