發(fā)布時(shí)間：2019-11-11 11:30

【摘要】：隨著天然氣管網(wǎng)向著高壓輸送的方向發(fā)展,長輸管線分輸站蘊(yùn)含著巨大的可利用壓力能。因此,回收利用天然氣管網(wǎng)壓力能逐漸引起人們的重視。同時(shí),液化天然氣作為一種清潔環(huán)保能源將成為天然氣市場的主力軍。綜合可知,回收天然氣管網(wǎng)壓力能用于液化生產(chǎn)LNG對節(jié)能減排、提高天然氣長輸管線經(jīng)濟(jì)效益具有重大意義。 本文以“天然氣長輸管線分輸站壓差液化工藝的選擇”為基礎(chǔ),根據(jù)聯(lián)立模塊法理論建立壓差液化工藝系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)模擬數(shù)學(xué)模型,并在其指導(dǎo)下模擬計(jì)算。其次,建立回收天然氣管網(wǎng)壓力能液化天然氣流程的最大年均利潤總額為目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行最優(yōu)工藝選擇。為了進(jìn)一步優(yōu)化流程性能獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益,對天然氣分輸站最優(yōu)壓差液化流程的冷劑循環(huán)壓縮級數(shù)進(jìn)行優(yōu)選。最后,建立冷劑循環(huán)優(yōu)化模型,以流程比功耗最小為日標(biāo)函數(shù)進(jìn)一步優(yōu)化各參數(shù)：預(yù)冷冷劑組成、配比,預(yù)冷溫度,冷劑高壓、低壓壓力。 回收長輸管線分輸站壓力能液化天然氣流程包括單純利用壓差液化、膨脹前預(yù)冷壓差液化和膨脹后外冷壓差液化三種。單純利用壓差液化工藝,天然氣液化率最大為18%左右；膨脹前預(yù)冷壓差液化和膨脹后外冷壓差液化工藝,外制冷循環(huán)的增加提高了液化率,但液化系統(tǒng)存在功耗�；诜州斦窘�(jīng)濟(jì)效益最大,膨脹前預(yù)冷壓差液化流程為天然氣長輸管線分輸站最優(yōu)壓差液化工藝。 同時(shí),為提高天然氣分輸站回收壓力能生產(chǎn)LNG的經(jīng)濟(jì)效益,膨脹前預(yù)冷壓差液化流程的預(yù)冷循環(huán)采用三段壓縮。預(yù)冷冷劑采用混合工質(zhì),且為C2H6、C3H8、i-C4H10、 n-C5H12的混合物最優(yōu)。而且,膨脹前預(yù)冷壓差液化流程中,混合冷劑預(yù)冷溫度不宜過低。
【圖文】：

膨脹前預(yù)冷壓差液化天然氣流程中，冷劑循環(huán)為液化流股天然氣和膨脹流股天然氣提供預(yù)冷冷量，工藝流程如圖4-2所示�！猑^ 0^--1 19 ^水冷器20l‘21冷劑壓縮機(jī) 一^^ 13 ^D：^ 膨脹機(jī)II膨脹端膨脹機(jī)II壓縮端 ’節(jié)流丨聞 ^A輸 17 —-水:BOG n ^ 膨脹流股天然氣 ；來氣 1 ‘ ■ \：- i|Xh i mL?七流股天然氣 3 ___ 6 5分流器 換熱器I 換熱器II ‘ ^2, 一^離器 LNG 10膨脹機(jī)I壓縮端 膨脹機(jī)I膨脹端、~-7圖4-2膨脹前預(yù)冷壓差液化天然氣流程該流程主要由預(yù)冷冷劑循環(huán)、膨脹制冷支路和天然氣液化支路組成。預(yù)冷冷劑循環(huán)：冷劑經(jīng)壓縮機(jī)壓縮至高壓進(jìn)入水冷器冷卻后通過換熱器I進(jìn)一步冷卻，然后經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流降壓降溫返回?fù)Q熱器I為液化流股天然氣和膨脹流股天然氣的預(yù)冷提供冷量，最后返回冷劑壓縮機(jī)，完成預(yù)冷循環(huán)。天然氣膨脹制冷支路：分輸站的一部分高壓天然氣經(jīng)深度脫水后作為膨脹流股天然氣（物流12)經(jīng)冷劑循環(huán)預(yù)冷，然后進(jìn)入膨脹機(jī)II膨脹端膨脹，降壓降溫返回流入換熱器II和換熱器I為液化流股天然氣提供冷量，最后經(jīng)膨脹機(jī)II壓縮端增壓至外輸壓力后進(jìn)入天然氣管網(wǎng)。天然氣液化支路：分輸站的另一部分深度脫硫脫碳、脫水的高壓天然氣作為液化流股天然氣（物流2)經(jīng)膨脹機(jī)I壓縮端增壓至一定壓力后進(jìn)入換熱器I預(yù)冷，然后通過23

膨脹后外冷壓差液化流程中，膨脹流股天然氣提供預(yù)冷冷量，外冷冷劑循環(huán)主要為液化流股天然氣液化及過冷提供的冷量。其工藝流程[721如圖4-3所示。外輸15 膨脹機(jī)II膨脹端膨脹機(jī)II壓縮端17 ^ g熱器I-必—A 水冷器—_^ ^ 19 2^0 bog 11J化流岐、魯t離—2、 節(jié)流陶 器膨脹機(jī)I壓縮端 換熱器I丨 w 5 琪 LNG 10U 膨脹流股天然氣12 2 ■“分流器膨脹機(jī)I膨脹圖4-3膨脹后外冷壓差液化天然氣流程該流程由天然氣液化支路、膨脹制冷支路以及外冷冷劑循環(huán)三部分組成。天然氣液化支路：分輸站的液化流股天然氣（物流2)經(jīng)膨脹機(jī)I壓縮端增壓至一定壓力后換熱器I預(yù)冷，然后進(jìn)入膨脹機(jī)I膨脹降溫以后去氣液分離器進(jìn)行重?zé)N分離。液相去凝液回收處理裝置，氣相去換熱器II液化并過冷后經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流降壓至儲存壓力，，最后進(jìn)入分離器進(jìn)行LNG和BOG的分離，LNG產(chǎn)品進(jìn)入低溫儲_。天然氣膨脹制冷支路：分輸站的膨脹流股天然氣（物流12)直接進(jìn)入膨脹機(jī)II膨脹端膨脹，降壓降溫后進(jìn)入換熱器I為液化流股天然氣和外冷冷劑循環(huán)提供預(yù)冷冷量，升溫后的天然氣經(jīng)膨脹機(jī)II壓縮端增壓到外輸壓力后進(jìn)天然氣管網(wǎng)。外冷冷劑循環(huán)：冷劑經(jīng)壓縮機(jī)增壓到一定壓力后進(jìn)入水冷器冷卻，然后通過換熱器I和換熱器II進(jìn)一步的冷卻、冷凝
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TE832

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2559240