本文關(guān)鍵詞：山東LNG接收站輕烴回收工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)研究

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【摘要】：隨著國內(nèi)天然氣消耗量的日益增長,進(jìn)口液化天然氣(LNG)成為補(bǔ)充國內(nèi)天然氣的一個重要途徑。然而通常情況下國內(nèi)LNG接收站的氣源LNG中乙烷及更重?zé)N類組分含量較高,導(dǎo)致氣化后的LNG熱值高于下游天然氣管網(wǎng)內(nèi)天然氣熱值,并帶來一系列安全隱患和環(huán)境問題。在接收站增加輕烴回收裝置,不僅可以避免與下游燃?xì)猱a(chǎn)生互換性問題,而且可以獲得額外的經(jīng)濟(jì)效益。因此,研究LNG接收站內(nèi)的輕烴回收工藝對于確保天然氣管網(wǎng)安全運(yùn)行和提高接收站的經(jīng)濟(jì)效益具有十分重要的意義�；谏綎|LNG接收站主要進(jìn)料情況和下游天然氣管網(wǎng)氣質(zhì)要求,對接收站內(nèi)輕烴回收工藝進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),主要內(nèi)容包括:(1)基于山東LNG接收站氣源組分現(xiàn)狀,研究了接收站內(nèi)LNG產(chǎn)品與下游山東天然氣管網(wǎng)內(nèi)天然氣的互換性問題,確定山東LNG接收站輕烴回收后LNG產(chǎn)品的沃泊指數(shù)波動范圍為49.29～52.33 MJ/m3;(2)建立了一種可簡化的輕烴回收工藝的化工流程超結(jié)構(gòu)模型,基于最優(yōu)化方法建立混合整數(shù)線性規(guī)劃模型,以年凈收益為目標(biāo)函數(shù),設(shè)計(jì)了一種適用于山東LNG接收站的輕烴回收工藝,結(jié)果表明:對于山東LNG接收站進(jìn)料組分,脫甲、乙烷塔運(yùn)行壓力分別為2.9 MPa和0.9 MPa時流程凈收益達(dá)到最高;(3)基于夾點(diǎn)設(shè)計(jì)方法,對所設(shè)計(jì)的輕烴回收工藝進(jìn)行換熱網(wǎng)絡(luò)的熱集成,設(shè)計(jì)并優(yōu)化了一種輕烴回收工藝的換熱網(wǎng)絡(luò),該換熱網(wǎng)絡(luò)僅需4個換熱器和2個重沸器,工藝換熱系統(tǒng)總用能降至5.805 MW;將設(shè)計(jì)優(yōu)化得到的流程與接收站原輕烴回收流程進(jìn)行對比分析,結(jié)果表明:提出的流程較原流程總能耗降低8.59%,凈收益提高11.7%,可見所提出的輕烴回收工藝流程具有一定的經(jīng)濟(jì)性;(4)基于換熱與流動基本特征數(shù)關(guān)系式,研究了基于fmincon函數(shù)的板翅式換熱器結(jié)構(gòu)多目標(biāo)優(yōu)化方法;以換熱器的年總成本和體積為經(jīng)濟(jì)性指標(biāo),采用最小二乘法擬合目標(biāo)函數(shù),利用線性加權(quán)法將多目標(biāo)問題轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)問題,對脫甲烷塔閃蒸冷凝器和脫甲烷塔頂冷凝器的翅片進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。優(yōu)化結(jié)果表明:脫甲烷塔閃蒸冷凝器和脫甲烷塔頂冷凝器的翅片型號均選用鋸齒形國產(chǎn)翅片7,冷凝通道數(shù)分別設(shè)置14和11層時經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)達(dá)到最優(yōu),此時換熱器年總成本分別為18898.06元和37830.77元,體積分別為 0.768 m3 和 0.772m3。
【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】：2017
【分類號】：TE89

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