两种乙烷回收新流程的热力学对比分析

现今国内油气田大力倡导发展天然气乙烷回收工程建设以提升油气田经济效益。基于此背景下改进设计出两种高效乙烷回收新流程:(1)带丙烷制冷的RSV流程(RPC);(2)带吸收塔和自冷循环的分流预热乙烷回收流程(SPAS)。经模拟及热力学分析,两种流程主要差别有:(1)相比于RPC流程,SPAS流程取消了干气回流,外输压缩机功耗更低;(2)SPAS采用内部自冷循环制冷,原料气预冷换热冷箱中物流温位匹配更合理,热集成度更优;(3)SPAS两级自冷循环压比较RPC流程丙烷制冷系统两级压比更均匀,SPAS流程的制冷循环压缩机负荷较RPC流程更低。综合看来,创新设计的SPAS流程相较于改进的RPC流程热力学性能更佳。     

SRC乙烷回收工艺改进及综合对比分析

基于SRC乙烷回收工艺提出了节能的富气乙烷回收改进工艺流程,选择了国内6种富原料气作为基础数据,采用经济和热力学分析方法综合对比分析了RSV及SRC改进流程SRCR。在富气条件下,对比分析结果表明:①冷箱内部板翅式换热器几何结构极大地影响其投资成本,在不同气质工况下,同一冷箱内部板翅式换热器结构基本相同,略有差异;②与应用广泛的RSV流程比较,SRCR改进流程年操作成本平均降低4.38百万美元,节能潜力明显;③SRCR乙烷回收工程运行工况下的FNPV均大于零,能满足基准收益率要求的盈利水平,项目投资净利润较大;④在不同富气条件下,SRCR流程均表现出很好的适应性,且气质不同,节能效果有所不同。      

富气乙烷回收工艺改进及能耗分析

目的针对国内处理原料气在气质较富时乙烷回收装置单一、产物回收率低的问题,在原有工艺冷干气回流流程(cold residue reflux process, CRR)的基础上提出两种高效乙烷回收流程,即带闪蒸的冷干气回流流程(cold residue reflux process with flash evaporator, CRR-FE)和部分原料气过冷分离的冷干气回流流程(cold residue reflux process with feed subcooled, CRR-PS)。 方法在保证乙烷回收率高于95%的条件下,利用HYSYS软件模拟改进工艺流程,设置了3组逐渐变富的气质对CRR及改进流程进行了综合能耗和火用分析对比。 结果改进后的流程有很好的节能效果,其中CRR-PS流程节能效果明显,在GPM值为4.3时,CRR-PS流程综合能耗节约了9.4%。3种流程火用损最大为主体设备压缩机中的外输压缩机,其次是塔设备中脱甲烷塔和丙烷制冷,最后是换热器、空冷器及水冷器;改进后的流程性能很好,整体火用效率在80%以上,总火用效率排序为CRR-PS＞CRR-FE＞CRR;当GPM值为4.3时,CRR-PS火用损为28 471 kW,相比于CRR降低了3.9%,表明CRR-PS火用损失较少,有很好的节能潜力。 结论CRR-PS流程对富气适应性更强,节能效果更好。      

船舶油舱油气冷凝回收系统流程模拟与能耗优化

目的 解决船舶油舱内的油气回收处理问题,节约能源,降低环境污染。方法 使用HYSYS模拟多级冷凝油气回收的流程,并进行试验验证,依据试验后的数据分析,增加了余冷回收流程以改进冷凝回收系统,并通过火用分析方法对比分析改进前后系统的火用损失及火用效率。结果 模拟及试验均能成功完成多级冷凝的油气回收,并且增加了余冷回收流程的系统总能耗,相比试验时总能耗可节约301.5×10⁴ kJ/h,占改进前试验总能耗的13.71%,整个系统火用损失减少了45 432 kJ/h,火用效率提升了2.79%。结论 多级冷凝回收系统处理后的尾气完全满足国家排放标准及油气回收要求,减少了尾气直接排放的冷量损失及冷凝回收系统的能耗。     

