本文關(guān)鍵詞：塔里木輪南作業(yè)區(qū)40萬方天然氣處理裝置運行模擬優(yōu)化研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：天然氣處理裝置用以對天然氣進(jìn)行脫水、脫硫、脫烴等凈化處理,并回收液化氣、輕烴等高經(jīng)濟價值產(chǎn)品。塔里木輪南作業(yè)區(qū)40萬天然氣處理裝置擔(dān)負(fù)著作業(yè)區(qū)中伴生氣和不凝氣的處理任務(wù),并回收其中的液化氣和輕烴產(chǎn)品。但在生產(chǎn)運行中發(fā)現(xiàn)該裝置存在有液化氣收率低下、脫丁烷塔運行異常、放空火炬黑煙嚴(yán)重的問題。針對上述問題,本文以提升液化氣收率、降低運行能耗為優(yōu)化目標(biāo),在文獻(xiàn)調(diào)研的基礎(chǔ)上,選用HYSYS化工過程模擬軟件對裝置進(jìn)行運行模擬研究,并以模擬模型為基礎(chǔ)采取案例研究法對裝置的過程參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化分析。本文選用PR狀態(tài)方程作為熱力學(xué)計算方法,并在HYSYS中完成了裝置進(jìn)料物流模型的建立以及多級壓縮機、分離器、換熱器、空冷器、塔等單體設(shè)備模型建立,對于缺乏機理模型的分子篩脫水過程編寫了HYSYS能耗計算模塊,最終以序貫?zāi)K法完成了裝置全流程建模并驗證其可靠性。在全流程模擬模型的基礎(chǔ)上,對脫乙烷塔的塔壓、重沸器溫度及塔頂主進(jìn)料溫度進(jìn)行優(yōu)化分析,以提高其液相C3收率,增大至脫丁烷塔的液相流量。再對脫丁烷塔重新設(shè)計塔壓、塔頂冷凝溫度、重沸器溫度、回流比等運行參數(shù),提高裝置的液化氣收率。在整個分析過程中,同時考慮裝置壓縮單元及制冷單元的用能優(yōu)化以降低系統(tǒng)運行能耗。就此得出全系統(tǒng)的理論優(yōu)化運行方案。理論優(yōu)化方案在現(xiàn)場實施中,由于存在丙烷機組性能老化及系統(tǒng)熱量損失嚴(yán)重導(dǎo)致不能達(dá)到推薦方案中的最低溫度,利用通過加大壓降以獲得更多冷量對方案進(jìn)行調(diào)整。運行結(jié)果顯示,調(diào)整后的方案將系統(tǒng)液化氣收率從27.29%提高到52.5%,液化氣產(chǎn)量提高9.5t/d。方案中還通過降低丙烷機組壓縮機出口壓力以及脫乙、丁烷塔重沸器溫度,達(dá)到節(jié)能降耗的目的。
【關(guān)鍵詞】：天然氣處理 模擬 優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TE96
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 課題的目的與意義9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-13
• 1.2.1 天然氣處理過程簡介9-10
• 1.2.2 天然氣處理過程模擬及優(yōu)化現(xiàn)狀10-13
• 1.3 本課題的研究內(nèi)容13-14
• 1.4 技術(shù)路線14-15
• 第二章 40萬天然氣處理裝置簡介及分析15-20
• 2.1 裝置簡介15
• 2.2 裝置工藝流程現(xiàn)狀15-18
• 2.2.1 裝置工藝流程15-18
• 2.2.2 裝置特性分析18
• 2.2.3 裝置的產(chǎn)量及收率18
• 2.3 裝置存在的主要問題及解決思路18-19
• 2.4 本章小結(jié)19-20
• 第三章 基于HYSYS的全流程穩(wěn)態(tài)模擬模型20-46
• 3.1 基礎(chǔ)物性模擬20-22
• 3.1.1 熱力學(xué)方法比選20
• 3.1.2 進(jìn)料物流模擬20-22
• 3.2 設(shè)備模擬模型22-42
• 3.2.1 分離器22-25
• 3.2.2 換熱器25-27
• 3.2.3 空冷器27-28
• 3.2.4 塔設(shè)備28-33
• 3.2.5 多級往復(fù)壓縮機組33-38
• 3.2.6 分子篩脫水38-39
• 3.2.7 泵39-40
• 3.2.8 閥40
• 3.2.9 混合器與分割器40-41
• 3.2.10 邏輯模塊41-42
• 3.3 全流程模擬模型42-45
• 3.3.1 40萬天然氣處理裝置流程模擬42-44
• 3.3.2 模擬結(jié)果及精度分析44-45
• 3.4 本章小結(jié)45-46
• 第四章 40萬天然氣處理裝置優(yōu)化分析46-69
• 4.1 優(yōu)化基礎(chǔ)46-47
• 4.1.1 優(yōu)化目標(biāo)46
• 4.1.2 優(yōu)化變量46
• 4.1.3 約束條件46-47
• 4.2 脫乙烷塔運行參數(shù)優(yōu)化分析47-53
• 4.2.1 脫乙烷塔運行參數(shù)優(yōu)化次序分析47
• 4.2.2 進(jìn)料狀態(tài)對脫乙烷塔運行性能的影響47-49
• 4.2.3 塔壓對脫乙烷塔運行性能的影響49-50
• 4.2.4 塔頂進(jìn)料溫度對脫乙烷塔運行性能的影響50-51
• 4.2.5 重沸器溫度對脫乙烷塔運行性能的影響51-53
• 4.2.6 脫乙烷塔參數(shù)調(diào)優(yōu)結(jié)果53
• 4.3 脫丁烷塔運行參數(shù)優(yōu)化分析53-60
• 4.3.1 脫丁烷塔運行參數(shù)優(yōu)化次序分析53
• 4.3.2 脫丁烷塔收斂條件的確定53-54
• 4.3.3 塔壓對脫丁烷塔運行性能的影響54-55
• 4.3.4 塔頂冷凝溫度對脫丁烷塔運行性能的影響55-57
• 4.3.5 重沸器溫度對脫丁烷塔運行性能影響57-58
• 4.3.6 脫丁烷塔塔頂回流比對脫乙烷塔性能影響58-60
• 4.3.7 脫丁烷塔參數(shù)調(diào)優(yōu)結(jié)果60
• 4.4 壓縮及制冷單元運行參數(shù)優(yōu)化分析60-67
• 4.4.1 脫乙烷塔入口主進(jìn)料溫度影響因素分析60-62
• 4.4.2 四級空冷器出口溫度對壓縮及制冷單元的能耗影響62-64
• 4.4.3 壓縮機四級出口壓力對制冷單元的運行性能影響64-65
• 4.4.4 丙烷制冷機組優(yōu)化分析65-67
• 4.4.5 壓縮及制冷單元參數(shù)調(diào)優(yōu)結(jié)果67
• 4.5 本章小結(jié)67-69
• 第五章 裝置優(yōu)化方案及現(xiàn)場實施情況69-72
• 5.1 優(yōu)化方案69-70
• 5.2 現(xiàn)場實施情況70-71
• 5.3 本章小結(jié)71-72
• 結(jié)論與展望72-74
• 參考文獻(xiàn)74-77
• 致謝77-78
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄78

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本文編號：492029