含氮氧煤层气直接液化工艺的模拟研究及优化

发布时间：2021-03-05 23:09

　　根据煤层气抽采过程中混入空气所形成的含氮氧煤层气与传统天然气组分的差异,采用低温液化分离技术进行含氮氧煤层气中甲烷回收是本文研究的重点。本文采用HYSYS模拟软件对含氧煤层气的液化、低温分离进行模拟研究,并以不同的优化目标对整个液化分离流程采用遗传算法进行优化。遗传算法方面根据天然气液化流程优化的特点对标准的遗传算法进行改进,提出了适合于天然气液化流程优化的改进遗传算法。对不同含氮氧煤层气采用?分析方法,寻求最优的操作工况,最终确定了采用煤层气低压节流进塔操作工艺的合理性。液化循环阶段,采用最优化手段分别模拟优化了氮气膨胀液化循环和SMR液化循环,确定了SMR液化循环作为液化分离阶段提供冷源流程的合理性。在保证整个甲烷回收过程安全的前提下,经研究确定以最大甲烷回收率作为直接液化分离的优化目标。针对直接液化分离存在的能耗高、尾气利用不合理问题,提出了结合吸收式制冷的新型含氮氧煤层气直接液化分离流程,新流程大幅度降低单位产品的能耗,并实现尾气中甲烷资源的充分利用。最后通过对含氮氧煤层气脱氧液化分离与直接液化分离这两种处理工艺进行综合性比较,给出具有一定应用价值的合理建议。 

【文章来源】：中国石油大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：硕士

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012-2015年国内矿难情况

图 2.1 蒸汽压缩式制冷原理图g. 2.1 Schematic of vapor-compression refrigera蒸汽压缩式制冷的基本系统，压缩机、冷要的组成部分，其中 1 表示是压缩机，示的是蒸发器。压缩机是整个制冷系统的。冷凝器是放热设备，蒸发器中吸收的中被冷却介质带走。膨胀阀对制冷剂起冷剂流量。蒸发器是输送冷量的设备，热量，实现被冷却对象的制冷降温[35]。压制冷剂在压缩机内被压缩成高压高温冷却至常温后凝结成高压流体（或气体流经膨胀阀时节流降压，低压低温的流热升温后的低压气体再次进入压缩机压

图 2.2 带膨胀机液化流程Fig. 2.2 Liquefaction cycle with expander带膨胀机液化流程中其工质可以为单一工质如氮气、甲烷工质的混合混合物，比如氮气+甲烷，或者氮气+乙烷等等言，由于其流量较小，并且要求流程尽可能简单，所以氮考虑用来为煤层气液化分离提供冷量的一个不错的液化流式制冷制冷也是属于相变制冷的一种，即利用制冷剂的汽化潜热的是吸收式制冷剂的工作原理，即：制冷剂溶液在发生器中冷剂在冷凝器中冷凝降温后，通过膨胀阀节流降温至所需要制冷的流体在蒸发器中换热，达到流体的制冷目的。换器被稀溶液吸收，然后被泵送到发生器完成整个循环流程


本文编号：3066015