基本负荷型天然气液化HYSYS软件计算(一)

我国液化天然气技术起步较晚,水平不高,至今没有大型天然气液化装置。随着我国天然气工业的发展,对液化天然气的需求量不断增加,而液化天然气的设计制约了液化天然气工业的发展,主要是计算问题没有取得突破。被专家们称为＂计算困难＂[1]。之所以困难,一是混合冷剂的组成保密,无法知道;二是对流程的解读尚未清楚。本文在研究APCI和文莱丙烷预冷混合冷剂天然气液化流程的基础上,解读了流程的计算方法,给出了HYSYS软件计算流程图,并用HYSYS软件进行了液化流程计算和混合冷剂的初步筛选,对从事天然气设计人员有一定的借鉴作用。     

C3/MRC天然气液化工艺优化模拟

为降低天然气液化中丙烷预冷混合冷剂液化工艺(C3/MRC)的能耗,采用Aspen HYSYS软件建立了优化计算模型.结合KBO法和优化器中的Box算法,以系统最小能耗为目标函数,换热器最小换热温差3°C为约束条件,工艺参数和制冷剂配比为决策变量,对C3/MRC流程进行了优化模拟.结果显示,优化后单位质量天然气的液化能耗...     

基本负荷型级联式天然气液化HYSYS软件计算模型

级联式天然气液化方法,是最初的天然气液化形式,世界上首座基本负荷型级联式天然气液化装置建在阿尔及利亚。冷却介质依次为水、丙烷、乙烯和甲烷。该法因其流程复杂而被后来的丙烷预冷混合冷剂液化流程所代替,但有些小装置因该流程比较节能,仍有一定使用价值。本文介绍一种简单的级联式天然气液化流程HYSYS软件计算模型,供设计时参考。     

调峰型天然气液化HYSYS软件模型

调峰型天然气液化装置的特点是规模比较小,主要用于用气不平衡时的调峰用,有的输气管道末端常设计有调峰型天然气液化装置。流程多采用膨胀制冷,虽然能耗较高,但流程简单。本文介绍一种常用的、用氮气为冷却介质的膨胀制冷流程的HYSYS软件计算模型,供从事天然气液化设计人员参考。     

单级混合冷剂天然气液化工艺优化及分析

以四川省某天然气液化工厂实际运行参数为依据,采用HYSYS软件模拟了单级混合冷剂天然气液化工艺流程.以比功耗为优化目标,分别使用黑箱(BOX)算法、序列二次规划(SQP)算法、遗传算法(GA)对冷剂组分、冷剂压缩压力、蒸发气(BOG)压缩压力等操作参数进行了优化,并从比功耗和换热器传热温差两方面对比了各算法的优化效果....     

级联型天然气液化HYSYS计算模型研究

LNG调峰站主要用于天然气液化调峰使用,调峰装置的推广使用会对我国液化天然气工业发展产生深远影响。法国燃气公司所采用的新型级联型天然气液化流程调峰装置代表了目前国际上天然气液化流程的发展趋势。由于国外公司并没提供该装置的模拟计算,致使生产运行中有些参数无法进行优化控制。结合该装置的生产运行参数,采用国际上著名的HYSYS软件进行模拟、分析、研究和计算,找出其中的关键参数控制点。该模型研究不仅对天然气液化设计提供理论依据,还可对所建装置进行生产分析,优化系统参数,提高运行负荷,以最少的能耗获得更高的产率。该计算模型研究对于国内开展天然气液化设计提供理论上的指导;对所建天然气液化装置提供参数优化、工况考核等技术支撑。     

基于ASPEN HYSYS和MATLAB天然气液化流程的优化

为设计一种更节能的小型天然气液化装置,本文通过MATLAB中的ActiveX组件将ASPEN HYSYS与MATLAB连接起来,MATLAB利用ASPEN HYSYS中的spreadsheet对流程的参数进行读取,利用MATLAB的计算能力对液化流程中的参数进行相关的计算并返回ASPEN HYSYS中进行验证,以液化率和比功耗为流程性能评价指标找到了参数的最优值,实现了流程的优化。     

