液化天然气冷能在丁基橡胶装置上的利用

针对液化天然气(LNG)冷能利用问题,在对丁基橡胶装置传统的制冷流程分析的基础上,提出LNG、乙烯和丙烯联合制冷方案(方案一)、LNG和丙烯联合制冷方案(方案二)。对于50 kt/a普通丁基橡胶装置,与方案一相比,方案二具有LNG气化压力低、制冷设备设计压力低、冷剂损耗小、装置占地面积小等优势;与传统的制冷流程相比,方案二具有制冷流程简单、制冷工艺设备数量少、工艺装置及公用工程投资少、装置占地少、公用工程消耗低等优势;LNG冷能利用的可行性研究表明,LNG制冷路线生产丁基橡胶可节能约20%,生产成本可降低约10%,在LNG供应充分的地区建设利用LNG冷能的丁基橡胶装置是可行的。     

丙烷制冷的理论分析及在轻烃回收中的应用

结合多年的设计经验，分析比较了丙烷等制冷工质的热力学特性，肯定了丙烷是一种理想的制冷工质，并分析发当丙烷中存在乙烷、丁烷等组份时作为混合制冷工质的热力学特性。指出常规丙制冷工艺流程中存在的不足，提出了改进后并已投入运行的丙烷制冷工艺流程，给出了提高丙烷制冷系统能力和降低压缩机功能消耗的措施，并对压缩机等主要制设备的设计、选型提出了建议。     

乙烯装置三元制冷系统影响因素及优化研究

制冷系统的良好运行是保证乙烯装置乙烯回收率的关键因素。当乙烯装置负荷较高时，三元制冷系统容易存在冷剂分配不合理、系统操作稳定性差的问题，进而导致脱甲烷塔塔顶温度高、乙烯损失严重等问题。采用过程模拟软件建立三元制冷系统模型，利用稳态模拟和动态模拟分析了裂解气量及其组成变化对三元制冷系统运行的影响，找到了影响该系统稳定运行的关键参数，提出了冷箱及脱甲烷塔针对多种工况的调整方法、三元制冷压缩机三段出口温改方案及脱甲烷塔塔顶跨线调整策略等优化建议，对乙烯装置三元制冷系统的优化操作具有一定的理论指导意义。     

丙烯制冷系统换热器泄漏对乙烯装置的影响及对策

对乙烯装置丙烯制冷系统换热器泄漏引起的乙烯精馏塔压力波动、丙烯制冷压缩机段间罐液位波动、碳二加氢出口冷却器温度异常等情况进行了分析,并采取相应的对策。结果表明:裂解气压缩机四段出口冷却器泄漏,导致含有水的裂解气进入丙烯制冷系统,引起制冷压缩机系统冻堵和冷剂组成变化;采取优化甲醇注入方案、置换丙烯冷剂、新增泄漏换热器水收集系统等措施后,有效降低了游离水进入系统引起冻堵的风险,保证装置安全平稳运行。     

LNG制冷HYSYS计算模型研究

LNG是当今世界增长最快的燃料,目前LNG占全球天然气市场的5.6%及天然气出口总量的25.7%。为提高LNG储量,各国均建造LNG装置,并将此能源作为一种低排放的清洁燃料加以推广。由于国外资料没有提供关于LNG制冷的HYSYS计算模型,通过考察法国燃气公司设计的上海浦东调峰型LNG装置的运行参数,提出了混合冷剂制冷HYSYS计算模型方法。该方法原理是:两种或两种以上的混合物组成的冷剂,在一定的蒸发压力下和很宽的范围内完成蒸发,获得所要求的不同制冷温位,降低换热系统的传热温差,提高制冷系统效率。运用该方法通过HYSYS模拟研究发现:模拟的数据与现场运行数据较好吻合。模拟计算不仅为天然气的液化设计提供参考,还可对国内已建或拟建的LNG装置设计、参数优化及生产起技术支撑和指导作用。     

