天然气净化节能措施及取得的效果

1 天然气净化工艺介绍

某净化厂建有两套450×104m3/d的天然气净化装置。干线来的原料气首先进入集配气进行初步分离, 然后进入脱硫脱碳装置, 原料气经过原料气过滤分离器和气/气换热器, 进入脱硫吸收塔。采用MDEA/DEA混合溶液脱硫脱碳工艺, 脱除几乎所有的H2S和部分CO2, 从脱硫脱碳装置出来的湿净化气送至脱水装置采用TEG (三甘醇) 脱水工艺进行脱水处理, 脱水后的干净化气经配气区计量输至用户。酸气送至尾气焚烧装置, 焚烧后通过烟囱排入大气。

2 节能降耗措施及效果分析

2.1 工艺参数优化降低生产能耗

2.1.1 调整脱水重沸器温度, 降低脱水单元燃料气消耗

净化厂净化装置设计增加了原料气与湿净化气换热器, 提高了冬季原料气进脱硫塔温度, 降低了湿净化气温度, 进一步降低了脱水装置运行负荷, 降低了产品气水露点。由前期运行数据可看出产品气水露点远低于国家Ⅱ类气质要求 (水露点≤-10℃ (4.5MPa条件下) ) 及采气一厂《采气工艺量化考核标准》中外输产品气:5月~11月水露点≤0℃, 12月~次年4月水露点≤-8℃的要求。

前期运行过程中脱水重沸器温度控制在199℃, 为了进一步降低装置能耗, 2013年12月20日开始第四净化厂对脱水重沸气温度进行调整, 结合产品气水露点逐渐降低脱水重沸器温度, 目前脱水重沸器温度控制在185℃, 产品气水露点满足外输要求。

统计相关数据可看出, 重沸器温度降低, 燃料气量减少。重沸器温度控制在199℃时, 燃料气消耗在68~69 m3/h, 重沸器温度降至185℃时, 燃料气消耗在55~57 m3/h。脱水重沸器温度从199℃降至185℃运行, 燃料气消耗减少12.5 m3/h, 每年2套天然气净化装置可节约燃料气量为:

12.5×24×2×330=198000 m3

2.1.2 停用循环水系统, 降低生产用电用水量

净化厂所在区域志丹县属温带干燥区与暖带半干燥过渡区, 结合装置夏季采用“空冷+水冷”保证正常生产, 冬季采用单一“空冷”的工艺设计特点, 为进一步降低工厂生产能耗, 减少用水、用电量, 在确保净化装置运行正常的情况下, 2013年11月29日停用循环水系统。

通过停用循环水系统前后MDEA溶液进泵温度数据统计对比, 可以看出循环水停用后MDEA溶液进泵温度变化不大, 并控制在40~45℃之间, 符合进泵温度要求。

自2014年开始全年停用循环水系统, 节电量、节水量计算如下:

停用循环水系统节电量:

原投运循环水系统时需启运循环水泵 (45KW) , 则全年停用循环水可节约电量为:

45×24×330=356400KWh

停用循环水系统节水量:

原投运循环水系统补水平均每小时约5方, 则全年停用循环水可节约水量为:

5×24×330=39600m3

2.2 技术改造降低员工劳动强度

2.2.1 空冷器远程自动调节

为确保空冷器电机始终在低频率下运行, 节约能耗, 调节贫液及酸气温度时, 对空冷器顶部盖板调节频繁, 需员工攀爬直梯至空冷器顶部进行作业, 十分不便, 遇雨雪天气时会增加操作风险。针对此种情况, 第四净化厂在空冷器盖板上安装了执行机构, 接入自控系统以实现空冷器的远程控制。

目前, 空冷器完全由中控室人员进行监控和调节, 中控操作人员只需输入相应的参数就可达到调节空冷器盖板开度的目的, 消除了操作风险, 同时降低了员工劳动强度。

2.2.2 滤芯清洗自动化应用

该净化厂建有两套日处理量450×104m3/d天然气净化装置, 每套装置分别有两台富液过滤器和一台贫液过滤器。目前滤芯采用人工清洗滤芯, 劳动强度大、用水量多;通过现场设计加工一台滤芯高压水清洗机, 使大量人力在滤芯清洗的繁杂工作中解脱出来, 同时提高滤芯清洗质量, 节约大量水资源。

虽然目前属于试验阶段, 未大量使用, 但使用自动化滤芯清洗可达到:1) 滤芯清洗机基本实现了滤芯内外同时清洗功能。清洗人员只需将待清洗滤芯放入设备, 打开进水管线阀门即可。2) 使用清洗设备后, 现场清洗人员无需时时使用新鲜水冲洗滤芯, 只需定期 (15min) 进行更换待洗滤芯, 每台过滤器滤芯清洗时间由原来的18h减少为2.5h, 大幅度降低了现场操作人员劳动强度。

3 结语

该净化厂天然气净化装置运行过程中, 通过工艺参数优化: (1) 调整脱水重沸器温度, (2) 停用循环水系统, 每年可节约燃料气198000 m3, 可节约电量356400KWh, 节约新鲜水39600m3, 降低了天然气净化装置的生产能耗;通过技术改造: (1) 空冷器远程自动调节, (2) 滤芯清洗自动化应用, 降低了员工劳动强度, 最终达到了节能降耗的目的。

摘要：某天然气净化厂建有两套450×104m3/d的天然气净化装置, 净化工艺在其他天然气净化厂传统工艺基础上, 增加了一些新工艺。本文主要介绍了本厂结合新工艺采取的节能措施及取得的效果, 通过工艺参数优化、技术改造达到降低生产能耗、降低员工劳动强度的目的。

关键词：天然气净化,节能措施,节能效果分析

参考文献

[1] 杨铁林, 何熨, 天然气净化厂节能降耗现状分析与探讨.《中国化工贸易》, 2013 (9) :298.

[2] 刘树龙, 石油化工生产过程中节能措施分析.《石油化工》, 2012 (5) :331.

[3] 杜德飞, 胡金燕, 李宇, 赵靓, 天然气净化厂脱硫装置能耗分析及节能措施探讨.《油气田环境保护》, 2013 (10) :20-25.