混合冷剂制冷天然气液化工艺技术研究

发布时间：2020-06-19 17:59

【摘要】：在天然气液化工艺发展过程中,形成了众多的液化工艺流程,其中运用最为广泛的是混合制冷剂液化工艺流程。在流程运行时,混合制冷剂组成配比直接影响液化装置的整体能耗,是混合制冷剂液化工艺面临的主要问题。另外,天然气液化是在低温下进行的高能耗的过程,对设备有着特殊的要求,需要准确判断工艺流程中节能潜力部分,为工艺改进提供可靠依据。本文首先对混合制冷剂液化工艺流程特点进行分析,然后以C3-MR工艺流程为例对流程关键参数进行分析,得到各关键参数变化对流程性能的影响规律。发现混合制冷剂组成配比对流程性能的影响最大,并且流程中各关键参数与混合制冷剂组成配比相互关联相互影响。针对SMR工艺流程、C3-MR工艺流程和DMR工艺流程,利用HYSYS内部优化器建立混合制冷剂组成配比优化模型,并选择序列二次规划法(SQP)对优化模型求解,先分析优化前后的液化流程性能,确定优化模型的可行性,再分析在不同原料气组成和不同原料气压力条件下,混合制冷剂组成配比的变化规律。研究发现,随着原料气中CH4含量的降低,即随着原料气由贫变富,液化时低温区所需的冷量降低,中高温区所需的冷量升高,使得混合制冷剂中轻组分含量之和逐渐降低,重组分含量之和逐渐升高。在原料气组分不变的情况下,随着原料气压力的升高,液化时低温区所需的冷量升高,中高温区所需的冷量降低,使得混合制冷剂中轻组分含量之和逐渐升高,重组分含量之和逐渐降低。通过此研究为原料气气质条件变化时,调节混合制冷剂组成配比提供了指导方向。通过对混合制冷剂液化工艺(火用)分析研究发现,流程中设备的(火用)损失从大到小依次为压缩机、换热器、冷却器、节流阀、气液分离器和物流混合器。其中压缩机和换热器的(火用)损失占整个流程的70%以上,对于降低压缩机的(火用)损失,推荐混合制冷剂循环采用三级压缩,尽量提高压缩机的等熵效率。对于降低换热器的(火用)损失,推荐通过调节混合制冷剂组成配比使换热器的最小换热温差保持在3～5℃之间。通过对JD油田天然气液化调峰装置的实例研究分析,建议将原料气压缩机组出口压力调整为4.5MPa,并调整优化混合制冷剂循环参数和组成配比。压缩机总功耗比设计报告降低1175kW,每年可节省电能763.75×104kW·h,LNG年产量比设计产量增加了约200t/a,流程比功耗降低0.141kW·h/kg,节能效果最为明显。本文通过系统的分析混合制冷剂天然气液化工艺技术,对我国天然气液化工艺的发展和优化具有一定的指导和借鉴意义。
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TE646
【图文】：

图２－２美国Ｂ＆Ｖ公司的ＰＲＩＣＯ工艺流程图逡逑美国Ｂ＆Ｖ公司的ＰＲＩＣＯ工艺流程的主要特点如下：逡逑

图２－１典型的单循环混合制冷剂液化工艺流程图逡逑，工，

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 朱渝;黄风林;司云航;李丹;范峥;;混合制冷剂循环液化天然气工艺分析[J];现代化工;2015年09期

2 王m

本文编号：2721145