天然气液化混合冷剂配方优化研究

混合冷剂制冷是目前天然气低温液化的重要手段,由于操作工况复杂、冷剂介质多相共存,制冷剂的选择及配方优化已成为天然气混合冷剂液化技术面临的主要问题。本文采用均匀设计实验方法对混合冷剂配方进行研究,首先依据不同制冷剂组分在不同温区制冷的原理,初步选定基本冷剂组分;然后通过HYSYS模拟不同组成混合冷剂的制冷效果,通过实验结果分析混合冷剂中各组分的作用;在保持操作压力及处理量不变的条件下,以冷剂的最小循环量为目标参数进行优化分析,最终形成混合冷剂优化配方,从而避免了采用复杂原理探讨和试算的传统方法。     

小型BOG再液化系统流程参数分析及优化

混合冷剂再液化系统回收液化天然气(LNG)加气站产生的蒸发气(BOG)是一种节能环保的新方法。为回收偏远地区小型LNG加气站现场储罐产生的BOG,以某LNG加气站实际情况为例,提出了一种小型带预冷的混合冷剂制冷循环回收加气站产生的BOG。对流程中压缩机进出口压力、分离温度以及混合工质循环流量等参数进行了模拟分析,探究了参数对系统能耗的影响及规律。在此基础上,以压缩机总功耗为目标函数,换热器最小换热温差等为约束条件,对该方法进行了优化。结果表明,在保证BOG液化率不变的情况下,优化后的制冷循环BOG直接再液化总功耗为9.37 kW,相比于优化前能耗下降了7.5%,优化效果理想。     

基于混料设计的MRC工艺中混合冷剂配比的优化

为解决混合冷剂制冷循环液化天然气工艺中冷剂合理配比困难的问题,达到节能降耗的目的,在确定合理的冷剂运行工艺参数的基础上,借助Design Expert设计软件,采用一种有约束条件的混料实验设计法对混合冷剂配比进行了优化,得到了最优混合冷剂配比。结果表明冷剂的最佳运行工艺参数为:中压冷剂压力1860kPa,高压冷剂压力3800kPa,中压冷剂温度36℃,高压冷剂温度36℃时,最优的冷剂物质的量组成为:N_27.0%、CH_425.0%、C_2H_432.4%,C_3H_818.7%,i-C_5H_(12)16.9%,并通过Aspen HYSYS模拟现场工况验证了其可靠性。在混合冷剂最优条件下,天然气液化装置中冷量利用率提高16.56%,冷剂循环量较优化前降低12.86%,每吨液化天然气(LNG)生产能耗降低7.61%,满足生产要求。     

乙烯装置制冷系统的用能分析

通过对制冷压缩机功耗的模拟和对实际运行数据的分析,比较了乙烯装置中的复迭多级制冷系统和混合冷剂制冷系统的用能状况,分析了混合冷剂制冷的优点和不足。采用AspenPlus10.2软件模拟的结果表明,采用混合冷剂制冷技术的丙烯-混合冷剂复迭制冷系统比传统的丙烯-乙烯复迭制冷系统节省功耗4.3GJ/h,制冷压缩机损系数则从47.6%减小到43.3%,而系统效率由25.0%提高到26.6%。虽混合冷剂在换热过程中出现的气液两相流,会在一定程度上抵消其在热力学效率上的优势,但混合制冷技术用于乙烯装置仍可降低能耗、提高热力学效率。     

等压开式制冷天然气凝液回收工艺优化研究

等压开式制冷工艺是一种较新的天然气凝液回收工艺技术,与目前广泛采用的直接换热工艺相比,该工艺所需设备数量少,投资和运行费用低。以长庆油田典型伴生气为例,对该工艺进行了模拟研究,分析并优化了影响该工艺C_3~+回收率以及能耗的主要工艺参数。计算结果表明:(1)C_3~+回收率随原料气预冷温度的降低而增加,当原料气预冷温度低于-30℃后,C_3~+回收率随温度变化的增幅变缓;(2)混合冷剂节流压力对C_3~+回收率以及脱乙烷塔塔底重沸器热负荷的影响不显著,但节流压力降低会增加混合冷剂压缩机的能耗;(3)混合冷剂冷却温度越低,C_3~+回收率越高。最优操作条件为:原料气预冷温度-30℃,混合冷剂节流压力500kPa,混合冷剂冷却温度-30℃。此时,C_3~+回收率可达96.1%。     

提高轻烃回收装置液烃收率

国内自行设计的轻烃回收装置主要以回收LPG为主,丙烷平均收率不是60％,制冷工艺主要采用冷剂循环制冷,膨胀机制冷,冷剂制冷与膨胀机制冷相结合的混合制冷,单级膨胀机制冷工艺应用广泛,深冷装置较少,装置能耗高,自控水平较低,在深冷回收装置中,以冷剂制冷作用为辅助冷源,膨胀机制冷作为主冷原的混合制冷方法,因制冷温度低 ,液烃回收率高,对气源条件变化适应性强,将得到推广和应用,采用深冷工艺,多级分离流程,完善脱乙烷（或甲烷）塔的设计,选用高效设备等措施,将提高轻轻回收装置的液烃收率。     

