超低温下甲烷爆炸极限分析及实验测试装置设计

国内大量学者对含氧煤层气液化流程中各阶段的爆炸危险性进行了分析评价,而评价过程中采用的超低温下甲烷的爆炸极限数据都是基于现有的经验公式计算得到的。通过低温下甲烷爆炸极限实验数据与该等经验公式的计算结果进行对比发现,该等经验公式在计算超低温下甲烷的爆炸极限时已不再适用,因此前人对煤层气液化流程爆炸危险性的评价结果不完全正确。针对现有低温下甲烷爆炸极限数据的局限性,构建了一套测试超低温工况下甲烷爆炸极限的实验装置,并对实验过程中爆炸容器的热应力进行了建模分析。研究结果表明:爆炸过程中,容器会产生很大的热应力,超过了材料的许用应力;在容器体积不变的情况下可通过增加长径比来减小热应力。     

含氧煤层气吸附脱水再生气的选择

对含氧煤层气进行深冷精馏回收甲烷,需要利用分子筛对其进行深度脱水。从安全性和经济性角度考虑,对不同甲烷摩尔分数的煤层气和不同液化精馏工艺流程设计,再生气的选择也有所不同。液化精馏过程中甲烷回收率大于98%,则可以选择精馏放空尾气作为再生气;对甲烷回收率较低的工艺,若煤层气中甲烷摩尔分数大于27.5%,可选择原料煤层气作为再生气,但应在常压下进行再生并严格控制再生加热过程。     

含氧煤层气甲烷提浓技术比较

含氧煤层气的主要成分是甲烷、氧气和氮气,为了回收利用煤层气中的甲烷,需要对煤层气进行脱氧和脱氮处理,以提高甲烷浓度.通过调研统计,甲烷提浓技术主要包括三种：含氧-低温精馏、脱氧-低温精馏和脱氧-吸附分离-液化技术.并从安全、造价和功耗三个方面对这三种提浓技术的工艺方案及特点进行分析和比较.研究结果表明：脱氧-低温精馏提浓技术的安全性高、造价较低,功耗居中.因此,含氧煤层气提浓甲烷推荐使用脱氧-低温精馏分离技术.     

低浓度煤层气实现深冷液化

低浓度煤层气深冷液化工业化试验装置日前在重庆能源集团建成投产，这一装置可日处理甲烷含量为29％-31％的低浓度煤层气（瓦斯）4800m^3，生产液化甲烷气（LNG）1．1t。据介绍，这一装置采用国际先进的MRC混合制冷工艺（深冷精馏法），在零下182℃的低温和0．3mp的低压下可把含氧煤层气的分离和液化同步进行，一次完成。煤层气经液化提纯后，体积要缩小625倍，甲烷浓度达到99％以上，完全达到工业和民用使用标准。     

甲醇浓度变化对甲醇废水精馏塔的影响

针对甲醇废水精馏进料中甲醇浓度变化对精馏操作过程的影响,采用PRO/II流程模拟计算软件对甲醇废水精馏过程进行模拟计算,考查了甲醇-水体系的相形为特点、塔顶和塔底的温度特性、塔内气液相负荷分布、回流比变化及对热负荷的影响,为生产操作提供理论指导依据。     

吸附余压预冷的煤层气混合制冷剂液化流程

煤层气(CBM)作为一种非常规的天然气,常常含有较多氮气,因此其液化方法也有所不同。文章提出了一种针对带压气源的新型吸附-液化一体化的煤层气混合制冷剂循环(MRC)液化流程。首先通过变压吸附实现氮/甲烷的分离,之后浓缩甲烷进入后续液化流程,而分离出的带余压氮气则直接膨胀对浓缩甲烷进行预冷。并根据浓缩甲烷预冷后不同的温度范围分别设计了3种MRC液化过程。通过HYSYS模拟优化得出了不同含氮摩尔分数及不同吸附余压下使MRC流程单位液化功最小的混合制冷剂配比,并比较了相应的一体化流程和不带预冷的普通MRC液化流程的系统单位产品液化功。结果表明,高含氮摩尔分数下,一体化流程能够大大地降低系统单位功耗。     

含氧煤层气制LNG产品中含氧量讨论

对含氧煤层气进行直接深冷液化可回收其中的甲烷生产LNG,减少污染排放.产品LNG中主要杂质为氧气,氧气含量对LNG产品的安全性有影响.通过对热量吸入和压力变化导致LNG部分气化的安全性进行分析,得出结论在LNG刚开始气化时气相中氧气浓度最高,并随着气化量增加而减小,LNG产品中氧含量应小于5％.     

氮气循环脱水工艺在煤层气制LNG中的应用

煤层气制LNG流程中,含氧煤层气在进入冷箱液化之前,必须进行深度脱水。详述了氮气循环脱水再生工艺流程:采用两台干燥塔,干燥塔装填复合床层吸附剂,利用吸附剂的选择吸附特性,脱除煤层气中的水分及剩余CO2,以满足LNG液化单元要求,利用氮气循环干燥脱水的方法实现干燥塔再生。相比传统的干燥塔再生方法,氮气循环再生法能显著降低氮气消耗量,降低整个工艺流程的能耗。在贵州山脚树矿煤层气提纯制LNG项目中,采用氮气循环再生脱水工艺,其氮气的消耗量只有传统工艺氮气消耗量的4.76%,效果良好。     

