基于BP神经网络和遗传算法的天然气脱水装置能耗优化

为了降低天然气脱水过程中的能量消耗和操作成本,应用工业流程模拟软件ProMax建立了天然气脱水装置工艺模型,并应用BP （Back Propagation）神经网络对ProMax模拟得出的数据进行训练和预测,再将上述BP神经网络模型并入遗传算法（Genetic Algorithms,GA）中,从而建立起了基于BP和GA的天然气脱水装置能耗优化模型。应用该能耗优化模型对川渝地区某净化厂内600×10⁴ m³/d天然气脱水装置进行了操作参数优化。结果表明：在保证净化气产品质量的前提下,该脱水装置的能耗降低了12.23%,经济效益明显提高。该方法通用性强,也可用于其他过程系统的操作参数优化。     

环丁砜-甲基二乙醇胺溶液脱除高酸性天然气中H2S、CO2及有机硫实验研究

对环丁砜甲基二乙醇胺溶液脱除高酸性天然气中H2S、CO2和有机硫的性能进行了系统的研究。获取了该溶液在不同砜胺配比、不同填料高度、不同贫液入塔温度、不同吸收压力、不同气液比等条件下的吸收性能数据。明确了溶液中甲基二乙醇胺与环丁砜配比变化、填料高度变化、压力变化、贫液入塔温度变化、气液比变化对溶液脱除有机硫的影响规律。本文还研究了几种组成的环丁砜-甲基二乙醇胺溶液在模拟的川东北铁山坡气田气质条件下的吸收性能,并根据研究结果,对拟建中的铁山坡高含硫天然气净化厂的脱硫溶剂组成提出了建议。     

VMGSim流程模拟软件在天然气净化装置中的应用

采用VMGSim软件,建立与现场装置吻合的天然气净化全流程数学模型,计算分析脱硫脱碳、脱水、硫磺回收、尾气处理、酸水汽提等装置的重要参数及能耗情况,与装置实际运行参数进行对比,以验证软件模型的准确性与可靠性,并利用该模型快速提取关键参数,用于指导大型天然气净化厂的节能经济运行。     

位阻胺选择性脱硫配方溶剂（CT8-16）脱除天然气中H2S、CO2现场应用试验

在处理量1×10^4m^3/d的脱硫装置上,对室内研制的位阻胺选择性脱硫配方溶剂（CT8-16）进行了较长时间的试验和运转。考察了溶剂在不同填料高度、不同气液比、不同贫液入塔温度等条件下的吸收和再生性能,以及溶剂对碳钢的腐蚀性和抗发泡性能,并进一步优化了工艺操作参数。试验结果表明,经该位阻胺选择性脱硫配方溶剂处理后,净化气H2S含量较甲基二乙醇胺溶剂（MDEA）低29%以上,而在净化气H2S含量相当时,CO2脱除率则比MDEA低14.5个百分点。该脱硫溶剂对碳钢腐蚀速率低;试验过程中装置运行平稳,未见发泡迹象,具有较强的抗发泡能力。本次现场应用试验所取得的结果为该溶剂工业推广应用提供了重要的依据。     

高压下甲烷在环己烷-乙醇及苯-乙醇中的溶解度测定与研究

利用自己建立的高压下测定气体在液体中溶解度的测定装置,在15-45℃、2.0-12.0 MPa的条件下,首次测定了甲烷在环已烷-乙醇、苯-乙醇混合体系中的溶解度。用PRSV状态方程及3种不同的混合规则对实验测定的气液平衡数据进行了计算。计算结果表明,使用同一种状态方程的不同混合规则计算极性体系的气液平衡数据所得的结果不同,改变传统的混合规则可提高计算精度。同时还使用Aalto-Keskinen模型及本研究提出的Yen-Woods-Aalto-Keskinen模型对实验得到的高压液相摩尔体积进行了估算,均得到满意的结果。     