混合冷剂液化天然气流程的混合制冷剂研究

混合冷剂液化天然气流程具有低能耗的优点。其中,混合制冷剂组成及配比直接影响液化流程能耗。以混合冷剂液化流程中混合制冷剂的制冷温区和能耗较低为目的选择混合制冷剂组成,并以比功耗最小为目标函数确定混合制冷剂最佳配比。同时,研究了原料气甲烷含量和压力对混合制冷剂的影响得出:原料气中CH4含量决定低温冷剂的含量,从而影响混合制冷剂最佳配比。     

混合冷剂甘醇脱水制冷技术应用

制冷工程中常用制冷剂为氨、氟立昂等。在国外某油田联合站设计中，根据制冷要求选用正丁烷、异丁烷各占５０％的混合冷剂进行单级冷剂循环制冷。其特点为：有节能效果、混合冷剂的组成可以根据工况需要人为地调整、可降低节流过程的不可逆损失及增加制冷量、冷剂循环量少、经济效益高等。丁烷混合冷剂在油田气处理工程中是可行的，具有推广价值。     

基于单循环混合冷剂的天然气液化工艺优化研究

为降低液化天然气的单位生产能耗,解决单循环混合冷剂液化工艺中冷剂配比及参数优化的问题,在筛选混合冷剂的前提下,通过混料实验确定了不同冷剂配比下的工艺比功耗和冷剂循环量,在约束条件的限制下,利用回归方程获取了混合冷剂的最佳配比,并进一步优化了冷箱入口混合冷剂的节点参数。结果表明,对于制冷温区为30～-160℃的工艺而言,N₂、CH₄、C₂H₄、C₃H₈和i C₅H₁₂作为混合冷剂的效果较好:最佳混合冷剂配比为N₂:CH₄:C₂H₄:C₃H₈:i C₅H₁₂=8.85%:25.60%:30.55%:19.00%:16.00%,两级压缩机的出口压力有所上升,换热器的出口温度有所降低;冷剂循环量降低,降幅为13.63%;比功耗降低,降幅为25.88...     

川渝安岳区块油气处理厂轻烃回收工艺选择

安岳气田须家河气藏为低压、低渗透、中含凝析油气藏,具有重组分含量高、烃露点高的特点,因此,需在安岳区块油气处理厂建设轻烃回收装置。根据目前国内外天然气脱烃与轻烃回收工艺的发展现状,以及安岳区块的具体情况,对7种主要轻烃回收工艺从轻烃收率、能耗、投资等方面进行了对比分析,并且,对膨胀制冷+DHX(双塔流程)制冷工艺及混合冷剂制冷脱烃+二次脱烃工艺的适用性进行了分析,得出结论:混合冷剂制冷+二次脱烃工艺适用于轻烃含量高、低压、低渗透、压力下降较快的安岳区块须家河气藏天然气处理。因此,安岳区块油气处理厂轻烃回收工艺推荐选择混合冷剂制冷+二次脱烃工艺。     

LNG工厂混合冷剂液化工艺冷箱提量研究

为了研究LNG工厂混合冷剂液化方式的运用及调整情况,以湖北500×10~4 m~3/d LNG工厂国产化示范工程实际生产情况(400×10~4 m~3/d提至500×10~4 m~3/d)为例,收集提量期间各测点温度、混合冷剂组分变化、差压变化、操作调整等数据进行综合分析。分析结果表明:湖北500×10~4 m~3/d LNG工厂兼具传统阶式制冷循环与混合冷剂制冷循环优点,在系统稳定性与可调节性能上均具优势,在冷箱换热不均的情况下仍可正常生产;但提量前系统中就出现冷剂混合不均、冷箱出现两相流等情况,提量中虽进行降量复热、曲线提产等操作,同时也针对性地进行提高压缩机转速、优化BOG放空等措施来提高系统稳定性,但都不能彻底弥补冷剂混合不均所带来的影响。因此,提量期间各个阶段都应制定切实可行的预案,并且做阶段性验证。     

LNG与NGL联产工艺优化及改进

为了降低LNG与NGL联产工艺能耗以及进一步提高乙烷回收率,采用Aspen HYSYS软件进行仿真模拟,其中凝液回收工艺采用冷干气回流工艺,制冷循环采用混合冷剂制冷工艺,在保持乙烷回收工艺各参数不变、保证乙烷回收率在95%以上的前提下,以压缩机总能耗与LNG产品质量流量的比值为目标函数,以换热器夹点温差为约束条件,使用遗传算法进行优化。并针对基础流程优化后换热器HX-2中对数平均温差大、冷热组合曲线温差波动范围大的问题提出了改进方案。然后通过火用分析方法定量对比优化改进前后主要设备的火用损失。研究结果表明:(1)对基础流程优化后单位能耗由0.55 kW·h/kg降低到0.41 kW·h/kg,换热器HX-1对数平均温差由10.6℃降低到5.6℃,换热器HX-2对数平均温差由7.6℃降低到6.7℃;(2)采用遗传算法优化后,改进流程单位能耗由基础流程的0.41 kW·h/kg降低到0.36 kW·h/kg,换热器HX-1对数平均温差无明显变化,换热器HX-2对数平均温差由6.7℃降低到4.9℃;(3)改进流程优化后与基础流程相比,火用损失减少43.92%。其中换热器HX-2火用损失减少最多,占总火用损失减少量的32.14%。     