基于HYSYS的C_3/MRC天然气液化流程影响因素分析

丙烷预冷混合制冷剂液化流程投资省、流程简单、机组少,在基本负荷型液化装置中占主导地位。运用HYSYS软件对其进行模拟,分析出天然气压力、高低压混合制冷剂压力、混合制冷剂组成这4个流程参数对混合制冷剂的制冷能力和压缩机、水冷却器功耗的影响。模拟结果表明,提高天然气压力和减少混合制冷剂中甲烷含量,不仅能增强混合制冷剂的制冷能力,还可减少压缩机和水冷却器的功耗;提高低压制冷剂压力和降低高压制冷剂压力,虽然可降低压缩机和水冷却器的功耗,但会减弱混合制冷剂的制冷能力。提出了以增加混合制冷剂流量或减少混合制冷剂中甲烷含量的方式来弥补制冷能力降低的情况。     

迪那2气田天然气处理工艺优化研究

丙烷预冷混合制冷剂液化流程投资省、流程简单、机组少,在基本负荷型液化装置中占主导地位。运用HYSYS软件对其进行模拟,分析出天然气压力、高低压混合制冷剂压力、混合制冷剂组成这4个流程参数对混合制冷剂的制冷能力和压缩机、水冷却器功耗的影响。模拟结果表明,提高天然气压力和减少混合制冷剂中甲烷含量,不仅能增强混合制冷剂的制冷能力,还可减少压缩机和水冷却器的功耗;提高低压制冷剂压力和降低高压制冷剂压力,虽然可降低压缩机和水冷却器的功耗,但会减弱混合制冷剂的制冷能力。提出了以增加混合制冷剂流量或减少混合制冷剂中甲烷含量的方式来弥补制冷能力降低的情况。     

丁基橡胶装置聚合单元物料冷却工艺的改进模拟研究

基于俄罗斯3万t/a溶液法丁基橡胶(IIR)聚合工艺,以液化天然气(LNG)释放冷能冷却乙烯来替代原有的制冷负荷,采用Aspen plus 11.1软件对提供冷量的流程进行了改进模拟。结果表明,以LNG作冷剂,可满足冷却物料和去除反应热的制冷所需负荷3 436 kW;改进后的冷却方式压缩功耗为1 545.7 kW,与原流程相比节省了2 346.3 kW,效率提高60.3%。     

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。     

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     

液化天然气工厂重烃脱除工艺方案比选

分析了液化天然气工厂重烃脱除的现状及存在的问题,对比了多种重烃脱除方案的优劣性。以华油天然气股份有限公司处理规模为100×104 m3/d(20℃,101.325kPa)的广元LNG工厂现有装置为例,在脱水单元后新增1套脱重烃装置可取得良好的重烃脱除效果,减少重烃闪蒸气量,提高天然气液化率,降低LNG产品的比功耗,促进装置长周期满负荷稳定运行。     

甲醇制低碳烯烃反应气体分离的吸收剂分析

针对甲醇制取低碳烯烃工艺反应气体特点,用过程模拟分析采用油吸收的中冷分离方法回收反应气体中的乙烯。对三种吸收剂（丙烷、混合C4,C5^＋）的吸收效果、吸收剂用量、吸收剂带出量进行了对比。结果表明：MTO反应气中乙烯和丙烯含量高,氢和甲烷含量大大低于轻烃或石脑油裂解气,而乙烯/氢气值大大高于轻烃或石脑油裂解气,使得采用中冷分离成为可能;在中冷操作条件下,采用适当的吸收剂可以回收脱甲烷塔顶气中的乙烯,提高乙烯回收率;经过对丙烷、混合C4,C5^＋不同吸收剂的比选,丙烷作为吸收剂综合效果最优。MTO反应气体分离仅需丙烯制冷系统,节省了乙烯制冷系统和反应气低温预冷系统,降低了能耗,节省了投资。     

PRICO○R天然气液化技术及应用实践

基于杭氧承担的国内煤制芳烃10×10⁴ t/a项目中的合成气深冷分离制LNG成套装置为背景,研发出一种带膨胀机的液化工艺。利用高压氮气通过透平膨胀机绝热膨胀的循环制冷提供大部分冷量,并利用双塔低温精馏实现合成气的分离与LNG的液化,气体在膨胀机中膨胀降温的同时,能够输出功并用于驱动增压机。该工艺相对于混合冷剂工艺来说,具有整体紧凑、占地面积小、冷剂消耗少(约89%)、综合运行成本较低、安全性高、启动时间短以及适应在70%~110%的变负荷工况下运行等特点,充分实现了从工艺到设备国产化的目标。      