高含硫天然气脱酸气装置提效降耗优化

为了提高高含硫天然气脱酸气装置的净化气产量并降低净化过程的综合能耗,依据中国石化普光天然气净化厂脱酸气装置的现场运行数据,采用ProMax建立了相应的工艺仿真模型,针对主要操作参数包括甲基二乙醇胺(MDEA)溶液的循环量,浓度和进入一、二级吸收塔的温度等开展灵敏度分析与优化研究,并结合现场实际,在优化工况下,分析原料气负荷降低、压力降低及H——2S含量升高对净化气气质与收率的影响规律。研究结果表明:①降低MDEA溶液循环量、浓度以及进塔温度可提高胺液吸收的选择性,有利于提高净化气的收率,其中MDEA溶液循环量是影响脱酸气装置综合能耗的主要因素;②当原料气负荷、压力以及H2S含量波动时,在优化工况下能够满足高含硫天然气的净化要求;③在低负荷下可通过减少再生蒸汽量和调整胺液进二级吸收塔位置实现节能;④H2S含量每增加1%,需将MDEA溶液循环量提高约20×10~3 kg/h;⑤经过参数优化,在满负荷工况下净化气收率可以提高0.5%,综合能耗降低19.1%。     

天然气净化工艺设计要点及优化

胺法至今仍是国内外应用最广泛的酸性天然气脱硫脱碳工艺方法,国内已有超过五十年的使用经验。脱硫脱碳装置在生产中出现不同程度的拦液现象,导致脱硫脱碳装置处理能力严重下降;天然气净化度不合格,溶液发泡引起雾沫夹带,导致大量胺溶液随气流带走,造成溶液损耗急剧增加及严重的经济损失。在总结过去几十年天然气净化工艺设计和生产操作经验的基础上,提出了天然气净化工艺设计要点,重点为脱硫脱碳装置工艺流程设计和关键设备选型;阐述了脱硫脱碳装置的原料气分离系统、胺液再生系统、胺液过滤及惰气保护、胺液和酸气冷却、贫胺液增压及循环泵等方面应重点注意的问题和工艺设计方案的优化;分析了净化工艺流程中的塔、容器、冷换设备、泵类等关键设备的设计要点。     

天然气脱硫装置适应性模拟计算

天然气净化过程中,常常会遇到原料气气质条件发生变化的情况,此时需及时对过程的操作参数进行调整,以使过程高效平稳运行。本文利用流程模拟软件PROII,采用Amine物性包及Kent—Eisenberg模型,对某天然气净化厂天然气脱硫装置在原料气条件发生变化时的操作参数进行了适应性模拟计算。在验证计算模型的基础上,研究了原料气中H。S含量变化（6g／m3～16g／m3）、C02含量变化（25g／m3～45g／m3）、处理量变化（150×104m3／d～300×104m3／d）、温度变化（10℃～25℃）、压力变化（4．0MPa～6．0MPa）时,贫胺液循环量、贫胺液进料位置的调节范围。     

过氧丁二酸在乙酸丁酯、乙酸乙酯、乙腈和丙酸乙酯中的溶解度测定及关联

采用综合热分析-质谱联用系统对过氧丁二酸的DSC,TG,DTG曲线进行测定,通过过氧丁二酸的DSC放热曲线得到熔化温度及熔化焓;结合ε-己内酯的工艺生产条件,使用静态法在0～50℃下测定了过氧丁二酸在乙酸丁酯、乙酸乙酯、乙腈和丙酸乙酯4种溶剂中的固液平衡数据;采用λh,NRTL,Apelblat模型分别对过氧丁二酸在4种溶剂中的溶解度（n（溶质）∶n（溶剂））进行模拟,并将实验数据与模拟数据进行关联及工业化设计。实验结果表明,过氧丁二酸在80℃下不会分解;在4种溶剂中的溶解度差别较大,在丙酸乙酯和乙酸乙酯溶剂中溶解度较高;采用λh,NRTL,Apelblat模型得到实验值与模拟值的最大平均相对误差分别为3.36%,2.67%,2.88%,数据一致性良好、模型可靠,3种模型均可用于过氧丁二酸溶解度的测定。     

基于本质安全的新型乙炔溶解度测量方法

乙炔被广泛用于各种化学工业领域,然而其具有不稳定的碳碳三键,可能在加压条件下发生爆炸,因此测量乙炔在各种溶剂中的溶解度具有极大风险。为了实现乙炔溶解度的安全测量,基于减量化的本质安全策略和静态饱和法的溶解度测量原理,设计了内径为0.8 mm的石英管内封装约7μmol乙炔的微型溶解度测量装置,该装置可在1～2 h内达到气液传质平衡。采用该装置在最高温度为150°C和最高压力约为0.5 MPa的条件下,测量了乙炔在多种溶剂中的溶解度,该装置测定的亨利系数与文献报道的亨利系数的平均绝对相对偏差为5.72%。该装置乙炔用量少、气液平衡速度快、设备成本低且操作简单,为以乙炔为代表的危险气体溶解度的测量提供了一种安全高效的新方法。     

