高含乙烷天然气氮膨胀液化分离流程

在液化页岩气的同时分离制取液化乙烷是一种经济合理的选择。采用HYSYS软件进行流程模拟研究,在传统氮膨胀液化流程的基础上设计了一种高含乙烷天然气的液化分离流程,并根据天然气中的乙烷含量,取10%、20%、30%、40%共4种含量,分析比较了不同液化压力下流程的比功耗。为降低流程的能耗,在满足LNG产品中C₂H₆含量小于1%、液化乙烷纯度达到99.5%的情况下进一步研究了制冷剂流量、氮气膨胀机出口压力、节流温度的影响,在此基础上结合HYSYS软件中的优化器进一步对流程进行了优化。结果表明,对应10%、20%、30%、40%的乙烷含量,比功耗分别降低7.24%、6.13%、5.8%、7.07%。     

利用吸附余压的煤层气半开式氮膨胀液化流程

煤层气(CBM)液化是对其开发利用的一种有效方式.我国煤层气中常常含有较多氮气,要作为能源加以利用,必须进行甲烷提浓.液化前通过变压吸附可以实现氮/甲烷的分离.构建了一种新型的吸附-液化-体化的氮膨胀液化流程,将吸附后排出的带余压氮气用于氮膨胀循环,为煤层气液化提供冷量.通过HYSYS软件模拟计算考察了不同含氮量和不同吸附余压下系统单位产品液化功的变化情况,并与普通氮膨胀液化流程进行比较.结果表明,高含氮量下,一体化的流程能够大大降低系统功耗.     

重油部份氧化法制氨流程中氧气中氩含量对氢氮比的影响

以重油为原料的合成氨装置都配备空分装置以制备氧气,用部份氧化法制造油煤气,经过净化、配氮再合成为氨。空气中不仅含有氧和氮,还含有氩、氦、氖、氪、氙等惰性气体。其中氩在空气中占有0.93%(体积),它将影响到空分产品氧和氮的纯度。如果不采用分离氩的措施,则欲制得纯     

N_2-CH_4膨胀天然气液化流程影响因素分析

使用Hysys软件对N2-CH4膨胀制冷液化工艺进行模拟计算,分析了天然气压力、混合气预冷温度、混合气预冷压力和混合气中组分的组成等参数对该流程混合气的制冷能力和主要设备功耗的影响。结果表明,提高天然气压力,控制混合气中甲烷摩尔分数在50%左右时,能增强混合气的制冷能力,减少主要设备的功耗。而降低混合气的预冷温度和增加混合气的预冷压力,都会增加系统的功耗。     

乙烯装置低压甲烷氢流程优化改造

介绍了国内某石化公司乙烯装置低压甲烷氢流程改造项目的背景、改造过程、运行状况、能耗分析,并对改造后的效果进行分析与评价。此次流程优化改造需增加1台甲烷氢压缩机,回收利用冷分离系统的低压甲烷氢,利用新增压缩机将低压甲烷氢进行增压并送至燃料气管网。流程改造提高了装置的操作灵活性,为后续原料轻质化提供了支撑,降低了装置能耗。     

氢液化流程中催化换热一体化可行性研究

针对实际氢液化工厂存在能耗高和产量小的问题,一种氢正仲转化催化与换热一体化技术出现在许多新型概念性的氢液化循环中。文中采用CFD数值模拟方法,研究了该技术中所采用的催化剂填料板翅式换热器微小翅片通道的流动换热性能。结果表明:降低工质的入口雷诺数,增大催化剂颗粒粒径,增大填料孔隙率分别对填料流道的综合性能提升可达110%,17.9%和111%。通过调整入口雷诺数、填料粒径及孔隙率,填料流道的综合性能略低于空流道6.25%。由此验证催化换热一体化技术的可行性,为后续研究工作打下基础。     

衰减全反射红外光谱法测定含氢硅油的氢含量

依据Si—H键在2 160 cm-1处的特征吸收峰,利用衰减全反射-傅立叶变换红外光谱法(ATR-FTIR)和OMNI采样器附件对含氢硅油的氢含量进行定量分析,并用软件对ATR谱进行校正。结果表明:含氢硅油的活性氢质量分数与其红外吸收峰面积在实验浓度范围内有良好的线性关系,相关系数为0.9998。     

甲烷回收率对含氧煤层气液化工艺影响研究

利用HYSYS软件对含氧煤层气液化工艺进行模拟计算,分析甲烷回收率对液化经济性和安全性的影响,得出如下结论,甲烷回收率对制冷压缩功耗有较大影响;甲烷回收率越高,液化经济性越好,但甲烷回收率会影响液化尾气和精馏塔内的安全。综合经济性和安全性考虑,可选择的甲烷回收率为60%~65%和90%~95%。     

改造甲烷氢外送流程 提高副产品利用价值

独山子乙烯装置由于加大轻烃裂解负荷,组分轻质化使得约2 500 m3/h（标准状况）以上的甲烷氢富余,通过燃料气压力控制阀PV19008B放火炬以控制燃料气系统的平衡。为提高副产品的附加值,将冷箱低压甲烷和脱甲烷塔高压甲烷外送给制氢装置和乙二醇装置作为原料和致稳剂使用,并将富足氢气并入公司氢气管网,不但稳定了下游装置生产,而且减少了放火炬的损耗,提高了乙烯装置副产品综合利用率和经济效益。     

