小型天然气液化装置高压引射液化工艺的优化

发布时间：2024-05-16 23:01

　　小型高压引射天然气液化装置在实际运行过程中,存在着明显的液化效率低、能耗大等问题。为了进一步提高系统性能,采用HYSYS软件对5×10⁴ m³/d处理量的高压引射液化工艺进行模拟与分析,探究主要工艺参数对系统性能的影响。研究结果表明:①引射器高压入口压力(引射压力)、出口压力以及净化气中不凝气体组分含量对系统功耗、出液率会产生显著的影响;②引射压力增高,预冷系统功耗、冷箱出液率将逐渐增大,系统总功耗呈现先增大后减小趋势,存在着最佳引射压力,在出口压力介于0.5～1.8MPa的范围内,所模拟引射压力系列中20MPa时系统总功耗最小;③引射器出口压力增高,循环气压缩机、系统总功耗呈现非线性降低趋势,降低速率逐渐减小,而预冷系统功耗、冷箱出液率将逐渐增大;④净化气中不凝气组分含量增加,系统出液产量、冷箱出液率将显著下降,单位产量能耗逐渐增大,因而该工艺并不适宜处理高含不凝气体组分的净化气。结论认为,该研究成果可以为小型高压引射天然气液化装置工艺设计与优化提供参考。

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【部分图文】：

图1天然气高压引射制冷液化工艺流程图

图1所示为一种天然气高压引射液化工艺流程[3,17]。经脱酸、脱水、脱重烃处理后的净化天然气（以下统称净化气）进入净化气压缩机C2增压至20MPa，经过与回流天然气、预冷系统载冷剂换热冷却至-66℃，进入引射器喷射，天然气部分液化，进入分离器S1，液体部分经过调节阀V1节流降压....

图2引射器外观示意图

图2所示为一种引射器外观示意图[15]。经压缩后的天然气从引射器高压入口进入，在吸入室的喷嘴处高速喷射，转变为气液混合状态，同时造成吸入室低压环境，部分低压天然气由低压口吸入，并在混合腔中与喷射后的天然气充分传质、换热，促使低压天然气液化。2工艺模拟及计算基础

图3引射器HYSYS计算模型图

系统主要能耗设备包括净化气压缩机、循环气压缩机以及预冷系统。压缩机功耗计算依据为：式中Wc表示压缩机功耗，kW;F1表示进口物流的摩尔流量，mol/s;MW表示气体分子量；n表示多变指数；CF表示校正系数；p1表示进口物流压力，Pa;p2表示出口物流压力，Pa；ρ1表示进口物流密....

图4高压引射液化工艺流程模拟图

影响液化系统性能的因素较多。通过模拟与分析发现，引射压力、出口压力以及不凝气体组分含量可对系统功耗、出液率产生显著影响。图5西南某地5×104m3/d高压引射液化试验进口装置照片

本文编号：3975035