基于[火用]分析方法的天然气脱氮工艺优化

为了进一步提高天然气脱氮工艺的生产能效,基于塔河油田的基础数据,利用HYSYS软件对提出的膨胀制冷+LNG辅助制冷多级分离脱氮工艺进行了模拟,对工艺主要设备[火用]进行了分析计算,确定了[火用]损的主要设备,并根据设备[火用]损的分布情况,对提出的脱氮工艺进行了优化。研究结果表明:①不同设备的[火用]损差别较大,冷箱1、入口压缩机及水冷器为本工艺的主要[火用]损设备,三者[火用]损占总设备[火用]损的73.1%;②综合设备[火用]损及[火用]效率分析,冷箱1[火用]效率优化空间较小,入口压缩机[火用]效率优化空间较大;③根据[火用]分析结果提出了进料气入口两级增压方案,根据压缩单元总[火用]损及[火用]效率确定了最优中间压力为1250 kPa;④在优化工艺最优中间压力下,入口压缩机[火用]效率提高到94%,各设备总[火用]损降低了6.3%,总[火用]效率提高到97.1%。     

天然气净化厂节能降耗途径分析

以徐深9天然气净化厂总承包工程为例,介绍了净化厂设计阶段在方案、流程等方面的优化设计,同时使用HAZOP分析方法进行项目分析;根据分析结果对工程内容做了进一步的调整优化,不仅保证了净化气产品的质量,而且净化装置的能耗降低,实现了降低天然气净化过程的能量消耗、提高经济效益的目标。     

基于Aspen Plus的一步法煤制天然气工艺优化研究

选取宁夏梅花井(MH)煤作为研究对象,运用Aspen Plus软件模拟计算了一步法煤制天然气工艺,讨论了气化温度、气化压力、气化剂以及钙基吸收剂对气化产物分布的影响。结果表明,煤水蒸气气化制天然气的适宜条件为:T=600°C,P=5～6MPa,n(H_2O)/n(C)=2。n(Ca)/n(C)=0.5时水蒸气的加入量由n(H_2O)/n(C)=2降为1.1,1mol C的甲烷产量由0.42mol增加至0.49mol。加入H_2且n(H_2)/n(H_2O)为0.1时,1mol C的甲烷产量增至最大值0.60mol,此时能量转化率为91.2%。以此优化的工况参数进行了固定床煤水蒸气气化实验研究,发现甲烷产率及能量转化率基本与模拟结果一致。所得结果可为煤制天然气的工艺优化提供指导。     

天然气城市门站调压过程的火用分析

长距离高压管输天然气送至终端用户前,需经城市门站调压,满足一定压力等级后方可进入城市燃气输配管网。传统的节流阀工艺存在着巨大的过程火用损,且需辅以电伴热才能维持正常运行。为了提高管网运行的经济性和能源的利用效率,对调压过程进行了能量分析,指出在完成相同调压任务的情况下,采用透平膨胀机流程较之节流阀流程,可显著减少过程火用损、提高系统火用效率,具有明显的技术优势;进而提出了天然气管网调压过程物理火用回收利用流程,将压力能（压力火用用于发电,将调压工艺冷能（温度火用）用于制冷循环,以实现按质用能、能尽其用。     

加氢裂化装置高压换热流程火用损分析与改进

 以国内某加氢裂化装置为研究对象,在运用流程模拟软件PRO/II对加氢高压换热流程进行模拟计算的基础上,对其进行火用分析,借助能级-热量（ε-Q）图,找出换热过程瓶颈。分析结果表明,原有的换热流程循环氢与原料油的热量分配比例不合理,循环氢载热量达31.49 MW,占反应物总需热的61.3%,导致循环氢加热炉的出口温度高达442 ℃,与仅306℃的原料油混合造成混合火用损达1.304 MW。优化方案中通过调整高压换热网络物流换热次序,循环氢与原料油换热量分配的比例分别由原来的53.2%和46.8%调整至40.0%和60.0%,优化后的流程提高能量回收率,减少了加热炉负荷,传热火用损减少了0.061 MW,混合火用损则减少了1.229 MW。     

