天然气深冷装置余热回收技术探讨

孙玉竹

摘 要 随着科技的不断发展，社会的不断进步，以及人们环境保护意识和节约资源意识的增强，在生产和生活中对资源的利用的效率也极大地提高了。而在天然气的处理过程中，天然气的深冷装置压缩机中存有许多高温气体，这些高温气体具有很高的回收和利用的价值，通过对天然气深冷装置中的高温气体进行回收利用可以极大的提高能源的利用效率。对天然气深冷装置产生的余热进行回收利用符合节约能源的要求，其具有一个良好的发展前景。文章介绍了对天然气深冷装置产生的余热进行回收的几种方法，以及对天然气深冷装置余热回收中的一些技术进行了分析和研究。

关键词 天然气处理；深冷装置；余热回收利用；技术分析

中图分类号：TK115 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）02-0109-01

进入21世纪后，人类对能源的需求也加大了，尤其是清洁的能源，而天然气作为一种洁净环保的优质能源，受到许多国家的重视。天然气的初加工装置大体上可以分为两种：①浅冷分离装置，即主要回收轻烃处理富气；②深冷分离装置，主要是对含有C2、C3的轻烃进行进一步回收。随着石油化工也的快速发展，以及对C2+轻烃需求的不断增加，在对天然气的初处理中很多采用深冷分离装置，但天然气的深冷分离装置生产的能耗比较高，这导致了能源的利用效率低下，如何合理、充分的利用天然气深冷分离装置产生的余热，让天然气在深冷加工中节约能源、降低消耗成为我们研究的重点。文章分析了天然气深冷装置余热回收技术，对天然气深冷装置余热回收技术进行了简要的介绍，并对其中可能出现的问题进行了分析，并提出相应的解决对策。

1 天然气深冷装置及天然气处理中的余热问题

1.1 天然气深冷装置

天然气深冷装置即是在天然气加工过程中的深冷分离回收装置。天然气深冷装置的应用，提高了油气田对天然气加工处理的深度，增加了油气田轻烃产量，有效的解决了天然气的处理装置在检修期间容易造成的对天然气处理能力低下等问题，极大地提高了油气田的整体经济效益。在用深冷装置对天然气进行深冷分离的过程中，燃气压缩机进行工作时会产生大量的高温尾气，这些高温尾气含有大量的热能，具有很高的回收再利用的价值。

1.2 天然气处理中的余热问题

天然气的处理一般在天然气处理站完成，天然气处理站具有天然气净化后向外运输、液化气生产、轻烃深加工等功能。许多天然气处理厂在对天然气进行处理时大多采用深冷装置，在天然气的深冷装置中压缩机燃机在工作的同时会产生大量的高温尾气，为适应时代发展的需求，合理的利用能源，提高能源利用率，就必须对天然气处理过程中产生的余热进行利用，提出并制定一个详细的能解决天然气处理系统余热的技术，合理的回收利用天然气处理系统产生的余热，可以有效地减少能源损耗，提高能源的利用效率。

2 对天然气深冷装置余热的回收

一些油气田的天然气生产工艺系统一般包含有原油稳定工艺系统、天然气的浅冷分离工艺系统、天然气的深冷分离工艺系统。原油稳定工艺要求把稳定前的原油48℃加热到65℃，对稳定前的原油加热需要大量的热量，而在天然气的深冷分离工艺中燃机的排烟温度能达到400℃，为了有效的防止酸露点腐蚀，技术上要求温度不低于180℃即可，因此天然气深冷装置有很大的余热可以利用。由此可见，如果对天然气深冷加工过程中产生的余热进行回收，用来对稳前原油进行加热，可以极大地减低天然气深冷加工过程中的能源消耗。

以某个天然气处理厂为例，对天然气深冷装置可回收的余热以及对稳前原油进行加热所需的热量进行分析。天然气深冷加工装置的燃机设计的烟气量为8500 ㎏/h，让深冷装置中的燃机装置的排烟温度由400℃降低到108℃，可以回收的余热大概为2.07×107 kJ/h。油气厂的稳前原油处理量大概为10000t/天，把原油从48℃加热到65℃所需要的热量大概为1.45×107 kJ/h。有上述的数据可以得知，燃机可以利用的余热量是原油加热所需的余热量的1.43倍，所以说利用燃机的排烟余热对原油进行加热的方法是可行的。

利用燃机的排烟余热对原油进行加热有两种方案：①恢复原有的锅炉，采用蒸汽的锅炉对燃机产生的余热进行回收，其回收的热量主要用于原装置热源和冬季的供暖；②设计烟气与导热油换热器，利用导热油对装置产生的余热进行回收，再用导热油加热对稳前原油进行加热。通过分析可知，如果采用第一种方案，则需要更换许多设备，费用较大，并且技术上有许多难题无法解决。而第二种方案对设备无腐蚀，可以延长设备的使用年限，同时具有温度调节灵活、方便工作等优点，避免了许多问题的产生。两种对深冷装置余热回收方案的优、缺点的比较如下表。

通过表的对比可以得出结论：即采用第二种方案回收余热的效率比较高，运行的费用相对较低，优点比较突出。

3 天然气深冷装置余热回收方案的实施

用导热油回收利用深冷装置的余热系统主要包括传热循环子系统、氮气覆盖子系统、储存及注油子系统、补燃子系统、自动控制子系统。其工艺流程为：热的媒体经过泵加压后，进入导热油——烟气换热系统与高温的燃机尾气进行换热，吸收尾气的余热。升温后的导热油进入到循环系统中，在导热油——原油换热器中对稳前原油进行加热，从而达到对天然气深冷装置余热进行回收利用的目的。

4 结束语

随着时代的发展，人们在生产的同时也越来越注重减低能耗，通过对天然气深冷装置在生产中产生的余热进行回收利用，可以有效的提高能源的利用效率，减少能源的损耗。天然气深冷装置余热回收技术还有许多问题值得我们去探讨和分析。

参考文献

[1]胡建国.天然气深冷装置燃机尾气余热回收技术改造[J].石油石化节能，2013，09（14）：12-13.

[2]董成云.天然气深冷装置余热回收技术[J].油气田地面工程，1999，19（15）：23-24.endprint