LNG船BOG再液化工艺影响因素分析

BOG是液化天然气(LNG)在运输过程中蒸发出的气体,采用HYSYS对LNG船氮气制冷BOG再液化工艺进行了模拟。以BOG再液化率及制冷系数为流程性能评价指标,分析了制冷剂流量、BOG压缩机出口压力PS1、BOG换热后N2温度TS12对其影响,得到优化的操作条件为:制冷剂流量为4.3kg.s-1,PS1为0.45MPa,TS12为-136℃,此时,BOG再液化率为82.44%,BOG再液化循环制冷系数εBOG为3.13,N2循环制冷系数εN2为1.36。在以上参数确定的情况下,借助拉格朗日-拟牛顿法,以功耗为目标函数,对N2制冷循环三级压缩机组进行优化,得到最小功耗为821.47kW。     

合成驰放气制取液化天然气工艺选择

合成氨厂排放的驰放气中含有CH4、H2和N2,利用低温冷冻技术,可以回收其中的CH4,并进一步回收H2和N2,对企业节能降耗、提高经济效益有着至关重要的作用。文中利用Unisim化工流程模拟计算软件,对两种不同的合成驰放气制取LNG工艺(混合制冷剂工艺和氮气循环膨胀制冷工艺)进行模拟,并对两种工艺路线从操作和投资回报方面进行了分析。结果表明:从能耗、操作以及投资回报比方面,采用混合制冷剂工艺制取LNG具有明显的优势;并且其结果对用户对工艺的选择具有一定指导意义。     

CO_2跨临界预冷循环氮膨胀FLNG液化及NGL回收流程设计与分析

针对LNG-FPSO装置区别于陆上LNG工厂的关键技术难点,以我国南海海域的某油田伴生气源为研究目标,对FLNG装置液化工艺方案开展优化和分析,提出了一套具有自主知识产权的CO2跨临界预冷循环氮膨胀FLNG液化及NGL回收工艺流程。对影响该工艺流程性能的关键参数进行优化,分析该工艺对于LNG-FPSO装置的适应性。结果表明:CO2跨临界预冷循环过程,当二氧化碳经两级压缩后压力取2.5MPa,再经膨胀机膨胀降压后压力在0.185MPa左右,氮膨胀循环压缩机出口压力取2.2MPa,双级氮膨胀后压力取0.14MPa,单列总功耗为2.851×103k W,液化率为98%,比功耗为0.3421 k W·h/m3。该工艺安全性高、流程简单、设备布置紧凑、便于模块化、经济性较好,NGL回收引入TDWC(顶部分离的间壁式精馏塔),将两塔合并为一塔,简化了设备,具有良好的海上适应性。     

低温分离法轻烃回收工艺对比与优化分析

轻烃回收是将天然气中C3及以上的组分以液态形式分离出来的过程。轻烃回收可以提高外输天然气的品质,降低天然气的烃露点,提高工业附加值,对提高天然气行业的经济效益和社会效益具有重要意义。在众多轻烃回收工艺中,低温分离法轻烃回收工艺以其工艺简单、普适性强、收率高的特点,应用最为广泛。本文主要针对DHX和混合制冷剂两种低温分离法轻烃回收工艺进行对比和优化分析,结果表明DHX工艺整体优于混合制冷剂工艺。对DHX工艺进一步分析可得,当塔底温度为-68℃时,比功耗值最低为0.58k Wh/kg,此时工艺流程达到经济最优化。     

利用液氮冷能的小型天然气液化流程

为了简化小型天然气液化流程中的制冷装置,增加产品的收益率,设计了一种利用液氮冷能且带精馏的天然气液化流程,在得到液化天然气(LNG)的同时得到液化石油气(LPG)。采用HYSYS软件对流程进行模拟,选取P-R方程计算天然气气液相平衡特性,以生产单位质量的LNG耗功最小为目标函数进行优化,得到了关键节点参数,主要分析了塔内工作状况和换热器管路的热负荷分布情况。结果表明:塔的操作压力对产品纯度影响很大,换热器过大的温差和负荷造成了主要的火用损失,LNG回收率大于90%。     

基于浮式LNG的空气膨胀式液化流程设计与优化

针对海上浮式LNG工艺技术对装置紧凑性、操作简便性、制冷剂安全性的要求,采用HYSYS软件对以CO2为预冷剂,空气为制冷剂的新型膨胀式液化流程进行模拟分析,同时在Peng-Robinson方程的基础上,综合考虑了气体制冷剂膨胀前压力、原料气温度、CO2节流后温度和LNG存储压力四个重要参数对液化工艺的影响并对其进行了优化改进。结果表明:与传统的丙烷预冷氮膨胀流程和双氮膨胀液化流程相比较,该方法受船体晃动的影响低,海上安全性高、稳定性好,液化率可达到91%,更适用于海况恶劣的环境。     