LNG液化工艺在边远分散井中的应用分析

分析了天然气脱硫、脱水、脱碳、脱汞及凝液回收等预处理工艺对边远分散井的适应性,同时对阶式制冷循环、混合冷剂(MRC)制冷循环和膨胀机制冷循环3种天然气液化工艺应用于边远分散井的工作特性进行了对比。阶式制冷由于工艺复杂不适用于边远分散井。MRC制冷操作弹性大、能耗低、适应性较强,可在大多数边远分散井应用。膨胀机制冷操作简单、占地面积小且易橇装化,适合在工况较为稳定且有较高井口压力的场合应用。从当前的技术水平来看,不含硫、低含碳且重烃含量低的单井更适合进行LNG液化工艺的应用和推广。     

乙烷回收改进流程用能分析

在国内油气田提质增效工作大力开展的背景下,改进设计出了两种高效乙烷回收流程,即带丙烷制冷的RSV改进流程(RSV-PC)与带自冷循环和吸收塔的分流换热乙烷回收流程(SHIA)。通过HYSYS软件模拟,对改进的两种高效流程进行了能耗分析与■分析。分析结果表明:相同乙烷回收率下,SHIA流程比RSV-PC流程节省能耗15.3%,节能优势明显;通过■分析的方法分析两种流程能耗差异发现,SHIA与RSV-PC两种流程的主要■损差异体现在换热器LNG-101、制冷系统二级压缩机K-105以及外输压缩机K-103三种设备上,且三种设备的总■损量占各自流程总■损量的76%以上。     

LNG冷能用于橡胶粉碎的流程优化研究

基于冷能梯级利用原则,利用Aspen HYSYS模拟分析了现有LNG冷能用于橡胶粉碎的流程,并进行热力学分析,找出了系统中的火用损失最大的设备。根据火用分析结果,得到改进流程,分析两流程之间的差异。结果表明:低温换热器火用损失占比最大,在两流程中分别占比49%、30%,改进流程火用效率从73.64%提升至77.94%,LNG流量每小时减少30.77%,约节能670kW;冷能利用系统火用效率随LNG进口温度降低而升高,梯级利用才能发挥出LNG所含冷能的最大价值。     

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。     

环烷基冷冻机油和制冷剂

制冷压缩机在工作过程中，依靠制冷剂的减压蒸发获得低温，冷冻机油对制冷装置的工作部件进行润滑，是决定和影响制冷系统制冷功能和效果的至关重要的组成部分。根据蒙特利尔议定书上所达成的协议，CFCS将在2010年前被全面停止生产和使用，HCFCS的使用在未来较长一段时间将是国内制冷企业的主选制冷剂。文章介绍了目前制冷行业所广泛使用的主要制冷剂和与其相对应的中国石油润滑油公司的昆仑牌冷冻机油的特点。     

海上天然气液化工艺流程优选

LNG-FPSO（LNG Floating Production Storage and Offloading Unit,又称FLNG）是集海上液化天然气的生产、储存、装卸和外运为一体的新型浮式生产储卸装置。作为LNG-FPSO的核心技术,海上天然气液化工艺将对该装置的建造运营费用、运行稳定性和整个系统的安全性产生很大的影响,而现有的3种基本类型的天然气液化工艺（氮膨胀、混合冷剂和级联式制冷液化工艺）都不能完全符合海上天然气液化工艺的设计标准。为此,根据海上作业的特殊工况,组合模拟了6种适用于海上天然气液化的工艺流程,并从制冷剂流量、功耗、关键设备数量、天然气流量敏感性、天然气组成敏感性、易燃制冷剂储存和海上适应性等方面对各流程进行了比较,根据计算结果及对各流程的定性分析,优选出带预冷的氮膨胀液化工艺［即丙烷预冷双氮膨胀流程、混合制冷剂-氮气膨胀（并联）流程和混合制冷剂-氮气膨胀（串联）流程］为LNG-FPSO装置的首选工艺,且发现随着预冷深度的增加,该工艺的海上适应性减弱,功耗降低,处理能力增强。