天然气净化厂脱硫单元低负荷运行的节能措施.pdf

管理 实践 天然气净化厂脱硫单元低负荷运行的节能措施 张翔周 维权蒋蜀峰 西南油气田分公司重庆天然气净化总厂渠县分厂 摘要 近年 来，随着四川油气田川 东地 区天然气开 采进入 中、后 期，作为天然气生产过程 中关键 环 节 的 天然 气 净化 厂原 料 气处理 量 逐年 下降 ， 装置 负荷率 逐 减 。为 提 高装 置 利 用 效率 和 节 约 能源 ， 天然 气 净化 厂脱 硫 单 元 在低 负荷 条件 下 ，实施 “ 二合 一 ”操 作 ，取 得 了 良好 的节 能 效 果 ，获 得 了一 定 的经 济效益 。 关键 词 天然 气 脱硫 低 负荷 节 能 D Ol 1 0 39 6 9／j． j S S i3 2 0 95 1 49 3． 201 2． 0 8 0 1 6 天然 气净 化 厂 既是 绿 色能 源 的生 产者 ， 同时也 是 能 源 消 耗 大 户 。 天 然 气 净 化 厂 开 展 节 能 降 耗 工 作 ，以 降低 能源 消耗 和生 产成 本 ，已经成 为企业 的 当务 之急 。重庆 天然 气 净 化总 厂 渠县 分 厂脱 硫单 元 的能 耗 约 占全 厂总 能 耗 的 9 0 ％以上 ，做好 脱 硫单 元 的节能降耗工作对全厂的节能降耗工作具有十分重 要 的意义 。本文 根据 渠 县 天然 气 净化 厂脱 硫 单元 在 低 负荷 条件下 的 “ 二合一 ”操作 的节能效 果进行 分 析 。 1 脱硫单元 “ 二合 一”操作 背景 1 ． 1 外部 背 景 国家在 “ 十二五”期间，将加快建设资源节约 型 、环境 友好 型社会 ，提 高生 态 文 明水平 。面对 日 趋 强 化 的资 源环 境 约束 ，要 求 企业 树 立绿 色 、低 碳 发展理念 ，以节能降耗为重点 ，增强可持续发展能 力 。近几年 ，国家对企业 的节能降耗要 求越来越 高 ，能耗指标逐年降低 ，节能工作难度加大。 近 年 来 ，随着 四川 油气 田川 东地 区天 然 气开 采 进入中 、后期 ，作为天然气生产过程 中关键环节 的 天然气净化厂原料气处理量逐年下降 ，装置负荷率 递 减 。主要 数 据见 表 1 。 渠 县 天 然 气 净 化 厂 每 年 的 能耗 总 额 能 源 单 耗 指 标 原 料气 处 理量 。随着 处 理量 及 能耗 指 标 的降 低 ，能 耗 总 额也 相应 减 少 ，这 就要 求 企业 必 须创 新 节 能措 施 ，才 能完 成节 能 降耗任 务 。 第一作者简介 张翔 ．工程师 ，2 0 0 7 年毕业于西南石 油大学 ，主要 从事 天然 气净化 作 ，E - ma i l z h a n g x p e t r o c h i n a ． c o rn． c r l ，地址 四川省达州市渠县渠江镇 文峰路 2号，6 3 5 2 0 0 。 表 1 天然气净化厂原料气处理量主要数据 1 ． 2 内部条 件 1 ． 2 ． 1 脱硫 单元 耗 能点 介 绍 脱硫单元的主要任务是脱除原料气中的硫化氢 和部分二氧化碳 。脱硫单元的能耗约 占全厂总能耗 的 9 0 ％以上 。它 的 主要 能 耗包 括 2 个 部 分 提 升 贫 液所 消耗 的 电能 ；富 液 再 生所 消耗 的蒸 汽 ⋯ 。主 要 耗能设 备 见 表 2 。 