天然气提氦工艺中粗氦产品的色谱分析法

本法特点是采用双臂、双载气、三柱同时测定天然气和粗氦中的氦、氢、氧、氮、甲烷。由于使气路(图1)与测量电路的巧妙配合,它既可作天然气提氦工艺中的常量和微量分析,还适用于高浓度氦中微量氢及天然气中某些永久性气体的常微量分析。很值得推广的是一台仪器起到两台仪器的作用,既经济又省时。     

低含氦天然气提氦联产LNG工艺设计与分析

天然气分离法是氦气工业化生产的主要途径,但中国多数气田的天然气氦含量(物质的量分数,下同)较低,超95%的氦气依赖进口。针对低含氦(小于0.5%)天然气,提出了一种低温高压浓缩、天然气液化、低温精馏提氦相结合的提氦工艺方案。以某乙烷回收处理厂为例(原料气进料温度为50℃、进料压力为5.8 MPa、处理量为1000×10⁴ m³/d),利用HYSYS软件对低含氦天然气提氦联产液化天然气(LNG)工艺方案进行了模拟。在控制氦气浓缩倍数为19.15的前提下,对低温高压提浓装置进行了关键参数分析,同时研究了工艺流程对原料气中CO₂和氮气含量的适应性。结果表明,提浓塔压力过高会导致塔底氦气损失量增加,压力过低会导致外输气压缩机功率增加,针对原料气设置合理的塔压为3.8 MPa;提浓塔塔板数的增加会使氦气回收率增加,但当塔板数大于16块时,氦气回收率增加不明显;原料气中CO₂含量低于2%时,提浓塔不会形成CO₂冻堵物;原料气氮气含量高于0.5%时,需对塔顶气进行脱氮处理,以达到LNG生产的...     

低含氦天然气提氦联产LNG工艺分析

天然气提氦是目前工业化生产氦气的主要方法,从天然气中单一提氦在一定程度会影响过程的经济性,因此可将天然气提氦与制LNG联产。利用HYSYS对低含氦天然气提氦联产LNG工艺流程进行模拟,分析关键参数对设备能耗的影响。结果显示:天然气提氦联产LNG工艺能有效利用能源,降低设备投资与能耗,能同时得到粗氦和LNG两种产品,经分析可知,选择脱氮塔理论塔板数为5时最好;适当降低制冷剂高压压力、制冷剂流量、脱氮塔进料温度和二级提浓塔进料温度,提高制冷剂低压压力,均有利于减少装置设备能耗。天然气提氦与制LNG工艺联产为低含氦天然气提氦提供了一种可供选择的工艺方式。     

天然气轻烃回收与提氦联产工艺

为了降低单一提氦过程的能耗和成本,实现冷量的最大化利用,将天然气轻烃回收工艺与提氦工艺有机结合,提出了自产冷剂制冷+膨胀制冷+冷箱集成换热的直接换热(DHX)—闪蒸提氦联产工艺。利用HYSYS软件对联产工艺、DHX轻烃回收和闪蒸提氦单一工艺进行了工艺过程模拟,并分析了关键参数对设备能耗、C3+回收率和粗氦回收率的影响情况,最终确定了DHX塔顶回流温度为-70℃、提氦闪蒸罐进料温度为-166℃等最优工艺参数。模拟计算的结果表明:(1)创新提出的联产工艺使用了自产冷剂循环制冷,有效地集成并回收冷量,针对给定的原料气条件,与单一提氦工艺相比,C3+回收率达到99.11%,并且粗氦回收率也达93.39%,粗氦浓度达38.30%;(2)从经济性和热力学角度的比较结果表明,联产工艺的总压缩功耗比单一工艺低1 118 kW,约低22.20%,单位综合能耗降低约17.27%。结论认为,直接换热(DHX)—闪蒸提氦联产工艺具有较高的经济价值和性能,为轻烃回收和提氦联产工艺的应用提供了范例。     

变压吸附在粗氦纯化工艺中的流程优化研究

目的针对需要生产液氦产品的粗氦纯化工艺,在调研国内外氦气纯化工艺技术的基础上,创新性提出了中压低温冷凝+常温中压变压吸附进行氦纯化的工艺路线。 方法采用HYSYS模拟的方法,对3种工艺的特点和适应性进行了对比分析,同时还分析了冷凝温度、冷凝压力、变压吸附的主组分收率变化、原料气组成变化等关键参数对流程性能的影响。 结果与传统粗氦纯化工艺相比,该组合工艺在提高氦收率的同时,装置能耗及液氮消耗明显降低,具有自动化程度高、工艺流程连续、可操作性强等特点,能较好地适应生产液氦的工况。 结论该工艺对国内天然气提氦装置建设的工艺选择及应用提供了指导和数据支撑。      