气体多级压缩过程火用经济分析优化

以某实际裂解气多级压缩过程为背景,基于Aspen Plus模拟数据,进行压缩过程火用经济分析。通过分析不同供入火用价下,压缩级数对压缩过程整体经济性的影响,揭示最佳压缩级数与供入火用价之间的关系。实例研究表明,供入火用价越高,压缩级数对多级压缩过程整体经济性的影响越显著,最佳压缩级数随供入火用价的增大而增大。当供入?价为0.31~0.58元/(kW?h)时,三级压缩最优;当供入火用价为0.59 ~ 0.94元/(kW·h)时,四级压缩的总费用最小。当供入火用价高于0.94元/(kW·h)时,相应的最优压缩级数为五级或五级以上。     

S Zorb工业装置用能分析与节能优化

中国石油化工股份有限公司镇海炼化分公司0.9 Mt/a S Zorb装置在设计中采用了加热炉余热回收系统和凝结水低温热利用两种节能措施。根据2015年1至10月平均能耗统计表可以看出,装置97.94%的能耗集中于电、1.0 MPa蒸汽和燃料气的消耗。通过降低再生空气电加热器出口温度,每月可降低约15 000 k W·h电耗;利用RSIM流程模拟软件,对S Zorb装置的进料与脱硫反应部分和产品稳定部分进行了模拟,通过优化装置进料温度和换热网络的措施来考察装置的用能变化情况,得出优化装置进料温度比优化换热网络的措施更实用,进料温度控制在65℃时,装置整体的能耗负荷较低。     

天然气分布式能源系统㶲分析

近来年,天然气分布式能源系统因为其较高的能量综合利用效率、良好的经济效益和环保效益成为了国家能源结构转型的选择。为了研究空燃比对分布式能源系统中设备?损失的影响规律,本文利用Aspen Plus建立模型,在前期调研数据的基础下,利用调研数据验证模型可靠性。在热力学第二定律的基础上,计算主要设备?损失,并分析空气压缩机的空气流量(即空燃比)对设备?损失的影响规律,得到设备的?分析。     

天然气净化厂节能的设想

为了充分合理地利用天然气净化厂的热能和动力能,提出了更改装置的方案,根据这些方案,即可降低能耗,提高经济效益。当气田的压力、气量有较大变化(下降)时,使用原动力设备,是很不合理的,建议更换两台溶液循环泵,一百多天后就能回收其投资及安装费,扣除折旧费,每年可节约人民币3万多元。     

大型天然气蒸汽转化制氢工艺全流程模拟及优化

利用Aspen Plus模拟计算软件对大型天然气蒸汽转化制氢工艺进行全流程模拟计算和分析。对全流程所含预处理、蒸汽转化、中温变换、CO_2脱除4个工艺单元及热回收、燃烧、蒸汽3个辅助系统逐一进行精细化模拟并有机整合。模型模拟得到关键流股的成分、主要工艺参数如下:热回收率93.0%,副产蒸汽量132.0 t/h,循环水消耗量1 080.0 t/h,燃料消耗量4 160 m~3/h。通过模型和计算模块对全流程换热网络进行优化。对优化后的模拟结果进行灵敏度分析表明:当水碳比增大时,转化炉出口CH_4含量、中温变换炉出口CO含量及原料消耗量均减少,而燃料消耗量、助燃空气消耗量及副产蒸汽量均增大。通过该模型,能够为工艺方案比选、优化设计及节能减排提供模拟和预测。     

基于改良?分析方法的LNG冷能空分工艺优化

针对传统分析方法只能找到有效能损失的关键设备而无法找到其损失的主要源由的不足,提出了改良的?分析方法。为了提高LNG冷能用于空气分离工艺的效能,基于大连LNG接收站的基础数据,利用HYSYS软件对提出的LNG冷能空分工艺进行模拟,对传统?和改良?进行分析计算,研究了主要设备各类?损的分布情况,找到了引起各设备有效能损失的主要原因,并基于改良?分析结果进行工艺优化。研究结果表明:(1)?损失可划分为可避免内源性损失、可避免外源性损失、不可避免内源性损失和不可避免外源性损失4个部分;(2)各个压缩机的?损分布情况较类似,可避免的内源性?损均占较大比例;(3)不同换热设备的?损区别较大,LNG-104、E-100、E-101主要为可避免外源性?损,其他换热设备主要为不可避免内源性?损;(4)水冷器E-100和E-101的可避免外源性?损占比很大;(5)针对改良的?分析结果提出了更换压缩机、增加冷流、增加预冷设备等为优化方向的两种优化方案,优化方案的单位液态产品能耗和有效能利用率较原方案均有所改善,对比分析后优选了优化方案二——方案二的能耗约为0.394 9 kWh/kg(降低了6.6%)、有效能利用率约为0.40(提高了28.891%)。结论认为,优化结果验证了在LNG冷能空分工艺中采用改良?分析优化方法的可行性,为实际工程中空分工艺的优化开辟了一条新的技术思路。     

