天然气的脱硫脱碳过程是一个高耗能过程,对天然气净化厂进行单元能耗评价,以降低能源消耗和生产成本,已经成为天然气净化工业进步的标志之一。APV的半焊接+paramine板式换热器在天然气净化工艺中的使用，有效地解决了常用全焊接板式换热器在生产现场中存在的问题，从而帮助企业实现节能目标。

随着天然气工业的发展，天然气净化工艺也得到了迅速的发展。在原有净化工艺的基础上不断改进、完善，形成了多种的净化工艺路线。其中的胺液净化再生工艺，目前国内外采用较多的为胺法，常用的醇胺类溶剂有一乙醇胺（MEA）、二乙醇胺（DEA）、甲基二乙醇胺（MDEA）等。

天然气的脱硫脱碳过程是一个高耗能过程,对天然气净化厂进行单元能耗评价,以降低能源消耗和生产成本,已经成为天然气净化工业进步的标志之一。目前板式换热器越来越多的应用于脱硫脱碳胺液净化工段的换热节能，具体为富胺液进入再生塔前的加热和贫胺液进入吸收塔前的冷却，通过换热使得富胺液达到设计进入再生塔前的合理温度，可节省再生塔底的蒸汽使用量，同时满足贫胺液进入吸收塔前的温度要求（如图1）。

图1 天然气的脱硫脱碳过程

但因天然气原料气复杂的组分，贫胺液在吸收塔中与天然气原料气接触转换为富胺液后，并不仅仅只吸收H2S、CO2，同时也会含有有机硫（硫醇类）、部分烃类物质，这些烃类物质会对普通的橡胶垫片产生溶胀作用从而导致垫片失效，使得普通垫片式换热器在使用现场运行几个月后发生泄漏，无法保证生产装置的安全连续运行。目前国内普遍在此处采用全焊接板式换热器，全焊接板式换热器的板片两两对边进行焊接，使用焊缝代替通道间的垫片密封，从而避免此类问题。但是，全焊接板式换热器作为板式换热器中适用性最广（耐高温、高压、复杂介质）的产品，同时也带来建设成本高和操作中的不便利，如1）核心板片组无法拆卸：a）发生板片破损时，只能现场手工焊死上下两条通道，但只适合小范围内的补救，如果数量多，势必影响换热要求；b）无法进行彻底的板片间机械清洗；2）外壳的压紧板非常沉重，重达几吨，在操作现场进行拆装时需要将管道与换热器断开，并使用吊机才能进行操作；3）无法根据生产弹性和后期的扩能进行换热面积的调整，只能整机进行更换。

同时，因全焊接板式换热器的结构特点，1）需要换热介质在换热器内部按照错流和多流程进行分布和流动，因富液在一定压力下被加热到一定温度时，会有部分H2S和CO2的析出，在换热器内部会产生气液两相，这时气体会在换热器内部产生冲击并造成震动；2）在压紧板与立柱间的隔绝冷热介质的不锈钢薄板，生产操作中会承受来自接管管口的载荷作用，从而破损，造成换热器外漏或冷热介质互混（如图2）。以上几点，为真实发生在生产现场的问题。

图2 在压紧板与立柱间的隔绝冷热介质的不锈钢薄板破损，造成换热器外漏或冷热介质互混

现在有APV品牌的可拆板式换热器可应用于该种工位，并且可以解决和避免以上问题，目前已开始在国内市场推广。APV曾经与SHELL某天然气处理厂在1997年做过长时间详细的试验，试验过程中详细采集了工艺介质的各个组分，并尝试了多种材质垫片的应用（如图3），在经过21个月的试验并在生产中进行了应用，最终双方联合开发出paramine垫片，可以成功地应用于此类工况的贫富胺液换热（溶剂包括MDEA，DEA，MEA，SULFINOL，UCARSOL，FLEXORB等），并对工艺介质中各类物质的含量做了详尽的归纳总结，于1998年开始使用至今。paramine垫片完全适用富胺液和贫胺液，并且对于复杂烃类物质、H2S、CO2等有良好的抵抗性。随后，依托于SHELL在其各工厂中的推广使用，目前该产品在国外已在多个项目中成功应用，最长使用时间至今已有15年。

图3 不同材质垫片在不同温度时的更换频次

APV的该种换热器形式为半焊接换热器+paramine垫片，含有H2S和CO2的富液可根据工艺要求布置于焊接通道或垫片通道。该半焊接板式换热器具有普通可拆板式换热器的特点（如图4）为：1）各个板片对完全可拆，可进行彻底的机械冲洗，可进行板片的更换；2）介质在换热器内流动形式为逆流；3）冷热两侧介质全部为单流程；4）可以根据现场生产的需要，调整换热面积，在生产后期扩能改造时，无须整机进行更换；5）垫片为APV专利卡扣安装形式，重可以复使用；6）现场拆卸时，无需移除管口连接，也无需采用吊机，类似普通垫片式换热器的拆卸、安装；7）整机重量小，放置和布置灵活；8）节省了装置建设期和生产期的成本。

图4 APV板焊接换热器结构图

在工艺计算中，因天然气处理厂装置在刚开车时，往往介质会比较脏，在一定温度下可能会有溶剂的降解，并容易在换热器内部结垢，所以从生产方面考虑，往往需要换热器可拆以便进行清洗，而全焊接板式换热器虽然可以将外壳打开进行冲洗，但无法对换热板组的内部进行彻底清洗，因APV厂家已在行业内有了大规模使用的经验，可从两个方面解决问题：1）在选型计算时，充分模拟介质的流动特性和板片间的流动形式，结合板片的设计和结构，增大板间通道的剪切力，避免结垢；2）换热器的清洗可提供两种方案，一为换热器拆开机械清洗，二为提供清洗剂配方的在线清洗。

APV的半焊接+paramine板式换热器于2010年开始在中国国内推广，因其在国外已有大规模的成功应用，客户包括Shell、BP、Connoco Philips/Halliburton、Crescent Petroleum、TKOC、West Coast Gas Services、Talisman等；目前已在国内取得了多个业绩，其中在陕西某处理厂中的使用已超过一年，运行良好。同时，炼油厂中硫磺回收装置中的胺液净化工况与天然气处理厂胺液净化非常类似，此产品也同样适用。