四川某50×104Nm3/d天然气脱硫装置是为满足当地气田开发需要而于1991年建成投产的。随着开发进程的持续、开发程度的加大,近年来气田的气质气量都发生了明显变化,在原有装置和工况条件下,净化气质量难以满足净化要求,为保证装置平稳运行,应该及时根据处理原料气条件的变化调整操作参数或进行装置改造。基于这样的认识,本文研究该装置的适应性,以期为装置的及时调参以达到平稳生产和节能降耗的目的提供依据。本文运用HYSYS模拟软件,通过单因素和响应面分析确定原料气气质、处理量、温度及压力等因素变化后的操作参数,为脱硫装置的适应性生产提供预测依据。通过优化工况条件下的操作参数,使装置在满足净化要求的条件下能耗减少。根据优化后的工艺参数对天然气脱硫装置的主要设备进行核算,结果显示除MDEA闪蒸罐外,其它主要设备均能满足需求。对装置进行用能分析,提出热泵精馏和多段吸收两种流程改造方案,分别通过利用塔顶物流的汽化潜热和降低吸收过程中的能量损失以达到节能降耗的目的。对改造流程模拟计算和对比分析得出：相比现有流程,两种改造流程能耗分别降低了29.1%和9.42%。