【摘要】：在天然氣液化工藝發(fā)展過(guò)程中,形成了眾多的液化工藝流程,其中運(yùn)用最為廣泛的是混合制冷劑液化工藝流程。在流程運(yùn)行時(shí),混合制冷劑組成配比直接影響液化裝置的整體能耗,是混合制冷劑液化工藝面臨的主要問(wèn)題。另外,天然氣液化是在低溫下進(jìn)行的高能耗的過(guò)程,對(duì)設(shè)備有著特殊的要求,需要準(zhǔn)確判斷工藝流程中節(jié)能潛力部分,為工藝改進(jìn)提供可靠依據(jù)。本文首先對(duì)混合制冷劑液化工藝流程特點(diǎn)進(jìn)行分析,然后以C3-MR工藝流程為例對(duì)流程關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行分析,得到各關(guān)鍵參數(shù)變化對(duì)流程性能的影響規(guī)律。發(fā)現(xiàn)混合制冷劑組成配比對(duì)流程性能的影響最大,并且流程中各關(guān)鍵參數(shù)與混合制冷劑組成配比相互關(guān)聯(lián)相互影響。針對(duì)SMR工藝流程、C3-MR工藝流程和DMR工藝流程,利用HYSYS內(nèi)部?jī)?yōu)化器建立混合制冷劑組成配比優(yōu)化模型,并選擇序列二次規(guī)劃法(SQP)對(duì)優(yōu)化模型求解,先分析優(yōu)化前后的液化流程性能,確定優(yōu)化模型的可行性,再分析在不同原料氣組成和不同原料氣壓力條件下,混合制冷劑組成配比的變化規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn),隨著原料氣中CH4含量的降低,即隨著原料氣由貧變富,液化時(shí)低溫區(qū)所需的冷量降低,中高溫區(qū)所需的冷量升高,使得混合制冷劑中輕組分含量之和逐漸降低,重組分含量之和逐漸升高。在原料氣組分不變的情況下,隨著原料氣壓力的升高,液化時(shí)低溫區(qū)所需的冷量升高,中高溫區(qū)所需的冷量降低,使得混合制冷劑中輕組分含量之和逐漸升高,重組分含量之和逐漸降低。通過(guò)此研究為原料氣氣質(zhì)條件變化時(shí),調(diào)節(jié)混合制冷劑組成配比提供了指導(dǎo)方向。通過(guò)對(duì)混合制冷劑液化工藝(火用)分析研究發(fā)現(xiàn),流程中設(shè)備的(火用)損失從大到小依次為壓縮機(jī)、換熱器、冷卻器、節(jié)流閥、氣液分離器和物流混合器。其中壓縮機(jī)和換熱器的(火用)損失占整個(gè)流程的70%以上,對(duì)于降低壓縮機(jī)的(火用)損失,推薦混合制冷劑循環(huán)采用三級(jí)壓縮,盡量提高壓縮機(jī)的等熵效率。對(duì)于降低換熱器的(火用)損失,推薦通過(guò)調(diào)節(jié)混合制冷劑組成配比使換熱器的最小換熱溫差保持在3～5℃之間。通過(guò)對(duì)JD油田天然氣液化調(diào)峰裝置的實(shí)例研究分析,建議將原料氣壓縮機(jī)組出口壓力調(diào)整為4.5MPa,并調(diào)整優(yōu)化混合制冷劑循環(huán)參數(shù)和組成配比。壓縮機(jī)總功耗比設(shè)計(jì)報(bào)告降低1175kW,每年可節(jié)省電能763.75×104kW·h,LNG年產(chǎn)量比設(shè)計(jì)產(chǎn)量增加了約200t/a,流程比功耗降低0.141kW·h/kg,節(jié)能效果最為明顯。本文通過(guò)系統(tǒng)的分析混合制冷劑天然氣液化工藝技術(shù),對(duì)我國(guó)天然氣液化工藝的發(fā)展和優(yōu)化具有一定的指導(dǎo)和借鑒意義。
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TE646
【圖文】：

圖２－２美國(guó)Ｂ＆Ｖ公司的ＰＲＩＣＯ工藝流程圖逡逑美國(guó)Ｂ＆Ｖ公司的ＰＲＩＣＯ工藝流程的主要特點(diǎn)如下：逡逑

圖２－１典型的單循環(huán)混合制冷劑液化工藝流程圖逡逑，工，

【參考文獻(xiàn)】

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1 朱渝;黃風(fēng)林;司云航;李丹;范崢;;混合制冷劑循環(huán)液化天然氣工藝分析[J];現(xiàn)代化工;2015年09期

2 王m

本文編號(hào)：2721145