联产乙烷天然气提氦工艺的经济性与适用性分析

为提高氦气开发的程度,提高天然气中氦气的提取率,将乙烷回收工艺与深冷-膜分离提氦工艺相结合,得到联产乙烷的天然气深冷-膜分离提氦技术。经验证,回收率能够达到工艺设计要求。经济性与适用性分析结果表明,在相同操作条件下,联产乙烷的天然气深冷-膜分离提氦工艺相比于天然气提氦工艺与乙烷回收工艺的总压缩能耗、综合能耗及单位综合能耗均低20%;且在乙烷含量、含氦量、处理量等波动时,都有较好的适用性。     

天然气脱酸工艺参数优化及节能研究

我国气田大部分为高含硫气田,天然气预处理装置为适应天然气流量的变动,普遍采用较高的吸收剂循环量,因此脱酸装置的能耗普遍较高。选用DEA作为醇胺溶剂进行醇胺法脱酸流程模拟,根据模拟结果进行定量分析,得出关键节点的参数,并对流程中醇胺溶液流量以及再生塔的进料温度进行敏感性分析,发现调整醇胺溶液的流量以及再生塔的温度能够提高流程的适应性;在设定工况下优化后可以有效的实现脱酸流程的节能降耗,并提高换热器的换热率。     

新型天然气提氦工艺模拟与分析

目的针对中国部分地区管网发达、气质较贫的含氦天然气,在调研国内外粗氦提取工艺现状的基础上,提出了一种新的天然气提氦工艺。 方法该工艺采用低温精馏法,利用HYSYS软件对其进行模拟计算,并对提氦工艺流程进行了火用分析,同时分析了流程中关键参数提氦塔的压力、提氦塔塔顶进料温度、一级分离器进料温度、二级分离器进料温度以及侧线抽出物流的流量对流程中氦气回收率、粗氦纯度、流程能耗以及火用效率的影响规律。 结果该流程的氦气回收率为99.06%,粗氦纯度(摩尔分数)为80.39%,总能耗为994.48 kW;流程总火用损失为713.27 kW,系统的火用效率为28.28%。 结论该工艺流程可实现超高的氦气回收率和高粗氦纯度,可为国内天然气提氦工艺装置提供参考和数据指导。      

天然气集输及分离过滤过程工艺优化探讨

本文以CNPC阿克纠宾股份有限公司北特鲁瓦油田伴生气集输工艺为例,探讨伴生气集输过程及分离过滤工艺的改进方法。     

海上气田天然气露点控制工艺参数优化研究

在满足交接点处的露点要求下,为优化天然气露点控制系统能耗,采用HYSYS建立稳态模型,对影响露点的关键参数,包括原料气压力和温度、三甘醇循环量、重沸器温度、汽提气流量、J-T阀前温度进行敏感性分析,通过敏感性分析确定关键参数的取值范围.在此基础上,利用HYSYS优化器模块优化工艺参数,得到最优的工艺参数组合.考虑到天然...     

天然气提氦工艺及配套技术顺利通过鉴定

正氦气因其独特的性质,在国防军工、航天和科学等研究中有着重要的用途。目前从天然气中提氦是氦气的主要工业来源。世界含氦天然气气田资源主要位于美国、阿尔及利亚、加拿大、卡塔尔、俄罗斯、波兰等,其中美国是全世界氦生产量的头号大国,占全世界氦生产能力的70%以上。而我国是贫氦国家,目前已探明的气田中,我国仅有少数气田的天然气具有工业提氦价值。     

基于多级闪蒸与多塔蒸馏耦合的贫氦天然气低温提氦工艺

聚焦从低品位含氦天然气中提纯氦气这一工程问题,在分析已有深冷工艺发展现状与改进方向的基础上,针对原料天然气中氦气浓度低与提氦能耗高的问题,提出一种基于多级闪蒸与多塔蒸馏耦合的贫氦天然气低温提氦工艺,并借助ASPEN HYSYS软件模拟设计了新工艺流程。结果表明：采用设计工艺可从氦摩尔分数为0.05%的贫氦天然气中分离得到纯度(摩尔分数,下同)为99%的氦气,同时得到纯度为99.96%的甲烷和99%的氮气、液化天然气及燃料气,增强了提氦装置的产品方案灵活性;通过工艺内部流股节流膨胀制冷为分离系统提供冷量及工艺内部冷热物流间合理匹配换热,实现了系统的节能降耗;该多级闪蒸+多塔蒸馏耦合工艺的单位压缩功耗为0.058 kW·h/kmol,远低于改进型ExxonMobil公司的提氦工艺(1.29 kW·h/kmol);综合分析工艺产品纯度及能耗,说明设计的提氦工艺具有一定的应用潜力。     