CH4- CO2体系固体CO2形成条件的预测模型

采用膨胀机制冷工艺回收天然气中的乙烷时,膨胀机出口与脱甲烷塔顶部的温度较低,容易发生CO₂冻堵,影响装置的正常运行。准确预测固体CO₂的形成条件,有助于及时采取相应的措施调整凝液回收装置的操作工况,避免CO₂冻堵。为此,分析了CO₂固体的形成条件,根据相平衡原理,采用标准形式的Peng Robinson状态方程建立了液固平衡模型（LSE）和气固平衡模型（VSE）,据此分别对CH₄-CO₂2气相体系和CH₄-CO₂2液相体系中的固体CO₂形成温度进行了计算,并与用HYSYS软件预测的固体CO₂形成温度进行了比较。结果表明：该计算模型的准确度较高,与实验数据的误差在2 ℃以内;而HYSYS软件预测的CH₄-CO₂气相体系的固体CO₂形成温度较实验数据偏高1～5 ℃,预测的CH₄-CO₂液相体系的固体CO₂形成温度较实验数据偏低1～6 ℃。     

应用HYSYS软件的天然气净化工艺模拟计算研究

为了将合格的商品天然气供应至下游,天然气净化处理是非常重要的一环。天然气净化通常指脱硫、脱碳、脱水、硫磺回收及尾气处理。长庆油田靖边气田天然气一般多含H2S、CO2等酸性介质,不但影响了天然气的热值,而且易使管道和容器严重腐蚀,影响天然气安全输送及利用。为了减少H2S和SO2等酸性介质对容器或管道的腐蚀,通常利用DEA对H2S和CO2进行脱除处理。文章通过现场采集天然气相关数据,并利用国际上著名的HYSYS软件进行了天然气净化模拟计算。结果表明:该模拟计算方法不但可提供对再生塔的压力控制、净化气质量、水量补充、贫液浓度等方面的作业指导,也可对脱硫装置进行生产参数调节和实时控制等,研究结果可供国内其他油气田脱硫装置的设计、分析和投产参考。     

高含硫天然气净化新工艺技术在普光气田的应用

普光气田的天然气具有高含H₂S和含CO^₂及有机硫的特点,天然气净化难度大。为满足高含硫天然气净化的要求,普光天然气净化厂采用了MDEA法脱硫脱碳、TEG法脱水、常规Claus硫磺回收、加氢还原吸收尾气处理的天然气净化工艺路线。同时,在国内首次应用了气相固定床水解脱除羰基硫（COS）、中间胺液冷却、MAG^R液硫脱气等国际先进的天然气净化新工艺和专利技术,通过不断地摸索及优化工艺参数,解决了原料气脱除有机硫、CO₂选择性吸收、液硫深度脱除H₂S等技术难题;还应用了溶剂串级吸收和联合再生工艺、能量回收利用等多项技术,通过优化调整胺液循环量、降低能耗等手段,降低了操作费用。高含硫天然气净化新工艺技术应用于普光气田后,净化装置运行稳定,净化气质量超过设计要求,达到了国家标准一类气的指标。     

关于MDEA在天然气净化过程中变质特点的探讨

MDEA广泛用于气体净化工艺,MDEA溶液变质会影响净化装置的性能、经济指标,导致装置出现故障,因此十分有必要研究MDEA溶液变质特点,为胺液质量管理提供必要的依据。本文根据对11套天然气MDEA脱硫装置连续监测与研究的结果,总结和讨论了MDEA在天然气净化过程中的变质特点,为进一步研究净化厂MDEA溶液变质抑制、复活技术提供了重要的技术依据。     

