一种实现天然气净化厂热能梯级综合利用的工艺

摘要

本发明公开了一种实现天然气净化厂热能梯级综合利用的工艺，锅炉来的蒸汽作为Ⅰ效的热源，Ⅰ效蒸发出的二次蒸汽作为Ⅱ效的热源，Ⅱ效蒸发出的二次蒸汽作为Ⅲ效的热源，依此类推，能量梯级利用；锅炉给热单元产生的高品位蒸汽进入天然气净化单元，产生的高温冷凝水排到蒸发结晶单元的浓盐水综合处理单元对需处理的浓盐水进行预热；同时天然气净化单元产生的高温贫胺液排到蒸发结晶单元的浓盐水综合处理单元对需处理的浓盐水进行预热，贫胺液降温后返回天然气净化单元。本发明的积极效果是：由于利用了锅炉给热单元和天然气净化单元的余热，蒸发结晶单元只需要消耗少量的高品位的热能，就能实现天然气净化厂污水零排放，节能效果明显。

说明书

技术领域

本发明属于环保技术中的节能减排领域，具体涉及一种实现天然气净化厂热能梯级综合利用的工艺。

背景技术

天然气从开采到消费会经过天然气净化过程，天然气净化主要是除去杂质、脱硫及脱水，在净化过程中产生了大量的余热比如：蒸汽冷凝水，以及在净化的工艺中有大量的高温料液需要降温，消耗了大量的冷却水或者电能。同时在净化过程中不可避免地会产生大量的生产污水、生产废水以及检修污水，需要处理。

国内天然气净化厂以往通常采用蒸汽冷凝水直接回锅炉系统，高温料液通过冷却器冷却，浪费了热能同时消耗了大量的冷却剂和电能。锅炉系统产生的少量的低压蒸汽无法利用，简单粗放的外排，同样浪费能量。生产中产生的浓盐水采用“回注”， 而天然气净化厂用水量较大，且新鲜水大都由管道长距离输送而来，用水成本较高，加之水资源日益匮乏，将厂内的各类污水进行深度处理后进行回用是必然的趋势。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供了一种实现天然气净化厂热能梯级综合利用的工艺。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种实现天然气净化厂热能梯级综合利用的工艺，包括如下步骤：

步骤一、锅炉给热单元产生的高品位蒸汽经过减温减压，达到蒸发结晶单元所需的压力和温度后，进入蒸发结晶单元的Ⅰ效蒸发器，作为Ⅰ效的热源，Ⅰ效蒸发器蒸发出的二次蒸汽进入Ⅱ效蒸发器，作为Ⅱ效的热源，Ⅱ效蒸发器蒸发出的二次蒸汽进入Ⅲ效蒸发器，作为Ⅲ效的热源，Ⅲ效蒸发器蒸发出的二次蒸汽进入Ⅳ效蒸发器，作为Ⅳ效的热源，Ⅳ效蒸发器排出的乏汽进入真空系统冷凝得到产品水，产品水回用为循环冷却水补充水或厂内其他生产用水；

步骤二、锅炉给热单元产生的高品位蒸汽进入天然气净化单元，作为再生塔重沸器的热源；天然气净化单元产生的高温冷凝水排到蒸发结晶单元的浓盐水综合处理单元对需处理的浓盐水进行预热；同时天然气净化单元产生的高温贫胺液排到蒸发结晶单元的浓盐水综合处理单元对需处理的浓盐水进行预热，贫胺液降温后返回天然气净化单元。

与现有技术相比，本发明的积极效果是：由于利用了锅炉给热单元和天然气净化单元的余热，蒸发结晶单元只需要消耗少量的高品位的热能，就能实现天然气净化厂污水零排放，节能效果非常明显，处理效果好且稳定、操作简便，适用范围广。 

具体实施方式

一种实现天然气净化厂热能梯级综合利用的工艺，包括如下步骤：

步骤一、锅炉给热单元产生的高品位蒸汽经过减温减压，达到蒸发结晶单元所需的压力（0.5MPa，指绝压）和温度（150℃）后，进入蒸发结晶单元的Ⅰ效蒸发器，作为Ⅰ效的热源，Ⅰ效蒸发器蒸发出的二次蒸汽作为Ⅱ效的热源，Ⅱ效蒸发器蒸发出的二次蒸汽作为Ⅲ效的热源，Ⅲ效蒸发器蒸发出的二次蒸汽作为Ⅳ效的热源，Ⅳ效蒸发器排出的乏汽进入真空系统冷凝得到产品水，产品水回用为循环冷却水补充水或厂内其他生产用水。

步骤二、锅炉给热单元产生的高品位蒸汽进入天然气净化单元，作为再生塔重沸器的热源；天然气净化单元产生的冷凝水（高温）排到蒸发结晶单元的浓盐水综合处理单元对需处理的浓盐水进行预热；同时天然气净化单元产生的贫胺液（具有一定热能、且需冷却）排到蒸发结晶单元的浓盐水综合处理单元对需处理的浓盐水进行预热，贫胺液降温后返回天然气净化单元。这样既利用了贫胺液的余热，同时又降低了天然气净化单元冷却高温贫胺液所需的冷却剂和电能的消耗。

所述浓盐水综合处理单元充分利用了高温冷凝水和高温贫胺液的余热，包括如下步骤：浓盐水进入一级预热器，在一级预热器中：浓盐水（30℃）与来自天然气净化单元的高温贫胺液（90℃）进行换热，换热降温后的贫胺液返回天然气净化单元，换热升温后的浓盐水（50℃）一部分进入Ⅳ效蒸发器（温度控制在57℃），另一部分进入二级预热器；二级预热器包括一次预热器和二次预热器，在一次预热器中：浓盐水（50℃）与来自二次预热器的冷凝水进行换热，换热降温后的冷凝水返回锅炉给热单元，换热升温后的浓盐水（75℃）一部分进入Ⅲ效蒸发器（温度控制在83℃），另一部分进入二次预热器，在二次预热器中：浓盐水（75℃）与来自天然气净化单元的高温冷凝水（120℃）和来自三级预热器的蒸汽冷凝水进行换热，换热降温后的冷凝水进入一次预热器，换热升温后的浓盐水（100℃）一部分进入Ⅱ效蒸发器（温度控制在110℃的），另一部分进入三级预热器，在三级预热器中，浓盐水（110℃）与来自锅炉给热单元的低品位低压蒸汽（130℃）进行换热，换热后产生的蒸汽冷凝水进入二次预热器，换热升温后的浓盐水（124℃）进入Ⅰ效蒸发器（温度控制在135℃）。所述一、二、三级预热器均为板式换热器。

本发明的工作原理是：在多效蒸发结晶单元中，浓盐水经过进料泵，进入板式换热器与蒸发结晶出来的混合冷凝水换热，升温后的浓盐水与天然气净化单元来的高温贫胺液换热，升温后的浓盐水与天然气净化单元来的高温冷凝水换热，再次提高浓水的温度，最后用锅炉给热单元来的低压蒸汽再次提高浓水的温度，低压蒸汽的冷凝水汇入天然气净化单元的高温冷凝水作为二级预热的热源。

同时锅炉来的蒸汽作为Ⅰ效的热源，Ⅰ效蒸发出的二次蒸汽作为Ⅱ效的热源，Ⅱ效蒸发出的二次蒸汽作为Ⅲ效的热源，依此类推，能量梯级利用。本工艺利用多效蒸发的原理实现本单元能量的梯级利用，同时利用其他单元的不用或者很难利用的、品味相对低的热能预热浓盐水，实现了整个系统的能量的梯级利用。提高了蒸发的热经济，节约能量。