小型高壓引射天然氣液化裝置在實(shí)際運(yùn)行過程中,存在著明顯的液化效率低、能耗大等問題。為了進(jìn)一步提高系統(tǒng)性能,采用HYSYS軟件對(duì)5×10⁴ m³/d處理量的高壓引射液化工藝進(jìn)行模擬與分析,探究主要工藝參數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響。研究結(jié)果表明:①引射器高壓入口壓力(引射壓力)、出口壓力以及凈化氣中不凝氣體組分含量對(duì)系統(tǒng)功耗、出液率會(huì)產(chǎn)生顯著的影響;②引射壓力增高,預(yù)冷系統(tǒng)功耗、冷箱出液率將逐漸增大,系統(tǒng)總功耗呈現(xiàn)先增大后減小趨勢(shì),存在著最佳引射壓力,在出口壓力介于0.5～1.8MPa的范圍內(nèi),所模擬引射壓力系列中20MPa時(shí)系統(tǒng)總功耗最小;③引射器出口壓力增高,循環(huán)氣壓縮機(jī)、系統(tǒng)總功耗呈現(xiàn)非線性降低趨勢(shì),降低速率逐漸減小,而預(yù)冷系統(tǒng)功耗、冷箱出液率將逐漸增大;④凈化氣中不凝氣組分含量增加,系統(tǒng)出液產(chǎn)量、冷箱出液率將顯著下降,單位產(chǎn)量能耗逐漸增大,因而該工藝并不適宜處理高含不凝氣體組分的凈化氣。結(jié)論認(rèn)為,該研究成果可以為小型高壓引射天然氣液化裝置工藝設(shè)計(jì)與優(yōu)化提供參考。

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【部分圖文】：

圖1天然氣高壓引射制冷液化工藝流程圖

圖1所示為一種天然氣高壓引射液化工藝流程[3,17]。經(jīng)脫酸、脫水、脫重?zé)N處理后的凈化天然氣（以下統(tǒng)稱凈化氣）進(jìn)入凈化氣壓縮機(jī)C2增壓至20MPa，經(jīng)過與回流天然氣、預(yù)冷系統(tǒng)載冷劑換熱冷卻至-66℃，進(jìn)入引射器噴射，天然氣部分液化，進(jìn)入分離器S1，液體部分經(jīng)過調(diào)節(jié)閥V1節(jié)流降壓....

圖2引射器外觀示意圖

圖2所示為一種引射器外觀示意圖[15]。經(jīng)壓縮后的天然氣從引射器高壓入口進(jìn)入，在吸入室的噴嘴處高速噴射，轉(zhuǎn)變?yōu)闅庖夯旌蠣顟B(tài)，同時(shí)造成吸入室低壓環(huán)境，部分低壓天然氣由低壓口吸入，并在混合腔中與噴射后的天然氣充分傳質(zhì)、換熱，促使低壓天然氣液化。2工藝模擬及計(jì)算基礎(chǔ)

圖3引射器HYSYS計(jì)算模型圖

系統(tǒng)主要能耗設(shè)備包括凈化氣壓縮機(jī)、循環(huán)氣壓縮機(jī)以及預(yù)冷系統(tǒng)。壓縮機(jī)功耗計(jì)算依據(jù)為：式中Wc表示壓縮機(jī)功耗，kW;F1表示進(jìn)口物流的摩爾流量，mol/s;MW表示氣體分子量；n表示多變指數(shù)；CF表示校正系數(shù)；p1表示進(jìn)口物流壓力，Pa;p2表示出口物流壓力，Pa；ρ1表示進(jìn)口物流密....

圖4高壓引射液化工藝流程模擬圖

影響液化系統(tǒng)性能的因素較多。通過模擬與分析發(fā)現(xiàn)，引射壓力、出口壓力以及不凝氣體組分含量可對(duì)系統(tǒng)功耗、出液率產(chǎn)生顯著影響。圖5西南某地5×104m3/d高壓引射液化試驗(yàn)進(jìn)口裝置照片

本文編號(hào)：3975035