基于混合冷剂离心压缩机控制系统难点分析

混合冷剂压缩机是整个工艺流程的关键设备,压缩机能否正常达到工况直接决定产品的品质及运行的能耗。针对低浓度含氧煤层气深冷液化混合冷剂制冷单元能安全有效的提供冷源,本文着重介绍离心压缩机组工作原理、工艺流程、控制系统配置及组成,并对机组的定气量/气压、防喘振控制方案及控制难点进行详细阐述。     

含氧煤层气脱氧制LNG工艺研发

设计了一种利用氮-甲烷膨胀制冷低温精馏含氧煤层气制LNG的工艺,并对其进行了模拟分析。结果表明,该工艺可较彻底除去氮气、氧气等,获得较高浓度的LNG产品。同时分析了回流比、塔板数以及入塔温度对塔底产品含氧量和甲烷含量的影响,并且对该低温精馏工艺中的各设备进行了能耗分析。结果表明,在精馏塔进料温度为-163℃、压力为0.2 MPa时,最佳工艺操作条件为回流比1.5,塔板数24,在此条件下,甲烷回收率可达99.64%,塔底甲烷产品纯度高达99.98%,氧气体积分数仅为0.016%,系统单位能耗0.573 kWh/m3。     

氢含量对含氢甲烷氮膨胀液化流程的影响

在以焦炉煤气或者煤制甲烷等含氢甲烷为原料生产液化天然气时,氢气含量会对液化流程产生较大影响。以氮气膨胀液化流程为考察对象,模拟了各种含氢量的含氢甲烷的液化流程。以单位功耗为第一优化目标优化流程,发现在回收率一定时,单位功耗随着含氢量的增加而增加;当含氢量一定时,随着回收率的提升,单位功耗显著增加。研究结果表明,仅采用液化而不采用精馏分离,可以从含氢天然气生产出高质量的LNG产品,流程的单位能耗和产品纯度均在可接受的范围。     

小型N_2-CH_4膨胀机天然气液化流程影响因素分析

利用HYSYS对小型N2-CH4膨胀机天然气液化流程进行模拟,分析关键参数对流程性能(比功耗、液化率)的影响。结果显示:降低制冷剂高压压力、LNG储存压力、制冷剂中甲烷含量和提高制冷剂低压压力、天然气入口压力,有利于减少比功耗;提高制冷剂高压压力、LNG储存压力、制冷剂中甲烷含量和降低制冷剂低压压力、天然气入口压力,有利于提高天然气液化率。     

液化工艺及其控制方案的分析

以高含氮天然气液化为例,设计了两种深冷脱氮的天然气液化工艺路线及其控制方案。通过对这两种工艺路线中控制方案的分析和对比,得出了较优的控制系统。利用过程系统软件HYSYS模拟了较优的控制系统所对应的工艺过程,给出了主要的控制点数据和最终产品特性,工艺方案及产品规格均能满足要求。此文旨在为设计含不凝气天然气液化的工作者提供一些有价值的参考。     

Techno-economic evaluation of gas separation processes for long-term operation of CO<Subscript>2</Subscript> injected enhanced coalbed methane (ECBM)

Energy source diversification through development of coalbed methane (CBM) resources is one of the key strategies to make a country less dependent on simple energy resources (e.g., crude oil, natural gas, nuclear energy etc.). Especially, enhanced coalbed methane (ECBM) technology can be expected to secure the resources as well as environmental benefits. However, the raw CBM gas obtained from CO₂ ECBM contains a considerable amount of CO₂, and the CO₂ content increases depending on the operation time of the facility. Considering the changes of the CBM composition, we developed process simulations of the CBM separation & purification processes based on the amine absorption to meet the design specifications (CH₄ purity of product stream: 99%, CH₄ recovery rate: 99%) with different CBM feed gas conditions. Using the developed simulation model, we performed an economic evaluation using unit methane production cost (MPC) considering coal-swelling types and facility operation time, and established an operation strategy under different natural gas market scenarios.     

撬装型混合制冷剂液化天然气流程的热力学分析

从热力学的角度出发,详细分析了撬装型混合制冷剂液化流程SP-MRC的关键参数对流程性能（包括比功耗、液化率、比制冷剂流量和比冷却水负荷）的影响。这些关键参数包括：分离器S1和S2的温度;高压制冷剂和低压制冷剂的压力;天然气的入口压力和LNG的储存压力;天然气的组分;混合制冷剂的组分。     

Hybrid Membrane-Cryogenic Distillation Air Separation Process for Oxygen Production

A hybrid air separation process for oxygen production uses a membrane gas permeator with bypass to increase the oxygen concentration of the feed to 23.5% before the cryogenic distillation plant. A 23.5% limit on oxygen is required to avoid use of more expensive construction materials. By pre-concentrating the oxygen, the feed flowrate to the compressor, heat exchangers and the distillation column can be reduced by 11%, which reduces power requirements and sizes of the downstream equipment. Achieving this concentration with very low energy requirements is surprisingly difficult with commercially available membranes. New membrane materials with higher fluxes and selectivities could make the process more economical.     

基于MVR热泵精馏的粗甘油脱水提纯工艺模拟研究

利用Aspen Plus流程模拟软件,选用NRTL-RK物性模型和精馏模型格及压缩机模块对粗甘油脱水过程进行了模拟计算,分别计算了塔顶汽相出料直接压缩热泵精馏、塔底产物闪蒸压缩热泵精馏以及常规精馏,结果表明:对于粗甘油脱水提出过程来说,在相同的原料处理量、产品质量、操作压力及回流比、产品纯度(≥99%)时,两种热泵精馏工艺均比常规精馏工艺的能耗有所降低,分别节能56.5%和54.5%,总能耗(标油/吨产品)比常规精馏工艺分别节能58.75%和56.67%,具有十分显著的节能效果。