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(shì)等不凡的物理化學(xué)性質(zhì),在各個(gè)行業(yè)都有所應(yīng)用,在許多行業(yè)中的使用價(jià)值也是其他物質(zhì)無法替代的。我國(guó)每年大約使用1500萬立方米的氦氣,市場(chǎng)價(jià)約18億元。但國(guó)內(nèi)氦氣資源較少,我國(guó)主要依賴從國(guó)外進(jìn)口氦氣。氦氣供應(yīng)市場(chǎng)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(duì)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(duì)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(duì)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(yè)數(shù)】：110 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(guó)外研究進(jìn)展
        1.2.2 國(guó)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?jī)?nèi)容
        1.4.1 研究?jī)?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(jì)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(jí)提氦塔進(jìn)料溫度對(duì)流程的影響
        4.1.2 一級(jí)提氦塔進(jìn)料壓力對(duì)流程的影響
        4.1.3 一級(jí)提氦塔回流比對(duì)流程性能的影響
        4.1.4 二級(jí)提氦塔進(jìn)操作參數(shù)對(duì)流程的影響
        4.1.5 氮?dú)庵评鋭└邏骸⒌蛪簤毫?duì)流程的影響
        4.1.6 氮?dú)庵评鋭┝髁繉?duì)流程的影響
        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(cè)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(yàn)設(shè)計(jì)
        4.3.2 各因素試驗(yàn)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(duì)流程的影響
    5.2 原料氣氮?dú)夂康淖兓瘜?duì)流程的影響
    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(yàn)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(cè)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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[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)
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碩士論文
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[2]天然氣液化裝置及工藝設(shè)計(jì)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(cè)研究[D]. 王瑞.華南理工大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3469873