宜宾大塔轻烃回收项目工艺设计及参数优化

宜宾大塔轻烃回收项目是对宜宾大塔浅层油气田气进行处理以回收天然气中的轻烃并联产液化天然气(LNG)的项目。根据油气田天然气组分和项目的特点,轻烃回收工艺采用DHX工艺,天然气液化采用单循环双节流混合冷剂制冷工艺。由于宜宾地区的外输气管网压力已定,需要对典型的DHX工艺进行调整优化。采用HYSYS模拟软件对轻烃回收及天然气液化过程进行模拟、计算和优化,对比不同操作温度下工艺装置运行结果,并从能耗、回收率、经济效益等方面进行比较以确定最优的工艺操作参数。     

天然气液化混合冷剂配方优化研究

混合冷剂制冷是目前天然气低温液化的重要手段,由于操作工况复杂、冷剂介质多相共存,制冷剂的选择及配方优化已成为天然气混合冷剂液化技术面临的主要问题。本文采用均匀设计实验方法对混合冷剂配方进行研究,首先依据不同制冷剂组分在不同温区制冷的原理,初步选定基本冷剂组分;然后通过HYSYS模拟不同组成混合冷剂的制冷效果,通过实验结果分析混合冷剂中各组分的作用;在保持操作压力及处理量不变的条件下,以冷剂的最小循环量为目标参数进行优化分析,最终形成混合冷剂优化配方,从而避免了采用复杂原理探讨和试算的传统方法。     

CⅡ法天然气液化HYSYS软件模拟计算

上海浦东LNG装置是我国第一座CII法的调峰型天然气液化装置,采用法国燃气公司新型混合冷剂制冷流程,该流程代表了目前国际上天然气液化流程的发展趋势,其设计目的是为液化装置提供投资少、运行成本低的流程。对于该装置的模拟计算不仅可对天然气液化的设计提供参考,还可以对装置的生产状况通过模拟计算进行分析,对设计和生产都有一定的借鉴意义。     

基于混料设计的MRC工艺中混合冷剂配比的优化

为解决混合冷剂制冷循环液化天然气工艺中冷剂合理配比困难的问题,达到节能降耗的目的,在确定合理的冷剂运行工艺参数的基础上,借助Design Expert设计软件,采用一种有约束条件的混料实验设计法对混合冷剂配比进行了优化,得到了最优混合冷剂配比。结果表明冷剂的最佳运行工艺参数为:中压冷剂压力1860kPa,高压冷剂压力3800kPa,中压冷剂温度36℃,高压冷剂温度36℃时,最优的冷剂物质的量组成为:N_27.0%、CH_425.0%、C_2H_432.4%,C_3H_818.7%,i-C_5H_(12)16.9%,并通过Aspen HYSYS模拟现场工况验证了其可靠性。在混合冷剂最优条件下,天然气液化装置中冷量利用率提高16.56%,冷剂循环量较优化前降低12.86%,每吨液化天然气(LNG)生产能耗降低7.61%,满足生产要求。     

压差式调峰型天然气液化流程

近年来,高压天然气长输管道迅速发展,长输天然气通过门站调压后进入城市燃气管网,根据城市管网不同的压力等级,天然气降压幅度最大可达10MPa左右,这部分压力能被浪费在调压阀上。"压差式调峰型天然气液化流程"利用等熵膨胀制冷技术,将这部分损失的压力能转化为冷能来生产LNG,实现管道部分天然气的液化,大大降低LNG的生产成本,同时也起到了调峰的作用。利用HYSYS软件对流程进行模拟优化,分析不同参数对液化率、可行性等方面的影响,经过模拟,此流程液化率最大可达11.2%。     

