本文關(guān)鍵詞：煤基天然氣液化工藝研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：煤基天然氣是指煤經(jīng)過(guò)氣化、凈化及甲烷化等過(guò)程后所制得的合成氣體。將煤轉(zhuǎn)化為煤基天然氣與直接燃燒等粗放型的利用方式相比,可提高煤的使用效率,減少環(huán)境污染。由于煤制天然氣廠多分布在天然氣管網(wǎng)設(shè)施不完善的邊遠(yuǎn)地區(qū),將其產(chǎn)品氣液化為L(zhǎng)NG后再外運(yùn)可有效解決運(yùn)輸問(wèn)題。因此研究煤基天然氣液化工藝具有重要意義。本文研究了適宜于某煤制天然氣工廠所制煤基天然氣的液化工藝。 通過(guò)Aspen Hysys對(duì)適用于該煤基天然氣處理量的液化工藝進(jìn)行了初步比選。結(jié)果表明：C3/MRC液化工藝在制冷劑流量、比功耗及動(dòng)設(shè)備數(shù)量方面均優(yōu)于級(jí)聯(lián)式液化工藝,更加適宜于煤基天然氣的液化過(guò)程,但其換熱曲線(xiàn)仍有溫差較大的區(qū)域,并且制得的LNG產(chǎn)品中含有一定量的氫組分,尚需進(jìn)一步優(yōu)化。 針對(duì)C3/MRC工藝模擬中液化能耗及LNG中含氫問(wèn)題,對(duì)流程進(jìn)行了參數(shù)優(yōu)化與流程改進(jìn)。改進(jìn)后流程在丙烷預(yù)冷階段采用了三級(jí)節(jié)流制冷過(guò)程,丙烷壓縮機(jī)采用“三級(jí)吸氣三級(jí)壓縮”結(jié)構(gòu),并且在流程中添加了低溫精餾裝置。研究了新流程的混合制冷劑組分及壓力、預(yù)冷段冷箱溫度分布、深冷段冷箱溫度分布及煤基天然氣節(jié)流壓力等主要操作參數(shù),對(duì)比功耗、冷劑用量、液化率以及流程換熱曲線(xiàn)的影響。在對(duì)流程主要操作參數(shù)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)之上,以流程比功耗最低為目標(biāo)函數(shù),對(duì)改進(jìn)的C3/MRC液化流程的主要操作參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,優(yōu)化結(jié)果為：冷箱溫度T1、T2、T3、T4、T5分別為：-5℃、-15℃、-35℃、-110℃、-160℃,混合冷劑組分XCH4:XC2H4:XC3H8:XN2=0.3820：0.4132：0.1609：0.0439,壓力為2400kPa；煤基天然氣節(jié)流壓力為200kPa,流程比功耗為0.34kW·h/kg LNG。相比原流程,改進(jìn)后的液化流程的比功耗降低了29%且LNG中不再含有氫組分。在最優(yōu)操作參數(shù)條件下,考察煤基天然氣組分條件波動(dòng)對(duì)改進(jìn)后流程換熱溫差、功耗及液化率等因素產(chǎn)生的影響。結(jié)果表明：原料氣組分的波動(dòng)會(huì)使流程功耗上升,液化率隨原料氣中的氫組分上升而下降,當(dāng)原料氣中氫組分高于6.6%時(shí)該工藝過(guò)程不再適用。 本文同時(shí)分析了改進(jìn)后液化流程的炯損失,對(duì)流程中主要設(shè)備進(jìn)行了選型計(jì)算,并初步評(píng)價(jià)了工藝的經(jīng)濟(jì)性。
【關(guān)鍵詞】：煤基天然氣 天然氣液化 比功耗 參數(shù)優(yōu)化 工藝模擬
【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】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TE646
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-16
• 1.1 研究目的與意義8-9
• 1.2 天然氣液化研究進(jìn)展9-15
• 1.2.1 傳統(tǒng)天然氣液化工藝9-13
• 1.2.2 煤基天然氣特點(diǎn)及液化工藝13-15
• 1.3 主要研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線(xiàn)15-16
• 1.3.1 主要研究?jī)?nèi)容15
• 1.3.2 技術(shù)路線(xiàn)15-16
• 第2章 原料氣氣質(zhì)條件及液化工藝選擇16-24
• 2.1 原料氣條件16
• 2.2 液化工藝選擇16-24
• 2.2.1 液化流程模擬17-19
• 2.2.2 流程計(jì)算結(jié)果及流程比選19-24
• 第3章 C_3/MRC液化方案改進(jìn)24-50
• 3.1 C_3/MRC改進(jìn)液化流程模擬24-26
• 3.2 流程基本參數(shù)26
• 3.3 流程主要性能參數(shù)分析26-34
• 3.3.1 原料氣節(jié)流閥前溫度27-28
• 3.3.2 原料氣節(jié)流壓力28-29
• 3.3.3 混合冷劑配比及壓力29-32
• 3.3.4 預(yù)冷段溫度梯級(jí)對(duì)功耗的影響32-33
• 3.3.5 深冷段溫度梯級(jí)對(duì)功耗的影響33-34
• 3.4 流程優(yōu)化34-38
• 3.4.1 優(yōu)化目標(biāo)34
• 2.4.2 約束條件34-35
• 2.4.3 優(yōu)化結(jié)果35-38
• 3.5 原料氣組分波動(dòng)對(duì)流程影響研究38-42
• 3.5.1 換熱溫差38-40
• 3.5.2 冷劑用量及過(guò)程功耗40-41
• 3.5.3 液化率及甲烷回收率41-42
• 3.6 損失分析42-50
• 3.6.1 液化工藝的炯損失模型42-43
• 3.6.2 丙烷預(yù)冷循環(huán)(?)損失分析43-45
• 3.6.3 混合冷劑制冷循環(huán)(?)損失分析45-46
• 3.6.4 (?)損失分布與改進(jìn)46-50
• 第4章 主要工藝設(shè)備選型及初步財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)50-62
• 4.1 主要工藝設(shè)備選型50-57
• 4.1.1 氣液分離裝置50-52
• 4.1.2 精餾塔52-55
• 4.1.3 丙烷冷劑壓縮機(jī)55-57
• 4.2 初步經(jīng)濟(jì)行評(píng)價(jià)57-62
• 4.2.1 評(píng)價(jià)依據(jù)和原則57
• 4.2.2 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)57-58
• 4.2.3 財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)58-60
• 4.2.4 不確定性分析60-61
• 4.2.5 財(cái)務(wù)分析結(jié)論61-62
• 第5章 結(jié)論與建議62-64
• 5.1 結(jié)論62-63
• 5.2 建議63-64
• 致謝64-65
• 參考文獻(xiàn)65-68
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果68

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：283831