

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進行舉報或認領(lǐng)
文檔簡介
1、海洋天然氣豐富的儲量以及在新發(fā)現(xiàn)資源中絕對主導的地位,表明全球天然氣資源開發(fā)從陸地走向海洋已成為一種必然趨勢。浮式液化天然氣(FLNG)技術(shù)集液化天然氣生產(chǎn)儲卸于一體,具有投資低、建設(shè)工期短、可重復利用等優(yōu)點,是海洋天然氣開發(fā)領(lǐng)域最前沿的技術(shù),也是未來最具應(yīng)用潛力的海洋工程技術(shù)。然而,當前的FLNG生產(chǎn)面臨著空間受限的突出問題,同時還備受能效、安全等問題的困擾。為解決這幾大問題,本文針對核心的天然氣液化工藝進行了研究。
為減小
2、占地面積,本文以天然氣脫CO2環(huán)節(jié)為突破口,開展CO2霜點研究,在此基礎(chǔ)上引入帶壓液化技術(shù)設(shè)計了多系列的天然氣帶壓液化流程,省去了占地面積很大的CO2預處理裝置。除了流程結(jié)構(gòu)上的創(chuàng)新設(shè)計,本文在制冷劑的選擇上也進行了創(chuàng)新設(shè)計,避免使用危險性較高的C3H8制冷劑以提高流程安全性。此外,為提高能效,本文以能耗為目標函數(shù),對各流程進行了模擬優(yōu)化研究,并圍繞占地、能效、安全等方面,對各流程進行了熱力學分析比較。本文的具體研究內(nèi)容如下:
3、 為給新型流程設(shè)計提供依據(jù),本文首先開展了CO2霜點的實驗研究。采用氣固相平衡實驗裝置,在153.15-193.15 K溫區(qū),200-3100 kPa壓區(qū)內(nèi),測試得到了不同配比的CH4-CO2二元系、CH4-CO2-C2H6和CH4-CO2-N2三元系中CO2的霜點數(shù)據(jù)。分析結(jié)果表明溫度在高溫區(qū)對霜點CO2含量影響較明顯,壓力在低壓區(qū)對霜點CO2含量影響較明顯;少量C2H6或 N2的加入對CO2的霜點無明顯影響,但最高霜點壓力隨著C2H
4、6含量的增加而降低,隨著N2含量的增加而升高。
作為實驗研究的重要延展,本文緊接著對CO2霜點進行了理論計算研究。根據(jù)氣固相平衡的原理,分別采用理想氣體法、PR狀態(tài)方程法和Hysys模擬法對CH4-CO2二元系、CH4-CO2-C2H6和CH4-CO2-N2三元系中CO2的霜點進行了計算,并將計算結(jié)果與實驗結(jié)果進行了比較。結(jié)果表明理想氣體法精度較低,其平均相對偏差為0.89%,PR狀態(tài)方程法和Hysys模擬法精度較高,其平均相
5、對偏差分別為0.46%和0.49%。
在 CO2霜點的研究基礎(chǔ)上,本文按照級聯(lián)式、膨脹式和混合制冷劑三種制冷方式,分別進行了新型帶壓液化流程的設(shè)計和優(yōu)化研究。針對級聯(lián)式液化流程,采用帶壓液化技術(shù),將常規(guī)三級級聯(lián)式液化流程的制冷循環(huán)去掉一級,簡化成兩級級聯(lián)式液化流程。首先,為CO2含量低于0.5%的天然氣,設(shè)計了CH4-C2H6、CH4-C2H4和C2H4-C3H8級聯(lián)式天然氣帶壓液化流程。然后,根據(jù)CO2的霜點特性,為CO2含
6、量在0.5%至30%之間的天然氣,設(shè)計了結(jié)合凝華脫除CO2的CH4-C2H6、CH4-C2H4和C2H4-C3H8級聯(lián)式天然氣帶壓液化流程。以LNG產(chǎn)品比功耗為目標函數(shù),采用序貫尋優(yōu)法對常規(guī)三級級聯(lián)式液化流程和本文所設(shè)計的6種級聯(lián)式流程進行了 Hysys模擬和優(yōu)化,并對各流程進行了熱力學分析比較。結(jié)果表明本文所設(shè)計的級聯(lián)式流程比常規(guī)三級級聯(lián)式流程的換熱面積小13-66%,設(shè)備數(shù)量少25-35%,省去了CO2預處理裝置。