低温甲醇洗技术在天然气净化过程中的应用

利用低温甲醇洗技术进行天然气净化可以同时去除多种杂质,而且净化程度高,能满足天然气液化过程对CO2等杂质脱除的苛刻要求。本文介绍了2×104m3/d液化天然气生产装置中所采用的低温甲醇洗工艺流程,给出了系统的工艺参数,对系统的操作情况进行了分析。试车证明,低温甲醇洗技术用于天然气净化过程具有明显的优越性。     

天然气净化业务能效对标方法探索

按照中国石油勘探与生产分公司要求,西南油气田公司开展了天然气净化业务能效对标试点,采用"细分单元、分级对比"的方法,基本实现了克服天然气净化装置间的差异性、消除不可比因素的影响程度,为油气田上游业务能效对标工作的开展提供了一种可行的思路,并总结了天然气净化业务能效对标技术难点与解决思路。     

基于GB 17820-2018的天然气净化工艺探讨

近年来,随着我国对环保问题的日益重视,越来越严格的商品天然气标准给天然气净化厂脱硫装置带来了工艺升级改造的严峻挑战。为此,分析了国内外天然气净化厂商品天然气标准及国内天然气现状,并对可降低天然气中H_2S及有机硫含量的3种天然气净化工艺:溶剂脱硫、分子筛脱有机硫和羰基硫水解工艺进行了分析,包括国内外研究现状,技术优缺点以及发展趋势等。结果表明,为达到最新标准GB 17820-2018《天然气》的技术指标要求,部分净化厂需进行技术升级或工艺改进。改进措施首先考虑溶剂升级,若原料气中有机硫含量过高,考虑引入羰基硫水解技术;若原料气中硫醇含量较高,溶剂升级后仍有超标的风险,则需引入分子筛精脱有机硫技术。通过对以上3种措施进行选择性的结合,可基本消除天然气超标的风险。但在以上3种技术的实施和配合使用方面,还需进一步研发相关产品、技术及开发软件等。     

等有效能损失分析法在天然气净化装置用能分析中的应用

考虑了等有效能损失对温差贡献值的影响,采用一种新的方法确定传热流股的温差贡献值。采用该法对某天然气厂的净化装置进行用能分析,以年度总费用为目标函数进行计算,并与用传统的确定温差贡献值的方法进行比较。结果表明:考虑了有效能损失确定温差贡献值的方法比传统方法求取的年度总费用减少23.31%,优化效果明显。     

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。      

UASB/水解酸化/SBBR工艺处理天然气净化厂污水

在常规天然气净化厂污水处理基础上,通过总结以往经验和优化工艺,提出采用UASB／水解酸4L／SBBR处理工艺,并在重庆某天然气净化厂中实际应用。根据全厂的污水量和水质情况,确定了具体的工艺方法,论述了主要构筑物设计情况、装置建成后的运行结果以及经济性分析。结果显示,该工艺出水中各项水质指标符合GB8978—1996《污水综合排放标准》中的一级标准,工艺是可行和成功的。该方法对类似的小流量、高负荷工业污水处理具有一定的启发和参考意义。     

焦炉煤气甲烷化工艺过程的Aspen Plus模拟

利用化工流程模拟计算软件Aspen Plus,对焦炉煤气合成天然气甲烷化工艺流程进行模拟计算分析,建立了工业过程详细流程,提供了流程模拟所用的物性参数及相关反应数据,模拟结果与实际试验数据吻合,很好的说明了模拟的可靠性。考察循环比和副产蒸汽压力变化等操作条件对反应器内催化剂床层温度的影响。