表 2渠 县 天 然气 净 化 厂 脱硫 单 元 主要 耗 能 设 备 耗能设备 耗能工质 主要 技术参数 贫液循环 泵 电P 一 1 1 O l A 、 B ． 排量2 5 m ／ 11,电动 恸 率9 0 k W P 一 1 1 0 1 C 排量4 6 m ／ h ， 电动机功率1 3 2 k W 再生塔重沸 器 蒸 汽 进重沸器蒸 汽量 ≤8 t ／ h 酸水 回流泵 电 排量 2 ． 8 8 m ／ h ，电动机功率 3 ． 5 k W 酸气空 冷器 电 排量 2 5 0 0 0 0m ／ h ，电动机功率 2 2 k W 酸气后 冷器 循环水换热面积 1 1 5 m ，循环水人 口温度 ≤3 2 o c 贫液空 冷器 电 排量 1 6 0 0 0 0m ／ h ，电动机功率 ，2 2 k W 贫液后冷器 循环水换热面积 2 7 0m ，循环水人 口温度 ≤3 2℃ 1 ． 2 ． 2 降低 能耗 措施 分析 要 降低脱 硫 单元 的能 耗 ，应从 两方 面人 手 1 采 用 先 进 节 能 工 艺 ，如 选 用 选 择 性 好 的溶 剂 ，降低溶液循环量 ，减少二氧化碳的共吸率 ，从 而降低 贫液增压的电力消耗 ，冷却贫胺液耗用 的循 l 2 I“ 1 1 2 年第日 期 石油石化节能 {4 1 _ Manage men t＆ P r ac t i c e 环 冷 却 水 量 以及 再 生 胺 液 消 耗 的蒸 汽 量 。 目前 ， 渠县 天 然气 净化 厂脱 硫单 元 采用 甲基二 乙醇 胺选 择 性 吸收 脱硫 _T艺 ，该 工艺具 有溶 液 酸气 负荷 高 、循 环量 少 的特点 ，所 以 已无节 能潜 力 。 2 选 用 先进 节 能设 备 ，如 贫 富 液换 热 器 采 用 板式 换 热器 ， 叮大 大提 高换 热效 率 ，减 少循 环 冷却 水 用 量 和再 生蒸 汽 耗 量 。贫 液循 环 泵 采 用 能量 回 收 透 平 泵 ，对 高 压 富 液 中 的压 力 能进 行 回收 利 用 ， 降 低 电能 消耗 。 目前 ，渠 县天 然气 净化 厂脱 硫 单元 T 况不 适合 此类 改造 。 1 ． 2 ． 3 装 置条 件 渠 县 天 然气 净 化 厂原 料 气净 化 装 置设 计 为 2 套 镜 像对 称 的处 理 能力 为 2 0 01 0 m ／ d 的天然 气 净化 装 置 。脱硫 单 元 2 套 单 独 的吸 收 、闪蒸 、再 生 系 统 构 成 。为 了不停 产 检修 的需 要 ，通 过T 艺变 更增 设 了 2 套 吸 收 、1 套 再 生 操 作 的 _T艺 管 线 ；并 且脱 硫 闪蒸 、再 生系 统设 计裕 量 大 ，溶液 循环 量最 大 可 达 4 0 m ／ h 。 2 脱硫单元 “ 二合一”操作 简介 脱 硫单 元 “ 二 合 一 ”操 作 就 是将 脱 硫单 元 2 套 闪 蒸 、再 生 系统 改 为运 行 1 套 闪蒸 、再生 系统 ，并 且将 2 台溶 液 循 环 小 泵 P 一 1 l 0 1 A、B 运 行改 为 1 台溶 液循 环 大 泵 P 一 1 1 0 1 c 运行 。具 体 lI艺 流 程 见 图 1 。 至 1童温净化 气分囊■ 曩辩 气■曩辩 气过 ■素 蓝 I l 毫壕．