20万t/a天然气液化装置能耗优化研究以应用

发布时间：2023-03-19 19:50

　　在天然气液化过程中,如果液化系统冷剂配比不合理则会导致混合制冷剂在各个设备处的温度升高,形成恶性循环,进一步会造成液化装置冷剂用量过多,能耗偏高,使得液化天然气生产成本增高。本论文针对陕北某天然气液化厂的液化装置在生产中出现的配比不合理、能耗生产成本偏高这一生产上迫切需要解决的关键技术问题进行了系统的研究。研究结果如下:(1)选用PR方程进行相平衡计算和混合物焓、熵计算,并对液化装置设备模型进行热力学分析;利用Aspen HYSYS软件搭建该液化厂天然气液化装置流程软件模拟模型,通过对搭建模型与实际生产数据验证试验表明两者吻合度良好,为此该模型可作为本论文后续工艺优化的基本模型。(2)以比功耗和冷剂流量为目标,研究天然气参数和混合冷剂参数的影响规律,并以液化天然气的生产成本为优化函数,对液化装置操作参数进行了优化。运用HYSYS自带优化器优化液化装置工艺参数后,混合制冷剂摩尔配比为N2:CH4:C2H4:C3H8:i-C5H12=4.2:25.9:37.3:16.8:15.8;混合冷剂流量降低5.52%;液化装置比功耗降低5.84%;单位冷剂流量降低5.52%。运用GA遗传算法优化液化...

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 天然气概述
        1.1.1 天然气
        1.1.2 天然气的发展现状
        1.1.3 天然气的应用
    1.2 液化天然气技术
        1.2.1 液化天然气
        1.2.2 液化天然气工艺技术发展现状
        1.2.3 天然气液化流程的对比
        1.2.4 国内天然气液化的发展现状
    1.3 研究目的与内容
        1.3.1 研究目的
        1.3.2 研究内容
第二章 液化装置工艺的热力学分析与流程模拟
    2.1 流程模拟软件
    2.2 天然气热力学模型的选择分析
        2.2.1 天然气和冷剂的物性计算
        2.2.2 液化装置的热力学模型
    2.3 液化装置工艺流程模拟
        2.3.1 原料天然气与混合制冷剂的组成
        2.3.2 液化装置工艺流程介绍
        2.3.3 流程模拟的结果与验证
    2.4 本章小结
第三章 液化流程关键参数的分析研究及优化
    3.1 液化装置的能耗分析及评价方法
    3.2 关键工艺参数对液化装置运行的影响规律分析
        3.2.1 天然气参数对装置运行影响规律分析
        3.2.2 混合冷剂参数对装置运行影响规律分析
    3.3 混合制冷循环的液化工艺流程优化及结果分析
        3.3.1 液化工艺流程的优化分析
        3.3.2 优化模型的建立
        3.3.3 约束条件与假设
        3.3.4 优化变量范围与步长设定
        3.3.5 运用HYSYS自带优化器优化求解
        3.3.6 运用现代化算法-GA算法优化求解
        3.3.7 两种优化方法结果对比分析
    3.4 本章小结
第四章 工业应用
    4.1 关键设备的升级及改造
        4.1.1 压缩机和冷剂增压泵
        4.1.2 压缩机换热器
    4.2 节能技术的初步经济性评价
        4.2.1 投资成本的预算
        4.2.2 经济收益
    4.3 液化装置改造前后节能效果分析与评价
    4.4 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 研究结论
    5.2 创新点
    5.3 工作展望
参考文献
附表
致谢
攻读硕士学位期间取得科研成果



本文编号：3765854