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   為使天然氣達(dá)到管輸或商品氣質(zhì)量要求，需要對(duì)天然氣原料氣進(jìn)行脫水、脫硫和脫除二氧化碳等酸性氣體的凈化處理。由于甲基二乙醇胺（MDEA）溶液具有蒸汽壓較低，在酸性氣體吸收過(guò)程中溶劑損失較小，對(duì)設(shè)備的腐蝕微小等特點(diǎn)，以MDEA作為脫硫劑的濕法脫硫技術(shù)目前已廣泛應(yīng)用于煉廠氣和油氣田的天然氣脫硫凈化中，但MDEA溶液的再生過(guò)程消耗的動(dòng)力和能量都較大，約占醇胺法能耗的90%以上.所以，降低MDEA溶液再生能耗是天然氣脫硫工藝節(jié)能的重要途徑。
1 MDEA脫硫工藝流程夾點(diǎn)分析
    夾點(diǎn)技術(shù)是以熱力學(xué)為基礎(chǔ)，從宏觀角度分析過(guò)程系統(tǒng)中能量流沿溫度的分布，從中發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)及其用能的“瓶頸”所在，并給以“解瓶頸”的一種方法。工業(yè)應(yīng)用結(jié)果證明夾點(diǎn)分析引起了巨大的用能改進(jìn).當(dāng)給出過(guò)程系統(tǒng)中各物流的壓力、組成、質(zhì)量流量、初始溫度、目標(biāo)溫度以及選定的最小允許傳熱溫差后，即可確定夾點(diǎn).下面利用夾點(diǎn)技術(shù)對(duì)MDEA脫硫工藝進(jìn)行分析。
    MDEA溶劑再生工藝采用常規(guī)蒸汽汽提再生法，再生塔底重沸器熱源采用低壓蒸汽。
    天然氣濕法脫硫的基本工藝流程為：天然氣原料氣經(jīng)氣液分離器后，氣相由吸收塔下部進(jìn)入吸收塔與塔頂噴淋42℃的貧液逆流接觸，凈化后的天然氣由塔頂流出。吸收酸性氣體的MDEA富液升溫至55℃，由吸收塔底流進(jìn)入閃蒸罐，閃蒸至70℃釋放出吸收的烴類氣體；閃蒸后的富胺液由富液泵加壓后，進(jìn)入貧富液換熱器與再生塔底出來(lái)的貧胺液換熱升溫至99℃，再由塔頂進(jìn)入再生塔。富液向下與148℃、0.45MPa的蒸汽逆流接觸，大部分酸性氣體被解吸，解吸后的酸性氣體經(jīng)冷卻到40℃送至硫磺回收裝置；半貧液由再生塔底流出進(jìn)入再沸器被加熱，酸性氣體進(jìn)一步解吸，溶液得到較完全再生。再生后的貧胺溶液由再生塔底流出，在換熱器中先與富液換熱并在溶液冷卻器中進(jìn)一步冷卻后循環(huán)回吸收塔。
    某天然氣凈化廠天然氣處理量為200×104m3/d，年開(kāi)工8100h.MDEA溶液循環(huán)量為100t/h，w（MDEA）=30%.在過(guò)程集成原理的基礎(chǔ)上，對(duì)MDEA再生流程進(jìn)行夾點(diǎn)分析，取過(guò)程夾點(diǎn)溫差5℃。
    由現(xiàn)有流程總復(fù)合曲線形狀看，在靠近夾點(diǎn)處，總復(fù)合曲線相距很近，因此可以利用熱泵回收能量.即將45℃左右的貧液熱量回收，升溫后用以加熱在夾點(diǎn)之上、溫度在70℃~85℃的富液。熱泵在過(guò)程中的設(shè)置跨越夾點(diǎn)，因此，采用熱泵可起到節(jié)能的作用。在MDEA再生系統(tǒng)中，從再生塔底出來(lái)的高溫貧液與富液換熱后由33℃的冷卻水冷卻至40℃左右進(jìn)吸收塔。而從吸收塔底出來(lái)的富液要與貧液進(jìn)行兩次換熱和閃蒸，閃蒸罐的熱量由148℃，0.45MPa的蒸汽提供。系統(tǒng)采用熱泵后可將貧液的熱量升溫加熱富液，這樣既節(jié)省了公用工程的冷卻水用量，也節(jié)省了加熱閃蒸罐的蒸汽用量。
    在滿足熱泵跨越夾點(diǎn)外，還應(yīng)根據(jù)熱泵的特性、工作范圍與過(guò)程總復(fù)合曲線進(jìn)行合理匹配，綜合各條件選出適合的熱泵形式。結(jié)合各類型熱泵適宜的總復(fù)合曲線，閉式壓縮機(jī)式熱泵和第一類吸收式熱泵夾點(diǎn)溫度滿足過(guò)程要求，供熱與吸熱溫度也在兩類熱泵的運(yùn)行范圍內(nèi)，因此可以采用。
2 熱泵在系統(tǒng)中的應(yīng)用方式
2.1 第一類吸收熱泵