富气乙烷回收工艺改进及综合对比分析

乙烯生产能力是衡量一个国家石化工业发展水平的重要指标,其中乙烷作为乙烯制备的重要原料显得尤为重要。针对国内外应用广泛的RSV(Recycle Split Vapor Process)乙烷回收工艺在富原料天然气中回收乙烷时系统能耗高的问题,提出了2种RSV主体工艺改进流程——RSVG(Recycle Split Vapor with Gas Extraction Process)和RSVF(Recycle Split Vapor with Liquid Flashing Process),并在5种富气工况条件下,采用经济学和热力学分析方法进行了综合对比分析。研究结果表明：(1) 2种改进的工艺流程均表现出一定的节能效果,其中改进的RSVF工艺节能效果明显;(2)冷箱内部板翅式换热器翅片等几何结构对投资成本影响大;(3)压缩机和膨胀机为投资最大的设备,约占总投资设备购买成本的70%。改进的工艺流程在运行工况下的财务净现值（Financial Net Present Value,FNPV）均大于零,项目投资回报率较大,回报时间更短,能满足基准收益率要求的盈利水平;(4) 5种富气工况条件下改...     

天然气乙烷回收工艺SRC流程特性分析

为了提高天然气中乙烷产品的回收率,对一种用于天然气乙烷回收的SRC新工艺进行研究,并对该工艺的流程特性进行分析,考察了原料气气质组成、脱乙烷塔操作压力、脱甲烷塔气相侧线抽出量、抽出位置以及侧线压缩机出口压力对乙烷回收率的影响。研究表明,乙烷回收率随脱甲烷塔压力的降低而增大,而随气相在脱甲烷塔中抽出量和侧线压缩机出口压力的增大先增大后减小,并随着抽出位置的下移而减小。此外,该流程对原料气不同气质具有很好的适应性,乙烷收率能达98%以上。     

加氢裂化装置高压换热流程火用损分析与改进

 以国内某加氢裂化装置为研究对象,在运用流程模拟软件PRO/II对加氢高压换热流程进行模拟计算的基础上,对其进行火用分析,借助能级-热量（ε-Q）图,找出换热过程瓶颈。分析结果表明,原有的换热流程循环氢与原料油的热量分配比例不合理,循环氢载热量达31.49 MW,占反应物总需热的61.3%,导致循环氢加热炉的出口温度高达442 ℃,与仅306℃的原料油混合造成混合火用损达1.304 MW。优化方案中通过调整高压换热网络物流换热次序,循环氢与原料油换热量分配的比例分别由原来的53.2%和46.8%调整至40.0%和60.0%,优化后的流程提高能量回收率,减少了加热炉负荷,传热火用损减少了0.061 MW,混合火用损则减少了1.229 MW。     

高压天然气乙烷回收高效流程

在对高压凝析气田气回收乙烷及以上组分时,可利用的现有乙烷回收流程存在系统冷量过多、脱甲烷塔气液分离效果差和系统能耗高等问题。在部分干气循环工艺(RSV)的基础上,提出一种高压天然气的乙烷回收高效流程(HPARV)。该流程在RSV工艺的基础上增加了1台高压吸收塔,吸收塔与脱甲烷塔的操作压力相互独立,既保证了较高的乙烷回收率,又降低了外输干气的再压缩功率。HPARV工艺有效解决了传统RSV乙烷回收流程系统能耗高、对高压原料气适应性不强和脱甲烷塔气液分离效率差等问题。研究实例表明,当原料气压力大于7.0MPa时,HPARV工艺对原料气气质组分变化及原料气压力变化均具有较好的适应性,乙烷回收率高达93%以上。与相同乙烷回收率下的RSV工艺相比,HPARV工艺能大幅度降低乙烷回收装置的综合能耗。     

直接换热凝液回收工艺高级火用分析

常规火用分析仅仅能对设备的火用损及火用效率进行定量分析,而不能揭示设备的火用损改进潜力.为了分析凝液回收过程中设备的用能情况,对直接换热流程进行了高级火用分析.利用高级火用分析方法评价各设备的火用损形式,以反映出各设备之间的相互作用,识别火用损的改进潜力.结果表明,大部分设备的可避免内源火用损占总火用损的比例较高,表明...     