針對膨
7、脹式液化流程,引入帶壓液化技術(shù),設(shè)計了膨脹式天然氣帶壓液化流程。為拓寬其CO2適用范圍,又設(shè)計了結(jié)合凝華脫除CO2的膨脹式天然氣帶壓液化流程。在此基礎(chǔ)上,為降低能耗,又設(shè)計了結(jié)合凝華脫除CO2的預冷膨脹式天然氣帶壓液化流程。選擇 N2、50%N2+50%CH4和CH4三種工質(zhì)作為膨脹制冷劑,C3H8、R407C和CO2三種工質(zhì)作為預冷制冷劑。以LNG產(chǎn)品的比功耗為目標函數(shù),采用序貫尋優(yōu)法,對FLNG裝置上應(yīng)用的AP-N流程和本文設(shè)計的9
8、種膨脹式流程進行了 Hysys模擬和優(yōu)化,并將各流程的性能進行了分析比較。結(jié)果表明,整體上本文所設(shè)計的膨脹式液化流程比AP-N流程占地面積更小,能耗更低,設(shè)備數(shù)最多可減少65%,能耗最多可降低39%。CH4作為膨脹制冷劑比N2更節(jié)能,CO2是替代C3H8預冷劑的最佳選擇。此外,研究了原料氣中CO2含量的變化對液化流程的影響,結(jié)果表明液化流程的比功耗隨著CO2含量的增加而增加。
針對混合制冷劑式液化流程,基于帶壓液化技術(shù),分別設(shè)
9、計了SMR天然氣帶壓液化流程、結(jié)合凝華脫除CO2的SMR天然氣帶壓液化流程、結(jié)合凝華脫除CO2的預冷MR天然氣帶壓液化流程??紤]到安全性,在主制冷循環(huán)中,嘗試了使用不含C3H8組分的混合制冷劑替代含C3H8組分的混合制冷劑;在預冷循環(huán)中,嘗試了使用不含C3H8組分的混合制冷劑替代常規(guī)的純C3H8制冷劑。以LNG產(chǎn)品的比功耗作為目標函數(shù),采用序貫尋優(yōu)法,對FLNG裝置上應(yīng)用的PRICO流程和本文設(shè)計的6種混合制冷劑式流程進行了 Hysys
10、模擬和優(yōu)化,并將各流程的性能進行了比較分析。結(jié)果表明,整體上本文所設(shè)計的流程比PRICO流程的比功耗低22-46%,應(yīng)用于FLNG生產(chǎn)將具備能效高的突出優(yōu)點。此外,不使用C3H8制冷劑可以獲得和使用C3H8制冷劑相當?shù)哪苄Ш驼嫉孛娣e,且不使用C3H8制冷劑安全性更高,因此,F(xiàn)LNG生產(chǎn)中可考慮不使用C3H8制冷劑組分。
綜上研究,天然氣帶壓液化(PLNG)流程可以有效地提升液化流程對CO2的容忍度,省去占地面積巨大的CO2預處
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 眾賞文庫僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 跨臨界CO2循環(huán)預冷天然氣液化流程數(shù)值模擬.pdf
- 含CO2雜質(zhì)天然氣擴散火焰燃燒機理研究.pdf
- 天然氣液化廠流程概述
- 天然氣液化流程工藝優(yōu)化研究
- 2.2天然氣脫硫工藝hysys模擬-天然氣與石油
- 液化天然氣與壓縮天然氣
- 煤氣物天然氣中CO2化學脫除試驗研究.pdf
- 催化活化MDEA溶液對天然氣中CO2吸收的研究.pdf
- 天然氣電廠基于MEA的煙氣CO2捕獲系統(tǒng)工藝研究.pdf
- 摻混CO2對天然氣高壓燃燒規(guī)律影響的研究.pdf
- 小型天然氣液化流程的過程模擬及分析研究.pdf
- 庭院管道水力計算6.15天然氣.xls
- dn160天然氣懸吊保護方案
- 2022年天然氣安全知識競賽考題
- 庭院管道水力計算6.15天然氣.xls
- 庭院管道水力計算6.15天然氣.xls
- lng 液化天然氣
- 庭院管道水力計算6.15天然氣.xls
- 庭院管道水力計算6.15天然氣.xls
- 庭院管道水力計算6.15天然氣.xls
評論
0/150
提交評論