能耗節(jié)點分析在油田伴生氣加工過程中的應用

唐發(fā)坤(大慶油田有限責任公司天然氣分公司， 163000)

能耗節(jié)點分析在油田伴生氣加工過程中的應用

唐發(fā)坤(大慶油田有限責任公司天然氣分公司， 163000)

在原油開采過程中通常會伴生有大量的二氧化碳氣體，這種溫室氣體被排入空氣中，加重了溫室效應給全球帶來的影響。事實上伴生氣體是有一定利用價值的，在開采原油時可以使用相關設備捕捉并將之凈化，壓注入地下以提高油田的石油開采量。當然，在加工伴生氣的過程中會消耗大量的動力費用，也正是因為成本高昂限制了我國的伴生氣加工。本文試以能耗節(jié)點分析為研究對象，試探究其在油田伴生氣加工中的具體應用。

能耗節(jié)點分析；油田伴生氣；加工過程；應用效果

目前，對于油田伴生氣——二氧化碳的加工，主要依托于提純加工裝置來完成，以這一點為入手點，針對環(huán)境溫度因素、原料氣壓力因素進行能耗節(jié)點分析可以大大降低加工成本。能耗節(jié)點分析需要與現(xiàn)實狀況相結合，制定出更加適宜的對策，以提高油田伴生氣的加工價值。

1 二氧化碳加工中的能耗節(jié)點

在二氧化碳的提純加工中，共涉及到2個能耗要素與8個控制點，2個能耗要素分別為“耗電”要素與“耗油”要素，其中：耗電是指生產用電消耗，其包含了5個控制點，即氨螺桿機、油泵、風機、噴淋泵、回流泵；耗油則是指再生用油，其包含了3個控制點，即再生頻率、再生時間、設備狀況。

梳理這些生產作業(yè)中各控制要點的能耗并進行分析，可以發(fā)現(xiàn)采取如下控制措施可以大大節(jié)省電耗與油耗，降低二氧化碳產品的加工成本：①針對氨螺桿機，可以在夏天保持吸氣壓力為0.2MPa、排氣壓力為1.4MPa、油溫為40～45℃；冬天保持吸氣壓力為0.3MPa、排氣壓力為1.3MPa、油溫為38～41℃。②針對油泵，可保持油壓差在0.15MPa左右，勤加清洗油濾器。③針對風機，要綜合考慮機組的壓力與溫度，及時開啟與關閉風機，盡可能地開啟噴淋泵，為機組降溫，縮短風機運行時間，以節(jié)省能耗。④針對噴淋機，可將其與風機搭配使用，根據(jù)時間狀況配合開啟與關閉噴淋機，在情況允許的前提下，優(yōu)選噴淋機，以冷卻水降低機組溫度，如此不僅可以降低能耗，所取得的冷卻效果比風吹更好。⑤針對回流泵，應根據(jù)蒸餾塔頂?shù)臏囟葲Q定何時開啟與關閉，并且還應對回流泵進行定期保養(yǎng)與維護，以免其發(fā)生泄漏問題，此外還應注意回流泵不得空載運行。⑥針對再生頻率，應該調節(jié)回流量并對蒸餾塔頂與蒸餾塔底的溫度進行嚴格的控制，對于吸附塔的進氣水分，應盡量減少，必要時應嚴格執(zhí)行倒塔操作。⑦針對再生時間，應基于蒸餾塔溫度為再生尾氣量進行嚴格的控制，同時尾氣壓力應保證不得低于1.9MPa；對于導熱油的升溫時間，應盡量縮短，以免再生時間過長。⑧針對設備狀態(tài)，應定期做好清洗、維護與保養(yǎng)，諸如油泵和油嘴應多加清洗與校驗，爐膛除了需要定期清理還需要定期維護保養(yǎng)，油嘴在有必要時可以根據(jù)再生需求進行更換。

2 能耗節(jié)點的具體分析

2.1 原料氣壓力

在理想狀態(tài)下，若保持溫度恒定，則一定量的氣體其壓力與體積的乘積應該是恒量不變的。基于這一理想方程，生產過程中若是原料氣壓力降低，則氣體體積將會膨脹，密度也會變小，所帶來的結果便是單位時間內加工量的減少以及產品能耗的明顯增加。

一般情況下，天然二氧化碳在正常工況下具有4.2～4.4MPa左右的系統(tǒng)壓力，吸附塔的出口流量則為5×103Nm3/h。改變原料氣壓力，使其低于4MPa，并使吸附塔出口流量降低到2.5×103Nm3/h以下，則氨螺桿機組的荷載量將會降低10%左右，供氨量也會減少5%左右。若吸氣壓力能夠達到0.2MPa，則調節(jié)前后單位產品的能耗基本上可以保持平衡，而螺桿機組每小時節(jié)省的電耗可以達到27kWh，電流也會降低40A。簡單地說，按照工況適當調整操作參數(shù)可以確保不同工況下能耗的有效降低。此外，若是壓力保持不變，則可以利用動力設備在實際運行中存在的“余量”來減少能耗，一般情況下，在設計壓力范圍中可以使用雙機來代替淡季，不僅功率可以大大提高，也可以有效節(jié)約水電和柴油的消耗。以華東油氣田下屬的黃橋油田為例，其使用單機運行電動機時，單位(100t)成品氣所消耗的電量要比雙機情況下多1.2×103kWh，耗水量多2t，柴油消耗量多14L。

2.2 環(huán)境溫度

提純與加工二氧化碳的過程，實際上是外部向內部施加能量的過程，在生產裝置中循環(huán)利用制冷系統(tǒng)可以為二氧化碳提供冷量、熱量，二氧化碳與其他雜質在蒸發(fā)與冷凝的過程中被分離開來，實現(xiàn)去除雜質的目的。對于提純裝置而言，外部環(huán)境溫度的變化可以為其生產效率帶來較大的影響，若能充分利用環(huán)境溫度這一要素，則能降低單位產品的能耗。

一般而言，夏季溫度較高，產品能耗會隨之升高，而冬季溫度較低，產品能耗也會隨之降低。1月的產品能耗明顯低于8月的產品能耗，最多時這種差距甚至可以達到50%。若夏季環(huán)境溫度≥30℃，則蒸發(fā)式冷凝器中的冷卻水會大量蒸發(fā)，換熱效果將會顯著下降，單位時間內的能耗顯著上升，產品則隨之減少。對比不同環(huán)境溫度下的生產能耗，可以發(fā)現(xiàn)在原料氣壓力與工況均相同的情況下，溫度越高則耗電量越大。假設水溫≤29℃，氣溫≥34℃，機組電流將會上升10A左右，單位耗電量也會增加大約5kWh；假設水溫≥33℃，氣溫≥34℃，則單位時間內電流上升25A，耗電量增加17kWh。綜上所述，在二氧化碳加工過程中，通過較低的環(huán)境溫度來促進介質與介質之間的換溫，提高加工效率的同時還能降低加工成本。

3 結語

能耗節(jié)點分析有助于油田伴生氣加工能耗的有效降低，對加工成本降低有顯著促進效果，油田企業(yè)應加以應用，為企業(yè)獲得更多的利益。

[1]胡冠珠.通過節(jié)點分析與綜合調整降低集輸系統(tǒng)能耗[J].石油石化節(jié)能,2013,(09).