本文關(guān)鍵詞：低濃度瓦斯制LNG的工藝研究

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【摘要】：煤礦瓦斯作為一種非常規(guī)天然氣資源,在我國儲量巨大。但其中大部分為低濃度瓦斯,通常直接排空,未能得到有效利用,這不僅造成了能源浪費,且加重了溫室效應。而利用低濃度瓦斯制LNG不僅避免了瓦斯直接放空所造成的溫室效應,也實現(xiàn)了低濃度瓦斯的清潔、高效利用。本文基于瓦斯制LNG相關(guān)工藝的研究現(xiàn)狀及四川某煤礦抽采出的低濃度瓦斯的特點,確定了針對低濃度瓦斯制LNG的工藝路線,包括預處理與瓦斯液化制LNG兩個階段。通過分別考察膜分離法、吸附分離法、深冷分離法、水合物分離法及溶劑吸收法等5種瓦斯提濃技術(shù),以及深冷分離、催化燃燒、焦炭燃燒、吸附分離等4種瓦斯脫氧工藝,確定具有瓦斯提濃與脫氧兩方面的作用吸附分離法作為瓦斯預處理工藝。通過考察級聯(lián)式制冷、混合制冷劑制冷和氮膨脹制冷3種制冷液化工藝,選擇氮膨脹制冷作為瓦斯液化制LNG的制冷工藝。采用平衡吸附模型對瓦斯提濃、脫氧預處理工藝進行了計算。某吸附劑能將甲烷濃度為28%的低濃度瓦斯富集為甲烷濃度達62.9%的中高濃度瓦斯,并且氧氣濃度從15.12%下降至7.26%�；陬A處理結(jié)果和爆炸相關(guān)理論,設(shè)置壓縮機出口壓力為300kPa,瓦斯氣出二級冷箱溫度-150℃,精餾塔操作壓力190kPa,控制出精餾塔頂甲烷含量為26%,并借助ASPEN HYSYS對瓦斯液化制LNG過程進行模擬。模擬結(jié)果表明,該工藝獲得的LNG中甲烷含量為99%；液化階段甲烷回收率為79.6%,液化率為81.2%；工藝在壓縮段、深冷段及精餾段均無爆炸隱患,能安全實現(xiàn)低濃度瓦斯制LNG。在分析精餾塔頂出口氣相甲烷濃度對甲烷回收率影響的基礎(chǔ)上,對工藝操作參數(shù)進行了優(yōu)化,采用控制精餾塔頂甲烷濃度并降低精餾塔頂壓力的方案。優(yōu)化后的工藝在保證安全情況下可從塔底獲得甲烷含量99%的LNG產(chǎn)品；同時使液化階段甲烷回收率提升至90.5%,液化率升高至92.2%。
【關(guān)鍵詞】：低濃度瓦斯 LNG 吸附 深冷精餾 爆炸極限
【學位授予單位】：西南石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TD712.67
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第1章 緒論7-13
• 1.1 研究背景7-9
• 1.2 低濃度瓦斯的利用及其制LNG現(xiàn)狀9-11
• 1.2.1 低濃度瓦斯利用現(xiàn)狀9-10
• 1.2.2 低濃度瓦斯制LNG的現(xiàn)狀10-11
• 1.3 研究內(nèi)容與技術(shù)路線11-13
• 1.3.1 研究內(nèi)容11-12
• 1.3.2 技術(shù)路線12-13
• 第2章 低濃度瓦斯制LNG方案的確定13-29
• 2.1 瓦斯提濃與脫氧技術(shù)13-21
• 2.1.1 瓦斯提濃工藝14-16
• 2.1.2 瓦斯脫氧技術(shù)16-18
• 2.1.3 低濃度瓦斯提濃與脫氧工藝的選擇18-19
• 2.1.4 吸附分離常用吸附劑19-21
• 2.2 瓦斯制冷液化技術(shù)21-28
• 2.2.1 常見制冷液化工藝21-23
• 2.2.2 低濃度瓦斯氣制冷液化工藝的選擇23-24
• 2.2.3 制冷液化工藝的安全性措施24-28
• 2.3 低濃度瓦斯制LNG技術(shù)路線確定28-29
• 第3章 瓦斯預處理29-38
• 3.1 吸附選擇原理與模型29-33
• 3.1.1 吸附選擇原理29-30
• 3.1.2 吸附模型30-33
• 3.2 吸附提濃與脫氧的計算33-38
• 第4章 瓦斯液化制LNG38-53
• 4.1 瓦斯液化制LNG工藝的模擬38-48
• 4.1.1 操作參數(shù)的確定38-43
• 4.1.2 模擬結(jié)果43-47
• 4.1.3 甲烷回收率及LNG品質(zhì)47-48
• 4.2 流程安全性檢驗48-49
• 4.2.1 壓縮段及深冷段工藝的安全檢驗48-49
• 4.2.2 低溫精餾塔的安全檢驗49
• 4.3 提高甲烷回收率的改進方案49-53
• 4.3.1 改進方案49-51
• 4.3.2 改進結(jié)果51-53
• 第5章 結(jié)論與建議53-55
• 5.1 結(jié)論53
• 5.2 建議53-55
• 致謝55-56
• 參考文獻56-61
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及科研成果61

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本文編號：895455