晃荡条件下氮膨胀液化过程冷箱运行可靠性

为了验证LNG-FPSO液化工艺及其核心设备--液化冷箱在海上晃荡条件下运行的可靠性,建造了小型撬装天然气液化装置,并通过冷箱的纵荡和横摇实验,对不同工况下板翅式换热器、膨胀机和分离器的工作性能及整体工艺系统的运行效果进行了分析。结果表明,晃荡条件下冷箱运行可靠,设备具有较强的抗晃动能力,带预冷的氮膨胀液化工艺可以适用于目标气田的海况;膨胀机水平安装可以减小晃荡的影响;横摇会提高气液两相分离过程的平衡程度及液相的蒸发率;横摇是对FPSO装置影响最大的运动形式,将工艺设备布置在船体的中轴线上可以减小设备晃荡的幅度。     

Effects of hydrogen addition on methane combustion

In this study, the effect of hydrogen on methane combustion characteristic was tested. The ignition temperature (T₁₀) and burn off temperature (T₉₀) was carried out in a quartz reactor at atmospheric pressure with the mixture flow rate of 800 mL/min. The compositions of outlet gas were measured online by Gasmet DX4000 FTIR gas analyzer. The results showed that hydrogen enhanced the activity of methane. For all methane concentration range, the T₁₀ of methane could decrease 50 °C–70 °C with the H₂/CH₄ mole ratio at 0.1. For 1 vol.% methane combustion, when the H₂/CH₄ was equal to 0.05, the T₁₀ and T₉₀ could decrease 45 °C and 42 °C, respectively. When the H₂/CH₄ was 2.5, the T₁₀ and T₉₀ could decrease about 170 °C and 180 °C, respectively. Further more, CO generated in a wider temperature range when the hydrogen was added.     

含氧煤层气液化流程爆炸极限分析

大部分含氧煤层气由于技术限制没有被合理利用,而是直接放空,不仅浪费资源,而且污染大气环境。针对某一典型煤层气气源条件和组分特点,设计了一种新型的液化精馏工艺流程,结合HYSYS软件模拟计算结果以及爆炸极限理论,对该液化精馏工艺流程的爆炸极限进行了分析计算,结果表明煤层气中甲烷浓度在压缩、液化以及节流过程中都高于爆炸上限,操作过程安全性比较高。但在精馏塔顶部甲烷浓度开始低于爆炸上限而导致精馏过程存在安全隐患。首先对原料气进行初步脱氧,然后再通过调整精馏塔塔底采出量来控制塔顶杂质气体中甲烷含量,使得其在整个液化及精馏流程中始终高于爆炸上限。分析结果表明,采取安全措施后整个流程都不存在爆炸危险性,甲烷回收率和产品纯度都较高,而且整个流程能耗也比较低。模拟结果显示,所设计的液化及精馏流程对不同气源具有较好的适用性,分析计算结果为含氧煤层气的杂质分离、操作过程的爆炸极限分析以及安全措施的采取提供了一定的参考。     

Modeling the process of producing hydrogen from methane

Using the chemical reactions that accompany the production of syngas via the steam reforming of methane as a basis, the differential material balance equations were derived and solved for all conversion products on an aluminum/nickel catalyst. For the following stage of hydrogen synthesis on an iron/chromium catalyst, the system of two differential equations of the material balance of the direct and reverse reactions of steam carbon monoxide conversion was obtained and solved. The analytical solutions were compared with the experiment.     

Conversion of fuels containing nitrogen to oxides of nitrogen in hydrogen and methane flames

Nitrogen-containing compounds such as hydrogen cyanide, acetonitrile, acrylonitrile, pyridine, benzonitrile, ammonia and methylamine, which are typical of the products likely to be encountered during the decomposition of nitrogen-containing polymers in fires, have been introduced into hydrogen and methane flames burning in oxygen-argon atmospheres. There is a complete conversion of fuel nitrogen in all cases to oxides of nitrogen and molecular nitrogen. The relative conversion to oxides of nitrogen (as NO_x/N₂) increases as the injection rate of nitrogen-containing fuels is decreased. The relative yields of oxides of nitrogen tend to be similar with methane and hydrogen premixed flames and markedly greater than observed with hydrogen diffusion flame. In all cases the yield of oxides of nitrogen-containing products such as hydrogen cyanide can also present a toxic risk during the burning of nitrogen-containing polymers, particularly when high temperature are involved. The combustion of these products in flame zones cannot be assumed to alleviate the additional toxic risk because of their conversion to oxides of nitrogen.     

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。     

10 t/d级氢液化装置流程热力分析与优化

针对10 t/d级氢液化装置研制要求,构建了液氮预冷的连续转化型双压Claude氢液化流程,并开展了氢物性计算方法筛选、连续转化热模型构建以及流程热力设计与参数优化,分析了膨胀机等熵效率、换热器窄点温差以及原料氢沿程阻力等因素对流程参数的影响,给出了不同工况下的流程性能及各关键部件的热力设计参数范围,可为膨胀机、换热器的研制提供设计热力输入参数。该氢液化流程在基础工况下（考虑较恶劣膨胀机运行条件）的最大理论液氢产量12.96 t/d,液氢产品仲氢含量97%;理论总氢液化比功耗为10.50 kWh/kg LH₂ （不含原料氢增压）,对应的流程㶲效率为35.06%;可为连续转化式大型氢膨胀液化装置的研制提供参考。