化 气分■■ 曩料气■曩辩 气过■■素 贫渣采 冉 I 蠢再生 系统 去I套童 液过滤系统 贫液来自 H蠢再生 勇 I 统 重 Ⅱ蠢■ 渡过■采娃 图 1 渠县天然气净化厂脱硫单元 “ 二合一 ”工艺流程 由于装 置处 于 低 负荷运 行 状态 ，在环境 温 度不 高 时 ， 溶 液 循 环 量 每 套 长 期 处 于 l 5 ～1 9 m ／ h之 间 ，运 行 1 台溶 液 循 环 大泵 P 一 1 l O l C 就 能 够 满 足 2 套 吸 收 的要 求 。渠 县 天然 气净 化 厂 脱硫 单 元 于 2 0 1 0 年 3 月 5日开始 进 行“ 二合 一 ”操 作运 行 ，运 行 期 问节 能效果 显著 。 3 脱硫 单元 “ 二合 一”操作 节能效 益 3 ． 1 理论 节 能效益 按 泵 效 率 0 ． 8 、时 间每 月 3 0 d 、电费 0 ． 6 元／ k Wh 4 2 l w ． y h j r、 ． 。 丌 1 为依 据计 算 。 溶 液 泵 每 月 节 电 量 9 0 X 2 1 3 2 X 0 ． 8 2 43 0 2 7 6 48 k W h 酸 水 回 流 泵 每 月 节 电 量 3 ． 5 0 ． 8 X 2 43 0 2 01 6 k W h 每 月合计 节 电量 2 7 6 4 8 2 0 1 6 2 9 6 6 4 k Wh 全 年 节 电量 2 9 6 6 41 1 3 2 6 3 0 4 k Wh 按 照 1 1 个 月核算 创直接经济效益3 2 6 3 0 4 O ． 6 1 9 ． 5 7 8 2 万元 采 用 1 套再 生 系统 ，蒸 汽散 热 损 失将 减 少 ，具 有 一定 的经 济效益 。 3 ． 2实际 节能效 益 采 用 2 0 l 0 年 4 6 月与 2 0 0 9 年 4 6 月脱 硫单 元 溶 液 循 环 泵 单 耗 及 装 置 蒸 汽单 耗 对 比值 核 算 节 能 量 ，具 体数 据见 表 3 。 表3脱硫单元 “ 二合一 ”操作实际节能量统计 ． 溶液循环泵电单耗／ 再生蒸汽单耗／ 天然气处理量／ 时『由 J 『 k W h 1 o m j 0 m 1 0 II 】 节 电 量 1 2 ． 0 67 ． 9 6 2 9 0 3 5 ． 3 1 ／ 1 0 0 0 0 1 1 ． 9 01 0 k Wh 3 9 ． 7 5 t 标 煤 年 节 电能 力 1 1 ． 9 04 4 7 ． 6 X 1 0 k Wh 1 5 8 ． 9 8 t 标煤 节约蒸汽量 0 ． 5 6 0 ． 5 0 2 9 0 3 5 ． 3 1 1 7 4 2 ． 1 2 t 1 8 9 ． 3 7 t 标 煤 年 节 约蒸 汽 能力 1 7 4 2 ． 1 24 6 9 6 8 t 7 5 7 ， 4 2 t 标 煤 年 节 约 费 用 4 7 ． 60 ． 6 6 9 6 8 X 8 0 8 4 ． 3 0万 元 4 结束语 天然气净化 厂脱硫 单元 在低负荷运行状态下 ，具 有 巨大的节能潜力 。通过工艺 方案的优化运行将大大 降低工 厂 的能耗 ，大 幅度提 高 工厂 的经济 效益 。 参考 文献 [ 1 ]岑 兆海． 天然气净化厂单元 能耗 评价指标探讨 [ J ]天然 气 与石油 ． 2 0 1 1 4 2 9 3 1 ． [ 2 ]刘家洪 ， 杨 晓秋． 陈 明， 等 高含硫 天然 气净化 厂节 能措 施探讨 [ J ] ． 天然气与石油 ． 2 0 0 7 ， 2 5 5 4 2 - 4 4 ． 收稿 日期 2 0 1 2 - 0 5 0 7