富乙烷LNG轻烃回收流程中的冷能利用研究

通过建立LNG接收站使用进口LNG,可以有效缓解地区能源供需矛盾,优化一次能源消费结构,推动区域经济可持续发展,改善生态环境。选用适当工艺利用LNG自身冷量回收富乙烷LNG原料中的轻烃,可以降低装置设备的投资和能耗,减少LNG气化过程对周围环境的影响,同时回收LPG也可为LNG接收站带来可观的经济效益。     

基于序贯模块法的天然气乙烷回收工艺参数优化

随着乙烷产品价值的进一步提升,国内各大油田正大力开展天然气乙烷回收,以提高油田的综合收益。以克拉美丽气田天然气乙烷回收工艺为例,基于序贯模块法建立了天然气乙烷回收系统模型;求解得到该系统的模拟顺序后,采用HYSYS软件建立了计算模型,分析了乙烷回收工艺中各关键参数的影响,并基于?分析方法对该乙烷回收系统进行了评价;最后,以乙烷产品最小比功耗为目标函数,采用序列二次规划(SQP)优化方法对乙烷回收工艺参数进行了优化。结果表明:采用序贯模块法模拟天然气乙烷回收系统具有较好的适用性;经参数优化后,乙烷收率由92.62%提高到97.01%,乙烷产品比功耗降低了约5.4%。     

低压富气乙烷回收工艺改进

目的国内油田伴生气乙烷回收均采用液相过冷工艺(LSP),解决该工艺在乙烷回收运行工况中存在的能耗较高、回收率较低的问题。 方法基于LSP工艺流程和气相过冷、气液相混合过冷的原理,提出气液两相过冷改进工艺(GLSP)、原料气分流过冷工艺(FGSP),并进行工艺流程对比分析,重点研究改进工艺的特性和对原料气中CO₂的适应性。 结果①GLSP工艺适用于外输气压力低的油田伴生气乙烷回收,具有乙烷回收率高、CO₂适应性强(CO₂摩尔分数为0.5%~2.5%)等特点;②GLSP工艺流程最优增压压力范围为4.0~4.5 MPa,乙烷回收率不宜超过95%;③在原料气中CO₂含量相同的条件下,随着气质变富,脱甲烷塔控制CO₂冻堵的能力不断增强;④在同一气质条件下,装置总能耗随着原料气中CO₂含量的增加而增大。 结论提出的改进工艺提高了乙烷回收率,确定了最优增压范围,并提高了对原料气中CO₂的适应性,为实际低压富气乙烷回收装置设计提供参考。      

基于RSV工艺装置提高乙烷收率的工艺技术北大核心CSCD

目的为研究大型天然气深冷工艺装置因膨胀机未投运、关键工艺参数未及时优化调整造成脱甲烷塔操作难度大等导致装置乙烷收率降低等问题,现采用适时投运膨胀机、优化液烃回收装置关键工艺参数等措施开展提高乙烷收率的工艺技术研究。方法基于Aspen HYSYS软件建立装置工艺计算模型,对比分析低温分离器温度、回流贫气和过冷原料气流量及温度等关键设计运行参数对提高乙烷收率的影响,考查上述关键工艺参数对装置乙烷收率的效果。结果经现场验证得出结论,低温分离器温度优化为-68.8~-68.0℃,回流贫气流量和温度分别调整为(7.38~7.60)×10^(4) m^(3)/h、-101.45~-100.05℃,过冷原料气流量和温度分别调整为(7.45~7.63)×10^(4) m^(3)/h、-101.48~-100.45℃,装置实现液烃产品年增产17.56×10^(4) t。结论该项目的应用可实现装置乙烷平均收率由30%提高至90%以上,每年可以获得较高的经济效益,具有较大的推广价值。     

中贵线乙烷回收工程模拟计算研究

在国内大型凝析气田中,发现原料气中含有丰富的乙烷,为加强乙烷资源的有效利用,实现天然气产业效益最大化,开展了中贵线乙烷回收工程可行性研究。该项目采用ASPEN HYSYS模拟软件,对膨胀机制冷+尾气再循环脱甲烷塔双回流工艺进行研究,并对该工艺的流程特性进行分析考察了膨胀后压力、低温分离器温度、膨胀气流比例、原料气组成中CO_2与C_2H_6含量及原料气压力等因素的变化,以及对装置性能包括收率、动力消耗、天然气消耗以及年收益的影响。     

注汽锅炉系统用能分析及改进建议

根据注汽锅炉特点，建立了系统及设备能量平衡分析及Yong分析模型，给出了评价准则及计算公式；根据测试数据对一在用的注汽锅炉系统进行了分析计算，给出了主要计算结果，并根据计算结果提出了一些改进建议。本文完善了注汽锅炉的热力学分析方法，为全面分析注汽锅炉的用能特性提供了依据。