    第一類吸收式熱泵（增熱型）以再生塔頂氣為驅(qū)動(dòng)熱源，工質(zhì)對(duì)為溴化鋰—水。吸收器和冷凝器串聯(lián)構(gòu)成熱水回路供熱，吸收器入口處流進(jìn)的是從吸收塔出來(lái)的吸收了酸性氣體的富胺溶液，經(jīng)過(guò)吸收器進(jìn)行第一次加熱，釋放出烴類氣體，再進(jìn)入冷凝器進(jìn)行第二次加熱，經(jīng)再次閃蒸的
    富胺溶液由冷凝器出口進(jìn)入再生塔頂進(jìn)行再生。蒸發(fā)器通過(guò)熱源水回路吸收45℃左右貧胺溶液的低品位熱量。再生塔內(nèi)貧液的再生是通過(guò)148℃的蒸汽與塔上流下來(lái)的貧液直接逆流接觸再生，110℃左右的酸氣和水蒸氣的混合氣體經(jīng)水冷器冷卻至40℃，酸氣送至硫磺回收裝置或火炬中燃燒，液態(tài)水回流至再生塔。再生塔頂氣的冷凝過(guò)程，不僅浪費(fèi)了大量的熱能又消耗了冷卻水。使用吸收式熱泵后，以再生塔頂氣作為驅(qū)動(dòng)熱源即回收了大量熱能又節(jié)省了冷卻水的使用。
2.2 壓縮式熱泵
2.2.1 電動(dòng)熱泵方案
    電動(dòng)壓縮式熱泵作為重要的節(jié)能裝置在暖通空調(diào)中已得到成熟的應(yīng)用，不少油田利用電動(dòng)壓縮熱泵回收注入地下的油田污水余熱，升溫后對(duì)原油伴熱或?qū)τ蛥^(qū)進(jìn)行供熱采暖，都已經(jīng)取得了較好的成效.將熱泵的冷凝器與蒸發(fā)器器做成水—水換熱器；蒸發(fā)器內(nèi)的制冷劑吸收45℃貧液的熱量蒸發(fā)形成蒸汽，蒸汽被壓縮機(jī)吸入壓縮后進(jìn)入冷凝器冷凝放熱，冷凝器內(nèi)流入從吸收塔底出來(lái)的富液，在冷凝器內(nèi)吸收制冷劑冷凝放出的熱量升溫。由于壓縮機(jī)受排氣溫度的限制，所以在回收貧液熱量的熱泵系統(tǒng)中需要采用耐高溫的螺桿壓縮機(jī)，制冷劑也要選擇耐高溫的混合工質(zhì)以滿足中高溫?zé)岜孟到y(tǒng)的要求。
2.2.2 燃?xì)鉄岜梅桨?br />     天燃?xì)鉄岜门c電動(dòng)熱泵的原理基本相同，只是用燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)完成熱泵工質(zhì)的循環(huán)。天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的過(guò)程為天然氣在燃?xì)鈾C(jī)汽缸中的燃燒過(guò)程，釋放燃料的化學(xué)能造成汽缸內(nèi)氣體的變化，推動(dòng)活塞進(jìn)行輸出功。
    天燃?xì)鉄岜米钔怀龅膬?yōu)點(diǎn)就是可回收發(fā)動(dòng)機(jī)余熱，余熱溫度有550℃，具有較高的利用價(jià)值。在供熱模式下運(yùn)行時(shí)，可使供熱溫度進(jìn)一步提高.在MDEA再生系統(tǒng)中，可將發(fā)動(dòng)機(jī)的余熱回收加熱貧液。
2.2.3 兩種熱泵方案的比較
    燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)熱泵與電動(dòng)熱泵相比（熱泵的輸出熱量與輸入熱量之比），燃?xì)鉄岜眠\(yùn)行成本低，初投資較高，天然氣的獲得容易且成本較低，發(fā)動(dòng)機(jī)余熱溫度可回收直接利用，但COP比電動(dòng)熱泵低。吸收式熱泵與壓縮式熱泵相比，利用了再生塔頂氣作為驅(qū)動(dòng)熱源，系統(tǒng)的熱能被更充分地利用了，與壓縮式熱泵相比節(jié)約了冷卻塔頂氣的冷卻水用量；但吸收式熱泵的投資費(fèi)用更大，COP比燃?xì)鉄岜蒙缘汀?br /> 3 結(jié)語(yǔ)
    天然氣凈化單套裝置規(guī)模太小，處理量小，裝置效率低，能耗也較高，投資卻沒(méi)有降低。目前天然氣凈化處理能力已顯著提高，MDEA溶液采用集中再生，在一定生產(chǎn)規(guī)�；A(chǔ)上采用節(jié)能技術(shù)有助于設(shè)備投資的收回，可獲得相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)效益。MDEA溶液熱源具有連續(xù)穩(wěn)定、易提取的特點(diǎn)，加之本文對(duì)MDEA溶液再生過(guò)程的夾點(diǎn)分析，理論上證明了采用熱泵的可行性；并由夾點(diǎn)溫度和各熱泵特性及工作范圍確定了采用熱泵的形式。