收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

小型LNG装置的预处理与液化流程研究

曹文胜  
【摘要】: 小型LNG装置体积小可撬装、机动运输、开停方便,能对分散的天然气气田进行采集,在我国具有战略价值。本文针对这一装置实施的方案及其关键技术展开研究,提出了预处理模块化的概念,以及一种新型节能的整合级联混合制冷剂液化流程(SP-MRC),主要内容如下。 一、预处理与液化流程优选及设备建模。对于小型LNG装置,建议采用分子筛吸附法脱水脱硫,提出了预处理模块化的概念。混合制冷剂液化循环可能是小型装置的最佳选择。对净化设备、热传递设备、旋转设备、分离设备和管线设备进行了数学建模。 二、天然气预处理试验装置的设计与搭建。试验装置用于测试多元混合气体的干燥和净化数据,主要包括以下几个部分:(1)原料气注入系统;(2)混合器;(3)吸附系统;(4)测量系统;(5)取样分析系统;(6)安全系统。 三、首次试验研究了分子筛净化天然气的模块化吸附工艺,工作内容和结论包括:(1)测定了水分、CO2在3A、4A和13X分子筛上的动态透出曲线。(2)测定了H2S在RK-38分子筛上的透出曲线。(3)测定了天然气在复合吸附床(3A+13X分子筛)上的动态吸附曲线,采用竞争吸附理论对各吸附模块进行了优化组合与配置。(4)对两种分子筛脱除CO2的试验数据进行分析,结果表明13X分子筛的吸附分离效果要优于4A分子筛。(5)建立了多组分吸附分离模型,利用试验曲线确定吸附平衡和动力学参数,对天然气和二元吸附剂的透出曲线及温度、吸附量变化趋势进行了数值模拟。(6)对分子筛在不同压力和不同温度下的动态吸附进行了研究。(7)预处理模块的吸附顺序一般为“先脱水再脱硫最后脱碳”,而脱附顺序为“先脱碳再脱硫最后脱水”。(8)对于不同产地不同气质的天然气,预处理模块化工艺可以适应对各种气源进行液化的苛刻要求。 四、模拟计算主要围绕混合制冷剂液化流程和N_2-CH_4膨胀机液化流程展开,提出了一种新型的整合级联式混合制冷剂液化流程(SP-MRC)。研究内容包括:(1)设计了两套典型的撬装型天然气液化流程,对流程进行了模拟计算,比较了两者的关键参数,并分析了各换热器中管路换热负荷-温度的分布情况。(2)对三种液化流程(C_3/MRC、N_2-CH_4 Expander和SP-MRC)进行了模拟计算和关键参数比较,结果表明新型SP-MRC流程的比功耗、比制冷剂流量与C_3/MRC流程接近,比冷却水负荷介于C_3/MRC和N_2-CH_4流程之间。(3)新型液化流程采用重烃和轻烃相结合的整合式级联技术,在保证较高液化率和较低比功耗的前提下,能显著减少压缩机与换热器的数量和体积。 五、从热力学的角度出发,详细分析了节能新型SP-MRC的关键参数对流程性能(比功耗、液化率、比制冷剂流量和比冷却水负荷)的影响。利用HYSYS的Original模式,以LNG比功耗最小化为目标函数,对SP-MRC液化流程进行了优化。在目标函数最优值的基础上,对LNG板翅式换热器的性能参数展开深入分析,得到了多组元混合工质在换热器中相变耦合的性能曲线。研究表明,温度、压力和组分分率的同时变化,将对换热器中多组元工质的焓值、热流量以及UA值产生重要影响。 六、以中原油田文23气田1号集气站外输气为例,对小型LNG装置的模块化撬装进行了可行性研究,采用了特有的模块化复合吸附工艺和SP-MRC混合制冷工艺,得到了天然气净化与液化相耦合的全流程节点的温度、压力、摩尔焓、摩尔熵、摩尔流量、气相分率和气液两相组分的摩尔分数。结果表明:LNG回收率90%,该装置的能耗成本仅为0.379 kWh/Nm~3,相当于0.19元/m~3天然气。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 郭彦鑫;张林鹏;;天然气液化技术研究[J];石油化工应用;2011年05期
2 宋磊;影响天然气液化的工艺参数分析[J];甘肃科技;2004年12期
3 李佩铭;焦文玲;;天然气液化流程模拟中立方型状态方程的计算[J];石油与天然气化工;2007年06期
4 张继文;李生武;;液氮在海上天然气液化中的应用[J];天然气工业;1992年02期
5 尹全森;李红艳;季中敏;崔杰诗;杜宏鹏;范庆虎;贾林祥;;混合制冷剂循环的级数对制冷性能的影响[J];化工学报;2009年11期
6 曹文胜;鲁雪生;林文胜;顾安忠;;小型LNG装置的模块化撬装工艺技术[J];化工学报;2009年S1期
7 王香增;天然气液化工艺技术研究及应用[J];石油与天然气化工;2004年02期
8 成宇;;开发天然气资源的难题[J];百科知识;2007年02期
9 姚中良,胡凯;天然气液化及应用装置试验进展顺利,成绩可喜[J];天然气工业;1994年01期
10 ;各地燃气动态[J];城市燃气;2009年11期
11 喻国信 ,孙逊 ,徐建平;膨胀机制冷工艺在天然气液化分离中的应用[J];深冷技术;1985年02期
12 ;杭州福斯达15万m~3/d天然气液化工程项目在泰安顺利竣工投产[J];深冷技术;2008年04期
13 冯锐;;浅析一种新型天然气液化装置[J];科技信息;2010年16期
14 ;石油工程建设基本术语(续)[J];石油规划设计;1990年02期
15 徐文渊;;国际上LNG生产线向大型化发展[J];天然气工业;1996年01期
16 本刊通讯员;;重庆耐德承建民生天然气液化调峰项目近日竣工并成功投产[J];煤气与热力;2009年02期
17 ;“大型天然气液化工艺流程计算分析”项目合作签字仪式在沪举行[J];深冷技术;2009年04期
