發(fā)布時(shí)間：2017-05-21 20:15

  本文關(guān)鍵詞：浮式LNG預(yù)處理與液化工藝流程優(yōu)選及分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著海上天然氣開(kāi)發(fā)與利用的研究不斷深入,浮式LNG能源正逐漸成為未來(lái)能源領(lǐng)域的新熱點(diǎn),而預(yù)處理及液化流程則是浮式LNG工藝的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。海上天然氣的開(kāi)發(fā)與利用和陸地上不同,其浮式生產(chǎn)平臺(tái)對(duì)裝置的緊湊性、安全性要求高,因此就需要選擇能夠滿足海上操作條件的天然氣預(yù)處理與液化流程。針對(duì)適合于浮式LNG的天然氣預(yù)處理及液化流程的選擇、設(shè)計(jì)及優(yōu)化,本文做了以下研究:(1)介紹了天然氣原料氣中各種雜質(zhì)的去除方法,選擇變壓吸附法作為海上天然氣預(yù)處理的主要方法,并對(duì)變壓吸附法的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述。(2)通過(guò)液化循環(huán)方法的比較,選擇膨脹式液化工藝作為海上天然氣液化的主要方法,并對(duì)其進(jìn)行了介紹。(3)以Aspen Adsorption軟件模擬變壓吸附過(guò)程。將變壓吸附法中的吸附床分為兩層,第一層以活性炭作為CO2雜質(zhì)的吸附劑,第二層以分子篩作為N2雜質(zhì)的吸附劑,最終能夠得到濃度為98.7%的CH4產(chǎn)品氣,其回收率可以達(dá)到89%。同時(shí)可以得到體積分?jǐn)?shù)為99.77%的CO2、98.8%的N2。(4)設(shè)計(jì)了以CO2作為預(yù)冷劑,空氣作為制冷劑的新型膨脹式天然氣液化工藝,并運(yùn)用HYSYS軟件對(duì)流程進(jìn)行了模擬,其流程的液化率可達(dá)91%,單位產(chǎn)品能耗為0.85k Wh·m-3,并驗(yàn)證其適合于海上作業(yè)。(5)模擬了傳統(tǒng)雙氮膨脹循環(huán)液化工藝、丙烷預(yù)冷氮膨脹循環(huán)液化工藝,并將其與新型膨脹式循環(huán)液化工藝進(jìn)行對(duì)比研究,結(jié)果表明新型液化工藝在裝置緊湊性、安全性和效能方面要優(yōu)于其它兩種工藝,更適合于作為海上天然氣液化的工藝。(6)對(duì)液化過(guò)程參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化,其結(jié)論如下:制冷劑膨脹前壓力為3~3.3Mpa時(shí)裝置能耗較低;原料氣初始溫度越低,循環(huán)過(guò)程能耗越低,可取海水對(duì)初始原料氣進(jìn)行冷卻;CO2節(jié)流后溫度取為-43~-48℃,流程既不會(huì)形成干冰,又能確保液化率;從全過(guò)程考慮,當(dāng)LNG存儲(chǔ)壓力取為0.2Mpa時(shí)較為合適。
【關(guān)鍵詞】：浮式LNG 預(yù)處理 變壓吸附 天然氣液化
【學(xué)位授予單位】：集美大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TE64
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 本課題的研究背景10-11
• 1.2 天然氣預(yù)處理工藝11-16
• 1.2.1 脫水11-12
• 1.2.2 脫酸氣12-13
• 1.2.3 脫氮?dú)?/span>13-14
• 1.2.4 其他雜質(zhì)的脫除14
• 1.2.5 天然氣變壓吸附法的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 浮式天然氣液化工藝研究現(xiàn)狀16-18
• 1.3.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀17
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀17-18
• 1.4 本研究的主要內(nèi)容18-20
• 第2章 預(yù)處理與液化流程優(yōu)選及設(shè)備建模20-31
• 2.1 原料氣的預(yù)處理及變壓吸附工藝20-24
• 2.1.1 預(yù)處理的方法比較20-21
• 2.1.2 變壓吸附工藝關(guān)鍵技術(shù)21-23
• 2.1.3 變壓吸附技術(shù)存在的問(wèn)題、解決措施及展望23-24
• 2.2 天然氣液化流程24-26
• 2.2.1 液化流程概述24
• 2.2.2 液化循環(huán)方案比較24-26
• 2.2.3 液化循環(huán)方案設(shè)計(jì)26
• 2.3 設(shè)備建模26-30
• 2.3.1 凈化設(shè)備27
• 2.3.2 熱傳遞設(shè)備27-28
• 2.3.3 制冷設(shè)備28-29
• 2.3.4 分離設(shè)備29
• 2.3.5 管線設(shè)備29-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 第3章 浮式天然氣變壓吸附法數(shù)學(xué)模型及過(guò)程分析31-43
• 3.1 研究方案31-34
• 3.1.1 吸附分離機(jī)理31
• 3.1.2 吸附劑的篩選31-33
• 3.1.3 天然氣預(yù)處理模塊化33-34
• 3.2 變壓吸附中數(shù)學(xué)模型的建立34-37
• 3.2.1 數(shù)學(xué)模型34-36
• 3.2.2 參數(shù)設(shè)置36-37
• 3.3 變壓吸附工藝流程及分析37-42
• 3.3.1 工藝流程38-40
• 3.3.2 過(guò)程分析40-42
• 3.4 本章小結(jié)42-43
• 第4章 浮式天然氣液化流程優(yōu)選及設(shè)備建模43-53
• 4.1 液化流程模擬軟件選擇及物性計(jì)算方程43-45
• 4.1.1 模擬軟件介紹43-44
• 4.1.2 天然氣物性計(jì)算方程44-45
• 4.2 液化流程優(yōu)選45-52
• 4.2.1 模擬基礎(chǔ)數(shù)據(jù)46-47
• 4.2.2 兩級(jí)氮膨脹液化流程47-49
• 4.2.3 丙烷預(yù)冷單級(jí)氮膨脹液化流程49-52
• 4.3 本章小結(jié)52-53
• 第5章 新型膨脹式液化流程的設(shè)計(jì)模擬與優(yōu)化53-63
• 5.1 膨脹式液化流程的設(shè)計(jì)及結(jié)果53-58
• 5.1.1 預(yù)冷劑的選擇53-54
• 5.1.2 制冷劑的選擇54
• 5.1.3 液化流程的設(shè)計(jì)54-55
• 5.1.4 模擬計(jì)算的結(jié)果55-58
• 5.2 三種流程的對(duì)比58-59
• 5.3 液化流程優(yōu)化分析59-62
• 5.3.1 制冷劑膨脹前壓力對(duì)流程的影響59
• 5.3.2 原料氣溫度對(duì)流程的影響59-60
• 5.3.3 CO2節(jié)流后溫度對(duì)流程的影響60-61
• 5.3.4 LNG存儲(chǔ)壓力對(duì)流程的影響61-62
• 5.4 本章小結(jié)62-63
• 第6章 總結(jié)與展望63-65
• 6.1 結(jié)論63-64
• 6.2 展望64-65
• 致謝65-66
• 參考文獻(xiàn)66-70
• 在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文70

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  本文關(guān)鍵詞：浮式LNG預(yù)處理與液化工藝流程優(yōu)選及分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：384721