氦氣由于其難以液化、放射性惰性、幾乎不溶于水和最高的電離勢等不凡的物理化學(xué)性質(zhì),在各個行業(yè)都有所應(yīng)用,在許多行業(yè)中的使用價值也是其他物質(zhì)無法替代的。我國每年大約使用1500萬立方米的氦氣,市場價約18億元。但國內(nèi)氦氣資源較少,我國主要依賴從國外進(jìn)口氦氣。氦氣供應(yīng)市場安全和戰(zhàn)略安全堪憂。因此,研究氦氣的提取工藝,如何降低提氦能耗成本以及提升氦氣純度具有十分重要的意義。天然氣低溫提氦工藝是目前比較常用的提氦工藝,但低溫提氦工藝通常只能提取出60%-70%左右的粗氦,還需要進(jìn)行氦氣的精制。低溫提氦工藝只是制氦氣的第一步,但為了為后面的提純步驟,提取出的粗氦濃度要盡可能高。因此,本文的研究目的是對比選取合理的基于天然氣液化的提氦工藝,并完成在保證粗氦濃度的情況下的低溫提氦工藝的能耗最少的參數(shù)優(yōu)化。具體包括以下內(nèi)容:（1）選擇了 HYSYS模擬操作的狀態(tài)方程等,并對某氣田原料氣進(jìn)行了處理,通過比較選擇了 DEA吸收劑脫酸,以及分子篩脫水,使原料氣滿足低溫操作工藝所允許的雜質(zhì)含量要求。對處理后的原料氣進(jìn)行了物性分析,探討了各組分以及原料氣的露點(diǎn),為之后的流程建設(shè)打好基礎(chǔ)。（2）分別分析了天然氣低溫... 

【文章來源】：西南石油大學(xué)四川省

【文章頁數(shù)】：110 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究目的意義
    1.2 研究進(jìn)展
        1.2.1 國外研究進(jìn)展
        1.2.2 國內(nèi)研究進(jìn)展
        1.2.3 天然氣提氦技術(shù)方法
        1.2.4 天然氣液化工藝發(fā)展
    1.3 科學(xué)問題的提出
    1.4 研究內(nèi)容
        1.4.1 研究內(nèi)容
        1.4.2 技術(shù)路線
第2章 原料氣處理及物性分析
    2.1 狀態(tài)方程選擇
    2.2 原料氣處理
        2.2.1 原料氣組成
        2.2.2 原料氣處理
    2.3 處理后原料氣物性分析
        2.3.1 物性計算模型
        2.3.2 原料氣各組分的基本物性
    2.4 本章小結(jié)
第3章 基于天然氣液化的低溫提氦工藝研究
    3.1 天然氣低溫提氦工藝流程分析
        3.1.1 克勞特循環(huán)工藝
        3.1.2 前膨脹+氮?dú)庋h(huán)制冷工藝流程
        3.1.3 后膨脹+氮?dú)庋h(huán)制冷工藝流程
    3.2 天然氣液化工藝流程分析
        3.2.1 混合制冷劑液化工藝
        3.2.2 天然氣膨脹液化制冷流程
        3.2.3 氮?dú)馀蛎浺夯鞒?br>    3.3 聯(lián)合工藝流程建立
        3.3.1 方案一:混合冷劑制冷+氮?dú)庋h(huán)制冷
        3.3.2 方案二:天然氣膨脹液化制冷+氮?dú)庋h(huán)制冷
        3.3.3 方案三:氮?dú)馀蛎浹h(huán)制冷
    3.4 聯(lián)合工藝流程比選
        3.4.1 工藝概況
        3.4.2 方案一工藝模擬
        3.4.3 方案二工藝模擬
        3.4.4 方案三工藝模擬
        3.4.5 方案比選
    3.5 本章小結(jié)
第4章 基于天然氣液化的低溫提氦工藝優(yōu)化
    4.1 工藝結(jié)果分析及優(yōu)化變量確定
        4.1.1 一級提氦塔進(jìn)料溫度對流程的影響
        4.1.2 一級提氦塔進(jìn)料壓力對流程的影響
        4.1.3 一級提氦塔回流比對流程性能的影響
        4.1.4 二級提氦塔進(jìn)操作參數(shù)對流程的影響
        4.1.5 氮?dú)庵评鋭└邏�、低壓壓力對流程的影�?br>        4.1.6 氮?dú)庵评鋭┝髁繉α鞒痰挠绊?br>        4.1.7 綜合分析
    4.2 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的工藝優(yōu)化方法研究
        4.2.1 數(shù)據(jù)選取與預(yù)處理
        4.2.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型建立
        4.2.3 運(yùn)算結(jié)果及分析
        4.2.4 利用訓(xùn)練好的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行預(yù)測優(yōu)化
    4.3 基于響應(yīng)面分析方法的工藝優(yōu)化方法研究
        4.3.1 試驗設(shè)計
        4.3.2 各因素試驗結(jié)果及分析
        4.3.3 回歸模型分析
        4.3.4 多變量約束最優(yōu)化
    4.4 本章小結(jié)
第5章 最優(yōu)化流程適應(yīng)性分析
    5.1 原料氣氦氣含量的變化對流程的影響
    5.2 原料氣氮?dú)夂康淖兓瘜α鞒痰挠绊?br>    5.3 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與建議
    6.1 結(jié)論
    6.2 建議
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
    附錄A 正交實(shí)驗表形式
    附錄B BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法代碼及結(jié)果
        B.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行代碼
        B.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測數(shù)據(jù)結(jié)果
攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]精餾塔工藝操作影響因素及對策[J]. 郭慶東.  化工設(shè)計通訊. 2018(02)
[3]化工流程模擬技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 李睿,胡翔.  化工進(jìn)展. 2014(S1)
[4]氦氣全球市場及我國氦氣安全保障的建議[J]. 張亮亮,孫慶國,劉巖云,邱小林,江延明.  低溫與特氣. 2014(03)
[5]高含氮天然氣膨脹制冷液化工藝節(jié)能分析[J]. 冉田詩璐,諸林.  現(xiàn)代化工. 2014(06)
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[8]富氦天然氣中提取氦氣的深冷工藝研究[J]. 賴秀文,邵勇,張淑文,范慶虎,胡明輝.  深冷技術(shù). 2013(05)
[9]工業(yè)廢氦氣提純技術(shù)探討[J]. 汪澎,章學(xué)華,趙俊.  低溫與超導(dǎo). 2013(08)
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碩士論文
[1]某提氦裝置工藝優(yōu)化研究[D]. 羅堯丹.西南石油大學(xué) 2015
[2]天然氣液化裝置及工藝設(shè)計與應(yīng)用研究[D]. 張宏杰.華南理工大學(xué) 2014
[3]天然氣提氦膜深冷耦合工藝研究[D]. 張良聰.大連理工大學(xué) 2013
[4]基于遺傳優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的污水處理水質(zhì)預(yù)測研究[D]. 王瑞.華南理工大學(xué) 2012



本文編號：3469873