天然氣深冷裝置余熱回收技術

張佳男(大慶油田有限責任公司天然氣分公司維修二廠, 黑龍江 大慶 163000)

天然氣深冷裝置余熱回收技術

張佳男(大慶油田有限責任公司天然氣分公司維修二廠, 黑龍江 大慶 163000)

在學技術不斷進步的背景下，人們的資源節約意識、環保意識也在不斷增強，天然氣深冷裝置在對天然氣進行處理的過程中，會出現大量的高溫氣體，通過對這些高溫氣體進行回收、利用，不僅能夠降低天然氣處理的成本，提高經濟效益，還有利于實現資源消耗，提高社會效益。由此可見，天然氣深冷裝置余熱回收技術可以達到資源節約、環境保護的雙重效果，符合我國可持續發展戰略的要求。本文中，筆者主要對天然氣深冷裝置及其余熱回收技術進行了分析，以供參考。

天然氣；深冷裝置；余熱回收技術

天然氣是一種應用非常廣泛的礦石能源，在工業生產、國防建設、社會生活等方面均發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程中的重要裝置。為減輕天然氣深冷裝置的熱量消耗，應采取有效的余熱回收技術，對余熱進行回收、再利用，這也有利于提高天然氣處理的效益。

1 天然氣深冷裝置

天然氣初加工，主要需要應用兩種裝置，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，其主要作用是進一步回收含有C2、C3的輕烴。通過有效應用深冷分離裝置，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量，實現經濟效益的提高[1]。在石油化工行業迅速發展的背景下，對C2+輕烴的需求量越來越大，因此，實現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，天然氣深冷裝置運行過程中，會產生非常多的能源消耗，從而降低了能源利用率。與此同時，天然氣深冷裝置進行深冷分離時，燃氣壓縮機會產生非常多的高溫尾氣，其中含有大量熱能，回收再利用價值很高。基于此，現階段，如何高效利用天然氣深冷裝置出現的余熱資源，實現天然氣深冷加工能源消耗的降低、經濟效益的提高，成為業內重點關注的一個問題。

2 天然氣深冷裝置的余熱問題

天然氣深冷裝置進行天然氣處理，這一過程通常是發生在天然氣處理站。大多數天然氣處理站，往往同時具備輕烴深加工、生產液化氣以及天然氣凈化后向外運輸等多種功能[2]。天然氣處理站在應用深冷裝置進行天然氣處理的過程中，壓縮機燃機會產生非常多的高溫尾氣，若不對這些高溫尾氣進行回收，放任其排放至大氣環境中，不僅會造成大量的資源浪費，還會給生態環境造成嚴重的破壞。為適應可持續發展的要求，實現對能源、資源的高效利用，就要對天然氣深冷裝置產生的余熱資源進行有效回收、再利用。

3 天然氣深冷裝置余熱回收技術

天然氣處理工藝體系，主要包括三個方面的內容，也就是原有穩定工藝、淺冷分離工藝以及深冷分離工藝。其中，穩定前的原油，溫度為48℃，原油穩定工藝需要將其加熱至65℃，在進行加熱的過程中，需要大量熱量。但是，深冷分離工藝操作過程中，燃機排煙溫度可高達400℃，為預防酸露點腐蝕現象的出現，技術上要求燃機排煙溫度只要大于180℃便可，這就意味著，深冷裝置的大量余熱可供回收利用[3]。通過對深冷裝置的余熱資源進行回收利用，用于加熱穩前的原油，便可以實現天然氣處理過程中能源消耗的降低。

對某天然氣處理廠的深冷裝置進行分析，探討余熱回收技術。燃機設計煙氣量為每小時8500千克，若是使燃機裝置排煙溫度由400℃降為180℃，那么可回收余熱約為每小時20700000千焦。該天然氣處理廠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14500000千焦。由此我們可以看出，燃機的余熱量為原油加熱所需熱量的1.43倍，因此，對排煙余熱進行回收利用，并用來進行原油加熱，切實可行。

對排煙余熱進行回收利用的方案有兩種，第一種是，將原有的鍋爐恢復，并利用蒸汽鍋爐來回收余熱，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、導熱油換熱器，通過運用導熱油來回收余熱，之后利用導熱油加熱的方法，來進行原油加熱。第一種方案，需要更換、運用非常多的設備，成本較高，且面臨著諸多無法解決的難題；第二種方案，不僅不會腐蝕設備，還有利于延長設備的使用壽命，同時具備方便工作、溫度調節靈活等一系列優勢。基于此，建議利用第二種方案。

4 天然氣深冷裝置余熱回收技術的實施

通過運用導熱油來回收余熱，之后利用導熱油加熱的方法，來進行原油加熱。這種方案主要包括以下幾個子系統：傳熱循環、氮氣覆蓋、儲存及注油、補燃、自動控制。工藝流程如下：熱的尾氣經過泵加壓之后，進入導熱油-煙氣換熱系統，并和高溫尾氣之間進行換熱，將尾氣的余熱吸收。導熱油升溫后，進入循環系統，在導熱油-原油換熱器系統中進行原油加熱，最終達到回收利用深冷裝置余熱資源的目的。

5 結語

綜上所述，隨著科學技術的不斷發展以及節能環保理念的逐漸深入人心，天然氣處理過程中，必須實現能源節約與資源的高效利用。通過回收利用天然氣深冷裝置生產過程中出現的余熱，便可以實現天然氣處理能源消耗的降低，這對于推動天然氣產業的健康、可持續發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[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探討[J].硅谷,2014,7(02)∶109+99.

[3]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,2013,3(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裝置維修維護工作。