膨胀机液化流程中的冷剂配比及性能优化

小型天然气液化装置具有结构紧凑、投资少、操作简单等优点。采用化工软件HYSYS对氮气膨胀流程、丙烷预冷氮气膨胀流程和丙烷预冷N2-CH4膨胀流程进行模拟,以比功耗为目标函数,对液化流程的关键参数以及制冷剂组分进行优化,发现由于N2和CH4的比热容Cp、绝热指数k不同,使得N2与CH4之间存在最优配比。结果表明,优化后的丙烷预冷膨胀液化流程比功耗要比传统氮气膨胀液化流程要少22.7%。制冷剂在循环过程中均处于气相,受外部环境影响较小,因此优化后的N2-CH4膨胀流程在我国小型零散天然气市场具有良好的前景。     

LNG冷能用于轻烃分离流程热力学分析

为回收液化天然气(LNG)中C2+轻烃资源,利用LNG冷能,以现有专利中LNG轻烃回收工艺为基准,结合国内LNG轻烃回收研究成果,提出2种LNG轻烃回收改进流程,运用HYSYS对三种工艺进行了模拟及分析。结果表明:在各流程的进料和C2+轻烃产量相同的情况下,脱烃LNG组成中C2+轻烃含量由原料的10.5mol%均降低到1mol%;改进流程II功耗和再沸器热负荷均低于专利流程和改进流程I,但其效率高于专利流程和改进流程I;LNG加压后换热器HE/HE1和脱甲烷塔进料与出料换热器HE2的效率较低,而脱甲烷塔与换热器HE/HE1的损之和占各流程总损比例均高达60%以上。     

LNG尾气中提取氦气的流程分析

LNG产业的蓬勃发展为资源利用开发了新的途径。基于液化天然气尾气的特点,文中提出了一种与液化天然气产业联产氦气的新方法,设计了相应的工艺流程。通过对尾气进行增压脱酸、冷凝分离、加氧脱氢、内纯化除杂等多种处理,可对天然气尾气中的氦进行有效提取分离,最终达到纯氦的技术指标。该方法有望使国内不具备工业提取价值的氦资源重新得到利用,在国内建立一种新型的氦供应途径。     

带膨胀机液化流程优化及膨胀机关键运行参数研究分析

带膨胀机液化流程由于流程简单、安全性高等优点,在小型边际气田以及FPSO-LNG具有广阔的市场前景。对传统氮气膨胀液化流程进行创新与优化,以提高能量利用效率,是液化流程研究的关键点。采用HYSYS软件以比功耗作为目标函数,对不同带膨胀机液化流程中膨胀机的关键运行参数进行优化研究,给出不同膨胀机液化流程中膨胀机的关键运行参数对流程性能的影响。研究结果表明,在换热器压力承受范围内提高膨胀机的出口压力对于降低能耗具有显著作用,合理选取双循环膨胀流程中的制冷剂有益于节能。     

利用天然气管网压力能的小型液化流程设计

针对城市天然气高中压管网调压站的压力能回收利用,综合考虑LNG储运过程中广泛面临的BOG(Boiloff gas)问题,提出了一种结合混合工质循环、利用天然气压力能生产高品质LNG的小型液化流程。研究分析了预冷温度、动部件效率、低温换热器性能及液化天然气温度对流程天然气液化比的影响,优化的流程结果参数表明,当所得液化天然气储存在4bar,-160℃时,流入系统18.26%的天然气可被液化,其余部分外输中压管网;提出了在LNG买卖市场中根据LNG品质议价的建议,以从根本上减少LNG储运、装卸及使用过程的BOG排放量,进而减少经济损失与能源浪费。该流程可应用于城市燃气调峰,也可进行二次销售,具有较好实用性和经济性。     

利用LNG冷能水合物海水淡化–冷电联产系统

液化天然气冷能的再汽化温度区间跨度大,传统单一的冷能利用方式很难实现高效利用。而现阶段的多联产系统大多以串联方式进行耦合,会存在不同利用方式温度区间重叠的问题,无法使各个单元均处在最佳的温度区间。针对这一问题,本文提出了一种混联耦合的水合物海水淡化–冷电联产系统,对系统中5种参数进行了敏感性分析。最后分别以系统的效率和净现值为目标函数进行优化,其最高效率可达42.93%,最高净现值为593×106USD。并分析两种优化方案下的传热匹配和冷量分配情况,为提高未来LNG冷能利用的多联产系统能量效率和经济性,打下了良好的基础。     

基于现代算法的天然气液化混合冷剂配比优化

天然气液化混合制冷剂合理的配比可以使混合制冷剂的蒸发曲线更加接近于天然气的降温曲线,从而降低液化天然气的生产成本。初选混合制冷剂为甲烷、氮气、乙烯、丙烷、异戊烷。通过Hysys模拟液化单元制冷过程,以比功耗为目标函数,设计正交实验并得出模拟计算结果,采取Matlab对实验数据进行回归分析,利用Matlab最优化理论计算了最低比功耗下的制冷剂配比,其配比为甲烷22.1%、氮气11.5%、乙烯35.9%、丙烷15.8%、异戊烷14.7%。利用Design Expert验证了实验的合理性,并且研究混合冷剂各组分间交互作用的显著性,其中N_2和CH_4交互作用影响最显著。     