天然气净化厂MDEA脱硫溶液的发泡与预防

由于各种原因,天然气净化厂脱硫装置吸收塔和再生塔易发生溶液发泡拦液现象,导致产品气硫化氢含量超标,特别在气温较高的夏季尤其突出。本文以忠县天然气净化厂脱硫溶液发泡为例,对天然气净化装置运行中溶液发泡原因进行了详细的分析,探讨了发泡剂、水合物抑制剂及其它开采过程污染物对溶液发泡的影响,并针对装置发泡拦液现象采取了相应处理措施,取得了显著的效果,保障了天然气净化装置高效、安全、长周期平稳运行。     

天然气净化厂胺液发泡原因分析及解决措施研究

长庆气田第三天然气净化厂主要负责向西安供气,主体装置采用UCARSOL HS-101专利配方溶液脱除原料气中的硫化氢和二氧化碳,装置自2003年建成投产后脱硫塔拦液情况频繁发生,导致脱硫装置处理能力严重下降,严重影响了装置的安全、平稳运行.通过现场分析和室内试验表明,脱硫溶液过高的酸气负荷是造成脱硫液发泡严重的主要因素.结合现场实际情况,提出了通过加入MDEA溶液和降低进塔层数来降低脱硫装置酸气负荷处理措施,有效的缓解了装置的拦液问题.     

富含CO2天然气低温分离防冻堵工艺研究

富含CO2天然气在采用低温分离技术进行处理时,容易导致天然气处理装置发生CO2冻堵,造成装置停车甚至设备损坏,影响装置的正常生产。借助HYSYS模拟软件,选择P-R状态方程,通过气体过冷、液体过冷、残余气再循环、残余气富集再循环、加入防冻剂五种工艺的CO2在脱甲烷塔塔液分布、乙烷收率、能耗等方面的对比分析,寻求较佳的方案解决富含CO2天然气轻烃回收装置的冻堵问题。经过综合分析得出,残余气再循环工艺及残余气富集再循环工艺性能优良,能有效处理富含CO2天然气。     

长庆气田Clinsulf Do硫磺回收装置应用效果

长庆气田第一净化厂从德国Linde公司引进了一套采用Clinsulf-Do工艺的硫磺回收装置，用于处理MDEA溶液脱硫装置产生的酸气。该装置于2004年5月初投产，生产运行情况良好，实际硫回收率在90%以上，装置排放尾气也达到国家相关环保排放标准。为此，介绍了该Clinsulf-Do硫磺回收装置的概况、装置主要工艺参数、硫磺回收装置工艺流程以及硫磺回收装置运行情况等。该工艺装置的成功应用，对我国天然气行业硫回收技术的发展具有参考价值。     

2×104m3/d��Ȼ��Һ��װ�õ���Ƽ�����

文章介绍 1999年 1月建成投运的 2× 10 4m3 /d“陕北气田液化天然气示范工程”是发展我国LNG工业的先导工程 ,也是我国第一座小型LNG工业化装置。该装置的主要特点是 :①采用天然气膨胀制冷循环 ;②采用低温甲醇洗和分子筛干燥联合进行原料气净化 ;③采用气波制冷机和透平膨胀机联合进行低温制冷 ;④采用燃气机作为循环压缩机的动力源 ;⑤利用燃气发动机的尾气作为加热分子筛再生气的热源。本装置设备全部国产化。该装置的成功投运为我国在边远油气田上利用天然气生产LNG提供了经验。     

MDEA/DEA脱硫脱碳混合溶液在长庆气区的应用

随着长庆气区靖边等气田的不断开发,其天然气气质发生了较大变化,其中H2S含量上升到1 000 mg/m3,CO2体积分数上升到4.5%～6.0%,原天然气净化工艺采用的单一MDEA溶液已不能满足天然气脱硫脱碳需要。为此,开展了不同体积比MDEA/DEA混合醇胺溶液脱硫脱碳试验。试验结果显示：在相同的试验条件下,溶液中总胺为40%（质量分数）,DEA与MDEA体积比为1∶6配比制成的混合溶液其H2S和CO2负荷最高,溶液的脱硫脱碳性能最好。继而在4套生产装置进行了推广应用。结论表明：应用MDEA/DEA混合溶液对低含硫、高含碳的天然气进行净化处理,溶液酸气负荷较高,脱硫、脱碳性能较好,腐蚀性小,天然气净化装置运行平稳,节能效果好,经济适用。