内容发布更新时间 : 2024/6/29 11:45:06星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

热泵在供热模式下运行具有可行性

为使天然气达到管输或商品气质量要求，需要对天然气原料气进行脱水、脱硫和脱除二氧化碳等酸性气体的净化处理。由于甲基二乙醇胺（MDEA）溶液具有蒸汽压较低，在酸性气体吸收过程中溶剂损失较小，对设备的腐蚀微小等特点，以MDEA作为脱硫剂的湿法脱硫技术目前已广泛应用于炼厂气和油气田的天然气脱硫净化中，但MDEA溶液的再生过程消耗的动力和能量都较大，约占醇胺法能耗的90%以上.所以，降低MDEA溶液再生能耗是天然气脱硫工艺节能的重要途径。

1 MDEA脱硫工艺流程夹点分析

夹点技术是以热力学为基础，从宏观角度分析过程系统中能量流沿温度的分布，从中发现系统及其用能的“瓶颈”所在，并给以“解瓶颈”的一种方法。工业应用结果证明夹点分析引起了巨大的用能改进.当给出过程系统中各物流的压力、组成、质量流量、初始温度、目标温度以及选定的最小允许传热温差后，即可确定夹点.下面利用夹点技术对MDEA脱硫工艺进行分析。

MDEA溶剂再生工艺采用常规蒸汽汽提再生法，再生塔底重沸器热源采用低压蒸汽。

天然气湿法脱硫的基本工艺流程为：天然气原料气经气液分离器后，气相由吸收塔下部进入吸收塔与塔顶喷淋42℃的贫液逆流接触，净化后的天然气由塔顶流出。吸收酸性气体的MDEA富液升温至

55℃，由吸收塔底流进入闪蒸罐，闪蒸至70℃释放出吸收的烃类气体；闪蒸后的富胺液由富液泵加压后，进入贫富液换热器与再生塔底出来的贫胺液换热升温至99℃，再由塔顶进入再生塔。富液向下与148℃、0.45MPa的蒸汽逆流接触，大部分酸性气体被解吸，解吸后的酸性气体经冷却到40℃送至硫磺回收装置；半贫液由再生塔底流出进入再沸器被加热，酸性气体进一步解吸，溶液得到较完全再生。再生后的贫胺溶液由再生塔底流出，在换热器中先与富液换热并在溶液冷却器中进一步冷却后循环回吸收塔。

某天然气净化厂天然气处理量为200×104m3/d，年开工8100h.MDEA溶液循环量为100t/h，w（MDEA）=30%.在过程集成原理的基础上，对MDEA再生流程进行夹点分析，取过程夹点温差5℃。 由现有流程总复合曲线形状看，在靠近夹点处，总复合曲线相距很近，因此可以利用热泵回收能量.即将45℃左右的贫液热量回收，升温后用以加热在夹点之上、温度在70℃~85℃的富液。热泵在过程中的设置跨越夹点，因此，采用热泵可起到节能的作用。在MDEA再生系统中，从再生塔底出来的高温贫液与富液换热后由33℃的冷却水冷却至40℃左右进吸收塔。而从吸收塔底出来的富液要与贫液进行两次换热和闪蒸，闪蒸罐的热量由148℃，0.45MPa的蒸汽提供。系统采用热泵后可将贫液的热量升温加热富液，这样既节省了公用工程的冷却水用量，也节省了加热闪蒸罐的蒸汽用量。

在满足热泵跨越夹点外，还应根据热泵的特性、工作范围与过程总复合曲线进行合理匹配，综合各条件选出适合的热泵形式。结合各

类型热泵适宜的总复合曲线，闭式压缩机式热泵和第一类吸收式热泵夹点温度满足过程要求，供热与吸热温度也在两类热泵的运行范围内，因此可以采用。 2 热泵在系统中的应用方式 2.1 第一类吸收热泵

第一类吸收式热泵（增热型）以再生塔顶气为驱动热源，工质对为溴化锂—水。吸收器和冷凝器串联构成热水回路供热，吸收器入口处流进的是从吸收塔出来的吸收了酸性气体的富胺溶液，经过吸收器进行第一次加热，释放出烃类气体，再进入冷凝器进行第二次加热，经再次闪蒸的

富胺溶液由冷凝器出口进入再生塔顶进行再生。蒸发器通过热源水回路吸收45℃左右贫胺溶液的低品位热量。再生塔内贫液的再生是通过148℃的蒸汽与塔上流下来的贫液直接逆流接触再生，110℃左右的酸气和水蒸气的混合气体经水冷器冷却至40℃，酸气送至硫磺回收装置或火炬中燃烧，液态水回流至再生塔。再生塔顶气的冷凝过程，不仅浪费了大量的热能又消耗了冷却水。使用吸收式热泵后，以再生塔顶气作为驱动热源即回收了大量热能又节省了冷却水的使用。

2.2 压缩式热泵 2.2.1 电动热泵方案

电动压缩式热泵作为重要的节能装置在暖通空调中已得到成熟的应用，不少油田利用电动压缩热泵回收注入地下的油田污水余热，升