基于混合冷剂外冷的分输站压差液化天然气研究

为了提高利用分输站压差制冷液化天然气工艺的液化率,该工艺增加了混合冷剂外冷,其液化流程可分为膨胀前预冷液化天然气流程和膨胀后外冷液化天然气流程。对两种工艺流程建立最大年均利润总额目标函数,并对其自由度敏感性进行分析。通过实例分析计算得出,分输站利用压差液化天然气工艺采用膨胀前预冷比膨胀后外冷经济效益更高。     

基本负荷型级联式制冷工艺用能分析

基本负荷型制冷液化工艺中,级联式制冷工艺和混合制冷剂液化流程(MRC)应用最为广泛。最初的天然气液化方式采用级联式制冷工艺,冷却介质依次为水、丙烷、乙烯和甲烷。该工艺虽然流程复杂,但比较节能,在国内外仍有一部分制冷液化装置采用该工艺。采用HYSYS软件建立级联式制冷工艺计算模型,对该制冷工艺中相关参数进行优化,得到各关键节点及相应流程的最优值参数;并对原料气处理量,压缩机出口压力、系统功耗和各制冷剂循环量之间的关系进行了分析。为现场运行提供理论指导,并对相关液化装置的设计和运行参数优化、工况考核等提供技术支持。     

预冷混合冷剂液化天然气流程优化与对比

为了降低混合冷剂液化天然气流程的能耗,采用预冷措施。其中,常用的预冷方式有丙烷预冷和混合工质预冷。为获得两种预冷混合冷剂液化天然气流程的最优性能,对预冷混合冷剂液化流程建立比功耗为目标函数进行分析。同时,结合实例对丙烷预冷混合冷剂液化流程和双混合冷剂液化流程进行对比分析。结果表明:双混合冷剂液化流程较丙烷预冷液化流程的熵增小,冷凝液化效率高,且比功耗低,装置运行成本低。     

肇庆液化天然气项目脱氮工艺方案选择

针对肇庆液化天然气项目的气源中氮气含量偏高的特点,初步选择BOG再冷闪蒸、BOG再冷提馏和天然气汽提三种工艺方案,采用HYSYS模拟软件对各方案进行流程模拟优化计算,通过各方案的装置运行能耗、LNG中氮气含量和放空气中甲烷含量三项指标进行对比分析,最终确定采用BOG再冷提馏的工艺方案,因其LNG氮含量低、能耗低,尽管放空气甲烷含量高一些。     

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。     

带丙烷预冷的混合制冷剂液化天然气工艺优化

采用HYSYS软件,建立丙烷一级、二级和三级预冷的液化天然气工艺模拟流程。对相同操作条件的原料天然气,在冷量功耗相同条件下,丙烷预冷级数越多,节能效果越好,但效果逐渐减缓,而流程的复杂程度、设备数量增加较快。利用带三级丙烷预冷的混合制冷剂液化天然气流程,对原料天然气进行液化。通过对混合制冷剂组分配比等参数进行优化,得到流程的最小比功耗是6.717 kW·h/kmol。液化2 000 kmol/h的原料气,仅需3 827 kmol/h混合制冷剂,达到了工况优化和节能的目的。     

LNG膨胀前预冷差压液化流程参数优化

伴随国内外天然气管网的迅猛发展,天然气分输站调压过程蕴含压力能的回收利用已逐渐引起业内的重视。为了有效回收天然气分输站压力能,降低液化天然气的生产成本,本文采用膨胀前预冷的液化天然气流程回收压力能的同时得到LNG产品。通过建立预冷系统的数学模型,对预冷冷剂的配比、预冷温度及高、低压力进行了参数优化,并以最大年利润为经济目标,利用HYSYS优化器对比分析参数优化前后的差压液化工艺,结果表明参数优化后液化流程的年利润总额可增加1.15×10~3万元/a,有效地降低了装置的能耗,经济效益得到提高。     

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。 