一种利用LNG冷能的空气分离装置新流程

本文介绍了一种利用LNG冷能的空分装置新流程,其特征在于采用了由LNG冷能冷却的氮气内循环和氮气外循环低温压缩节流制冷系统、LNG的余冷冷却的氟里昂为载冷剂的压缩空气冷却系统和两段式LNG与循环氮气的热交换器。对不同工况的计算结果显示,生产每公斤液氧的能耗比不用LNG法节电60％-73.5％,理论上的节能效果优于在查阅文献和专利的其它方案。     

LNG储罐内BOG再液化工艺研究

LNG储罐是各类LNG工厂和LNG站必不可少的重要设备,由于LNG温度远低于环境温度,尽管对储罐采取绝热措施,但蒸发仍是不可避免的,LNG蒸发使储罐内压力和温度升高,对储罐产生不利影响。为了减少LNG储罐内低温蒸发气(BOG)直接放空或燃烧造成的污染与浪费,在以往BOG再液化工艺基础上进行优化,设计出适用于LNG站储罐内BOG再液化工艺。该工艺利用LNG站对外供气过程中输出的LNG自身冷能,在压缩机、冷凝器等设备的作用下将LNG储罐内BOG再液化,并以60方LNG储罐为例,用Aspen Plus软件对工艺参数进行优化。研究结果表明:该工艺利用对外供气过程中输出的LNG自身冷能不仅可提高BOG的回收率,使BOG在LNG储罐中循环利用,同时可有效减少LNG冷能浪费;60方LNG储罐,输出LNG流量达到110kg/h即可满足BOG冷凝要求;具有设备少、投资小、能耗低、操作简单的优点,为各类LNG站储罐内BOG再液化处理均有应用价值。     

基于SVM法的混合制冷剂配比优化北大核心

在众多天然气液化工艺流程中,混合制冷剂天然气液化流程因其流程简单、效率高等特点得到广泛应用。混合制冷剂的制冷效率与其组成复杂程度相互约束,使制冷剂的合理配比成为限制MRC液化工艺发展的瓶颈。综合前人研究成果,初步选定其组分,通过正交实验获取实验样本,运用HYSYS流程进行模拟计算;以比功耗值作为目标函数,运用SVM法优化分析,最终得到最优混合制冷剂配比。通过对比验证,优化效果显著。该方法操作简单、高效、准确性好,具有较高的工程应用价值。     

基于SVM法的混合制冷剂配比优化

在众多天然气液化工艺流程中,混合制冷剂天然气液化流程因其流程简单、效率高等特点得到广泛应用。混合制冷剂的制冷效率与其组成复杂程度相互约束,使制冷剂的合理配比成为限制MRC液化工艺发展的瓶颈。综合前人研究成果,初步选定其组分,通过正交实验获取实验样本,运用HYSYS流程进行模拟计算;以比功耗值作为目标函数,运用SVM法优化分析,最终得到最优混合制冷剂配比。通过对比验证,优化效果显著。该方法操作简单、高效、准确性好,具有较高的工程应用价值。     

小型撬装式天然气液化流程模拟与分析

基于中国绝大多数天然气田储量不大,而且分布较分散,离天然气管道较远,因此小型撬装式天然气装置在中国具有广阔的应用前景。小型撬装式天然气装置要求设备少、结构紧凑、操作简单、可靠性高、适应性强、操作弹性大。这对于净化与液化流程提出了更高的要求。采用化工流程软件HYSYS,对单阶混合制冷剂流程,氮气膨胀流程和带丙烷预冷氮气膨胀流程三种工艺流程进行了模拟分析,并以单位能耗为指标对上述三种流程进行了优化。结果发现带丙烷预冷氮气膨胀流程换热平均温差较小,而且能耗较低、流程简单、启动快、操作与维护方便,是比较适合于小型撬装式液化天然气装置的流程。     

煤基和天然气基DME联产比较

本文针对煤基和天然气基DME分产及多联产系统进行研究.通过分析发现煤基DME分产能耗为55.5 GJ/t,天然气基DME分产能耗为48.4 GJ/t.煤基IGCC-DME联产方式相对节能率达到15.0%,高于天然气基CC-DME联产方式的10.2%.通过进一步的分析发现,不论是煤基还是天然气基,联产方式都同时遵循化学(火用)和物理(火用)的综合梯级利用原理.     

天然气净化厂重沸器能耗规律分析

天然气净化厂的吸收塔、再生塔及工艺管道内存在多相流且伴随着相平衡、反应平衡、气液传质及能量传递等多个相互影响的过程,这给相关分析带来很大的困难.为了更好地进行工艺参数调整、降低净化厂的能耗,必须掌握各个运行参数的影响规律.本文以天然气净化厂的主要耗能单元——胺液再生塔为研究对象,通过HYSYS计算,重点分析了再生塔操作...