深冷装置应用单级膨胀加辅助制冷工艺的技术分析

从装置关键工艺参数控制与调整、制冷系统优化运行措施方面对大庆油田采用单级膨胀+辅助冷剂制冷的6套深冷装置进行了技术分析,找出装置运行中出现的问题,给出各套装置的关键工艺参数的合理控制范围。     

低压油田气混合制冷轻烃回收工艺能耗分析

低压油田气由于压力低,因此一般采用冷剂制冷法对其进行轻烃回收。用HYSYS软件对混冷剂制冷工艺进行模拟分析,研究了轻烃回收率与能耗的关系,同时建立了经济回收丙烷和乙烷的数学模型,总结了确定合理的丙烷回收率的思路。所得的结论对实际生产有一定指导意义。     

轻烃回收不同制冷工艺的技术分析

结合天然气组成、压力、温度等条件,分析了冷剂制冷、膨胀制冷和复合制冷工艺的工作原理、特点及适用范围,探讨了不同制冷方法的影响因素和选择参考条件.以降低制冷温度、改善制冷效率、提高能量利用率为前提,分析了提高装置运行灵活性,保障安全稳定生产的技术手段.混合冷剂制冷以大气环境作为冷凝介质,可灵活调节产生较单一冷剂更低且为一定温度范围的低温冷量以适应不同组成天然气的冷凝分离要求,安全性好、适应面广、灵活性大、能耗低、轻烃收率高,在轻烃回收中的应用将不断扩展.     

宜宾大塔轻烃回收项目工艺设计及参数优化

宜宾大塔轻烃回收项目是对宜宾大塔浅层油气田气进行处理以回收天然气中的轻烃并联产液化天然气(LNG)的项目。根据油气田天然气组分和项目的特点,轻烃回收工艺采用DHX工艺,天然气液化采用单循环双节流混合冷剂制冷工艺。由于宜宾地区的外输气管网压力已定,需要对典型的DHX工艺进行调整优化。采用HYSYS模拟软件对轻烃回收及天然气液化过程进行模拟、计算和优化,对比不同操作温度下工艺装置运行结果,并从能耗、回收率、经济效益等方面进行比较以确定最优的工艺操作参数。     

用于天然气液体回收和液化天然气的制冷新工艺一一混合冷剂制冷循环

一、前言混合冷剂制冷是对单一纯组份制冷和阶式制冷而言.热力学分析表明,在天然气液体回收和液化天然气装置上使用混合冷剂制冷,改善了能量的利用,不仅效率高、简单、而且易于控制和实现整个工艺操作的最佳化. 自第一套混合冷剂制冷循环装置于六十年代末在利比亚建成以来,混合冷剂的工艺流程和设备制造有了很大的发展.美国气体及化学产品公司、西德林德公司和法国液态空分公司在液化天然气装置的方案设计上,都采用混合冷剂制冷流程.目前世界上已建成几十套采用混合冷剂制冷的循环装置,并已投入使用. 混合冷剂     

预冷混合冷剂液化天然气流程优化与对比

为了降低混合冷剂液化天然气流程的能耗,采用预冷措施。其中,常用的预冷方式有丙烷预冷和混合工质预冷。为获得两种预冷混合冷剂液化天然气流程的最优性能,对预冷混合冷剂液化流程建立比功耗为目标函数进行分析。同时,结合实例对丙烷预冷混合冷剂液化流程和双混合冷剂液化流程进行对比分析。结果表明:双混合冷剂液化流程较丙烷预冷液化流程的熵增小,冷凝液化效率高,且比功耗低,装置运行成本低。     

C3/MRC天然气液化工艺优化模拟

为降低天然气液化中丙烷预冷混合冷剂液化工艺(C3/MRC)的能耗,采用Aspen HYSYS软件建立了优化计算模型.结合KBO法和优化器中的Box算法,以系统最小能耗为目标函数,换热器最小换热温差3°C为约束条件,工艺参数和制冷剂配比为决策变量,对C3/MRC流程进行了优化模拟.结果显示,优化后单位质量天然气的液化能耗...     

小型橇装LNG装置液化工艺对比分析

小型橇装LNG装置具有工艺流程简单、安装搬迁方便、原料气适应性强等特点,对于偏远地区油气回收、海上油气回收、散井气回收以及沼气回收利用等具有重要作用。对目前运行的小型橇装LNG装置所采用的混合冷剂循环制冷(MRC)工艺、N2膨胀制冷工艺、丙烷预冷混合冷剂制冷工艺和高压引射制冷工艺等4种液化工艺,从能耗、核心设备选型、可操作性、可成橇性等方面进行对比分析。通过分析得出,MRC工艺比较适合5×104m3/d及以下规模的橇装天然气液化项目。该研究结果对小型橇装LNG装置液化工艺的选择有借鉴意义。