18 王华;;北美天然气加工工业将发生重大变化[J];天然气工业;1992年06期
19 耿保廷;;我国首台天然气液化生产装置联调成功[J];天然气工业;1996年02期
20 刘燕萍;流程模拟优化技术在石油化工工业的应用[J];石油炼制与化工;1997年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘刚;刘伟;牟斌;肖中云;;涡流发生器绕流模拟的数值方法研究[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
2 石景燕;武玉霞;;火电厂垢样及沉积物的ICP-AES测定法[A];2008年中国机械工程学会年会暨甘肃省学术年会文集[C];2008年
3 杜鹃;陈绍洋;王强;胡博;朱萧玲;侯丽宏;朱正华;熊利泽;;MEK抑制剂U0126对重复电针预处理诱导脑缺血耐受效应的影响[A];2008年中华医学会全国麻醉学术年会论文汇编[C];2008年
4 陆姚;张野;;降钙素基因相关肽在预处理心肌保护中角色的研究进展[A];2008年第七次华东六省一市麻醉学学术会议暨浙江省麻醉学术年会论文汇编(上册)[C];2008年
5 韩晓建;解卫华;;基于预处理的拟人布局算法研究[A];2009海峡两岸机械科技论坛论文集[C];2009年
6 范学臣;刘学庆;孙兴良;纪臻;;19层纯剪力墙结构青岛大酒店爆破拆除[A];中国爆破新技术Ⅱ[C];2008年
7 魏莉;屈战龙;朴慧京;;微波焙烧预处理难浸金矿物[A];第十二届冶金反应工程学术会议论文集[C];2008年
8 姜利利;王祥荣;;天然彩丝的精练方法研究[A];康地恩杯第八届全国染整前处理学术研讨会论文集[C];2009年
9 徐竞;杨光明;李涛;刘良明;;吡那地尔预处理诱导的PKC活化及其对失血性休克大鼠血管反应性和钙敏感性的保护作用[A];第七届全国创伤学术会议暨2009海峡两岸创伤医学论坛论文汇编[C];2009年
10 潘燕霞;林丽;任安经;严晓红;袁文俊;;内质网驻留蛋白GRP78介导心肌细胞低氧预处理及内皮素-1预处理保护作用的研究[A];中国生理学会第五届全国心血管、呼吸和肾脏生理学学术会议论文摘要汇编[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 曹文胜;小型LNG装置的预处理与液化流程研究[D];上海交通大学;2008年
2 陈泽斌;穴位针刺预处理抗大鼠脑缺血再灌注损伤作用及其机制的研究[D];湖北中医学院;2003年
3 胡永有;催化重整流程模拟及优化研究[D];浙江大学;2004年
4 解新星;硫化氢预处理骨髓间充质干细胞治疗大鼠急性心肌梗死的实验研究[D];复旦大学;2011年
5 窦英;人工神经网络—近红外光谱法用于药物无损非破坏定量分析的研究[D];吉林大学;2006年
6 陈冰冰;SAR实时信号预处理和高分辨率实时成像处理系统的研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2002年
7 万相奎;心电信号分析与虚拟式心电自动分析仪的开发[D];重庆大学;2005年
8 张香平;尿素生产系统热力学研究及流程模拟开发[D];大连理工大学;2002年
9 张野;瑞芬太尼预处理对心脏缺血后损伤的保护作用及机制[D];安徽医科大学;2005年
10 秦川;EPO预处理在心肌缺氧复氧损伤中的保护作用及其NF-κB信号机制的研究[D];第三军医大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 周齐宏;基于合成气的联供—联产系统研究[D];清华大学;2005年
2 彭鹏;面向电信行业的局数据仿真系统的设计与实现[D];山东大学;2009年
3 吴婕;多生产方案炼油过程物流仿真系统[D];浙江大学;2007年
4 曹乐;天然气液化工艺中多元混合制冷剂循环的模拟实验研究[D];华南理工大学;2012年
5 冀新生;常减压蒸馏装置及其换热网络的优化分析[D];大连理工大学;2006年
6 周东峰;1300精馏单元模拟和优化研究[D];浙江大学;2006年
7 吴华兵;工厂物流与能耗过程仿真平台研究与应用[D];浙江大学;2006年
8 沈金国;石油化工过程人工介入控制系统的应用研究[D];湘潭大学;2005年
9 杨焘;苯甲酸釜残液分离技术研究[D];天津大学;2007年
10 刘钧;煤间接液化工艺流程的模拟与优化[D];西安科技大学;2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 福建农林大学 方婷;果蔬加工原料及预处理(二)[N];福建科技报;2004年
2 冯家兵;FF-16加氢裂化预处理催化剂实现工业应用[N];中国石化报;2004年
3 荆延宁;中心局作业系统给据散件的处理[N];中国邮政报;2007年
4 青青;数码冲印前的预处理[N];中国电脑教育报;2003年
5 福建农林大学 方婷;果蔬加工原料及预处理(一)[N];福建科技报;2004年
6 黄育武夏彦;“全申报”系统:打击逃漏检显威力[N];中国国门时报;2007年
7 小马;南瓜糕[N];河南科技报;2008年
8 首席记者 丁刚;服务50多万人次 挽救数千“濒危”家庭[N];北京社会报;2007年
9 张可喜;日开发天然气液化燃料技术[N];中国石化报;2000年
10 刘生梅;我市首个天然气液化项目正式投产[N];鄂尔多斯日报;2008年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978