天然氣深冷裝置余熱回收技術探討

孫玉竹

摘 要 隨著科技的不斷發展，社會的不斷進步，以及人們環境保護意識和節約資源意識的增強，在生產和生活中對資源的利用的效率也極大地提高了。而在天然氣的處理過程中，天然氣的深冷裝置壓縮機中存有許多高溫氣體，這些高溫氣體具有很高的回收和利用的價值，通過對天然氣深冷裝置中的高溫氣體進行回收利用可以極大的提高能源的利用效率。對天然氣深冷裝置產生的余熱進行回收利用符合節約能源的要求，其具有一個良好的發展前景。文章介紹了對天然氣深冷裝置產生的余熱進行回收的幾種方法，以及對天然氣深冷裝置余熱回收中的一些技術進行了分析和研究。

關鍵詞 天然氣處理；深冷裝置；余熱回收利用；技術分析

中圖分類號：TK115 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）02-0109-01

進入21世紀后，人類對能源的需求也加大了，尤其是清潔的能源，而天然氣作為一種潔凈環保的優質能源，受到許多國家的重視。天然氣的初加工裝置大體上可以分為兩種：①淺冷分離裝置，即主要回收輕烴處理富氣；②深冷分離裝置，主要是對含有C2、C3的輕烴進行進一步回收。隨著石油化工也的快速發展，以及對C2+輕烴需求的不斷增加，在對天然氣的初處理中很多采用深冷分離裝置，但天然氣的深冷分離裝置生產的能耗比較高，這導致了能源的利用效率低下，如何合理、充分的利用天然氣深冷分離裝置產生的余熱，讓天然氣在深冷加工中節約能源、降低消耗成為我們研究的重點。文章分析了天然氣深冷裝置余熱回收技術，對天然氣深冷裝置余熱回收技術進行了簡要的介紹，并對其中可能出現的問題進行了分析，并提出相應的解決對策。

1 天然氣深冷裝置及天然氣處理中的余熱問題

1.1 天然氣深冷裝置

天然氣深冷裝置即是在天然氣加工過程中的深冷分離回收裝置。天然氣深冷裝置的應用，提高了油氣田對天然氣加工處理的深度，增加了油氣田輕烴產量，有效的解決了天然氣的處理裝置在檢修期間容易造成的對天然氣處理能力低下等問題，極大地提高了油氣田的整體經濟效益。在用深冷裝置對天然氣進行深冷分離的過程中，燃氣壓縮機進行工作時會產生大量的高溫尾氣，這些高溫尾氣含有大量的熱能，具有很高的回收再利用的價值。

1.2 天然氣處理中的余熱問題

天然氣的處理一般在天然氣處理站完成，天然氣處理站具有天然氣凈化后向外運輸、液化氣生產、輕烴深加工等功能。許多天然氣處理廠在對天然氣進行處理時大多采用深冷裝置，在天然氣的深冷裝置中壓縮機燃機在工作的同時會產生大量的高溫尾氣，為適應時代發展的需求，合理的利用能源，提高能源利用率，就必須對天然氣處理過程中產生的余熱進行利用，提出并制定一個詳細的能解決天然氣處理系統余熱的技術，合理的回收利用天然氣處理系統產生的余熱，可以有效地減少能源損耗，提高能源的利用效率。

2 對天然氣深冷裝置余熱的回收

一些油氣田的天然氣生產工藝系統一般包含有原油穩定工藝系統、天然氣的淺冷分離工藝系統、天然氣的深冷分離工藝系統。原油穩定工藝要求把穩定前的原油48℃加熱到65℃，對穩定前的原油加熱需要大量的熱量，而在天然氣的深冷分離工藝中燃機的排煙溫度能達到400℃，為了有效的防止酸露點腐蝕，技術上要求溫度不低于180℃即可，因此天然氣深冷裝置有很大的余熱可以利用。由此可見，如果對天然氣深冷加工過程中產生的余熱進行回收，用來對穩前原油進行加熱，可以極大地減低天然氣深冷加工過程中的能源消耗。

以某個天然氣處理廠為例，對天然氣深冷裝置可回收的余熱以及對穩前原油進行加熱所需的熱量進行分析。天然氣深冷加工裝置的燃機設計的煙氣量為8500 ㎏/h，讓深冷裝置中的燃機裝置的排煙溫度由400℃降低到108℃，可以回收的余熱大概為2.07×107 kJ/h。油氣廠的穩前原油處理量大概為10000t/天，把原油從48℃加熱到65℃所需要的熱量大概為1.45×107 kJ/h。有上述的數據可以得知，燃機可以利用的余熱量是原油加熱所需的余熱量的1.43倍，所以說利用燃機的排煙余熱對原油進行加熱的方法是可行的。

利用燃機的排煙余熱對原油進行加熱有兩種方案：①恢復原有的鍋爐，采用蒸汽的鍋爐對燃機產生的余熱進行回收，其回收的熱量主要用于原裝置熱源和冬季的供暖；②設計煙氣與導熱油換熱器，利用導熱油對裝置產生的余熱進行回收，再用導熱油加熱對穩前原油進行加熱。通過分析可知，如果采用第一種方案，則需要更換許多設備，費用較大，并且技術上有許多難題無法解決。而第二種方案對設備無腐蝕，可以延長設備的使用年限，同時具有溫度調節靈活、方便工作等優點，避免了許多問題的產生。兩種對深冷裝置余熱回收方案的優、缺點的比較如下表。

通過表的對比可以得出結論：即采用第二種方案回收余熱的效率比較高，運行的費用相對較低，優點比較突出。

3 天然氣深冷裝置余熱回收方案的實施

用導熱油回收利用深冷裝置的余熱系統主要包括傳熱循環子系統、氮氣覆蓋子系統、儲存及注油子系統、補燃子系統、自動控制子系統。其工藝流程為：熱的媒體經過泵加壓后，進入導熱油——煙氣換熱系統與高溫的燃機尾氣進行換熱，吸收尾氣的余熱。升溫后的導熱油進入到循環系統中，在導熱油——原油換熱器中對穩前原油進行加熱，從而達到對天然氣深冷裝置余熱進行回收利用的目的。

4 結束語

隨著時代的發展，人們在生產的同時也越來越注重減低能耗，通過對天然氣深冷裝置在生產中產生的余熱進行回收利用，可以有效的提高能源的利用效率，減少能源的損耗。天然氣深冷裝置余熱回收技術還有許多問題值得我們去探討和分析。

參考文獻

[1]胡建國.天然氣深冷裝置燃機尾氣余熱回收技術改造[J].石油石化節能，2013，09（14）：12-13.

[2]董成云.天然氣深冷裝置余熱回收技術[J].油氣田地面工程，1999，19（15）：23-24.endprint