南八仙油气田天然气集输系统部分参数优化

概述了南八仙油气田天然气集输系统工艺技术，并对系统中的进气温度、乙二醇注入浓度等几项重要参数如何优化进行了探讨，提出了几点建议，将对整个集输系统的安全、高效运行和工艺技术的推广应用具有重要的指导意义。     

天然气脱烃参数优化研究

国际石油天然气行业的持续低迷,使得传统的油气田企业必须加快转型,努力寻找新的经济增长点。油田伴生气中重组分较多,采用适当的处理方式可以从中分离出更多的轻烃,以此提高天然气产品的附加值。以提高油田伴生气中C_3的回收率为目的,借助HYSYS软件模拟现有工艺,通过对三种不同气质条件下关键节点参数的调整,分析了脱烃温度、脱烃压力、脱乙烷进料温度、脱乙烷塔底温度和塔板数对脱烃效率的影响,得出针对油田伴生气的脱烃优化参数,即脱烃压力控制在4.5~5.5 MPa之间,脱烃温度在-35~-40℃之间,同时塔板数不得少于6块。     

煤化工合成气低温分离工艺优化与分析

目的以新疆哈密某公司煤化工工艺过程为研究对象,解决煤化工合成气低温分离液化系统高能耗问题。 方法通过Aspen HYSYS软件模拟了单级混合制冷剂合成天然气分离液化流程,采用BOX算法,以系统最低能耗为目标函数,冷箱最小换热温差3 ℃为约束条件,优化了混合制冷剂组分配比及混合制冷剂循环一、二级压缩压力。 结果在保证LNG和制甲醇原料气产量不变的前提下,优化后冷箱冷热复合曲线更接近且平滑,换热效果更优,系统总能耗降低了16.59%,火用效率由37.96%提升至43.04%,显著提高了能源利用率。 结论BOX算法优化混合冷剂配比及压缩压力对降低合成气液化工艺能耗、提高系统火用效率有显著效果,对煤化工合成气低温分离液化工艺的研究具有借鉴意义。      

丙烷制冷装置工艺系统参数优化

通过研究发现,冷换设备的冷却效果、制冷温度及系统压力等参数对装置产能影响较大;合理分配各单元物料供应量,能够减少物料消耗。2010年3～6月,对北压浅冷装置优化措施进行考核,考核期间装置运行各项参数均在优化范围内,装置运行平稳,轻烃收率提高,装置能耗和物料消耗降低,达到了预期效果。北压浅冷装置预计年可多产轻烃约1 500 t,减少消耗量3 000 kg,减少循环水消耗量2.5×104 t。经核算,增产轻烃年可多创效益600万元,减少乙二醇、水消耗,年可节约资金18万元。     

天然气回收处理装置运行参数优化分析

为提高天然气轻烃回收率的途径,本文以某套天然气浅冷回收装置为研究对象,在大量模拟分析的基础上,提出切实可行的、适合本套天然气回收装置的优化措施,从而为正确选择轻烃回收工艺提供参考。     

液化天然气轻烃分离流程模拟与优化

为利用进口液化天然气湿气中的轻烃资源来发展我国的乙烯工业,推荐了一种改进的LNG轻烃分离流程。其特点在于：通过优化换热网络使压缩机的功耗比现有技术降低约40％,将脱甲烷塔的再沸器同脱乙烷塔的冷凝器进行热集成,使分离流程的能耗大为降低;同时,为提高乙烯原料裂解的选择性和转换率,此流程中将分离得到的C₂⁺轻烃进一步分离,从而获得较纯的乙烷和丙烷作为乙烯裂解原料。随着中国开始大量进口LNG,应用该流程将LNG湿气中的轻烃分离出来,不仅可为我国的乙烯工业提供大量的优质原料,降低乙烯的生产成本,而且可以替代生产乙烯的石脑油,减少原油进口量。     

掺氢天然气分离工艺方案及经济性分析

目的天然气管道掺氢输送被认为是氢能大规模、低成本、长距离运输的重要途径之一。为了获得高纯度氢气,需要在终端将掺氢天然气进行分离。目前,单一的氢气分离手段难以直接适用于低含量氢的掺氢天然气分离。 方法对比了几种常见的氢气分离技术的原理、工艺参数、优缺点等,结合掺氢天然气的特点,选定了“膜分离+变压吸附”耦合工艺路线,并针对掺氢比(摩尔分数,下同)分别为10%、15%、20%的掺氢天然气分离工艺方案进行了经济性分析,获得了各分离方案的成本。 结果 掺氢比为10%、15%、20%的综合分离成本分别为0.846 7 元/m³氢气、0.519 7 元/m³氢气、0.382 6 元/m³氢气。 结论较低含量的掺氢天然气分离成本较高,大规模推广应用仍面临经济性制约和诸多挑战。 