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。     

基本负荷型天然气液化HYSYS软件计算（二）

1998年,Terry采用HYSYS软件,对典型的调峰型天然气液化流程进行了模拟计算与优化。我国目前缺乏天然气液化流程设计经验,在专用天然气液化模拟软件的开发方面比较欠缺。而HYSYS软件正好可以弥补这一缺陷。用HYSYS软件可以很方便地对混合冷剂的组成进行优化。本文以采用闭式混和冷剂液化流程的基本负荷型液化装置的利比亚伊索工厂为例,用HYSYS软件进行了计算,给出了HYSYS软件计算流程模型和计算结果,可供从事液化天然气设计等人员参考。     

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。     

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。     

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。     

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以目前技术和设备较成熟的串联双级氮膨胀循环的天然气液化流程为模型，针对“西气东输”气源条件，面向中小城市LNG储运、调峰和LNG—CLNG汽车加气站使用的小型天然气液化装置，根据在国内进行的设备调研和系统优化结果，进行了流程的数值模拟计算，给出了主要设备的工程参数及各节点的工艺参数值。该装置的特点是：全部设备国产化、设备投资小、操作运行简单，对气源适用范围广，易于推广。     

可提高效率及海上适应性的浮式双混合制冷剂天然气液化工艺

浮式天然气液化装置(LNG Floating Production Storage and Offloading Unit,缩写为LNG-FPSO)具有便于迁移、设备可靠、安全性高等优点,但其海上适应性较差。为此,中海石油气电集团有限责任公司技术研发中心研发了一种浮式双混合制冷剂的天然气液化工艺流程,进行了流程模拟并与中国石油大学(华东)合作建造了实验装置;通过利用不同配比的两种混合冷剂实现DMR模块化设计及流程运行参数的优化,提高了LNG-FPSO工艺的效率及海上适应性。同时选择适应于海上复杂工况的设备进行双混合制冷剂流程的实验,并针对压缩机出、入口压力、水冷器温度等关键参数进行误差分析以及控制方案的确定,通过实验确定了流程中实际操作参数,为LNG-FPSO实际生产中的设备选型和运行提供了经验。最后分析了该工艺对原料气温度、压力、流量以及组分含量的敏感性,并给出了该工艺在生产中适应的参数变化范围。结论认为:该工艺可适应于复杂的海况并进行大规模的天然气液化处理。     

混合工质循环与氮膨胀循环的经济性分析

近几年国内天然气液化技术主要采用混合工质液化循环和氮膨胀液化循环。为探讨两种流程的经济性，设计了混合工质液化循环和双级氮膨胀液化循环两种流程，分别对这两种流程进行了模拟，优化了流程的参数，并对它们的投资和运行费用等进行了分析。混合工质液化循环比氮膨胀液化循环复杂，设计计算困难，但其运行费用仅为氮膨胀液化循环的三分之二，而初期投资也比双级氮膨胀循环要低。混合工质循环投资少、功耗低、经济性好，应是国内发展小型天然气液化装置的首选流程。     

ProMax软件在高酸性天然气净化工艺的应用及研究

ProMax是美国布莱恩研究与工程公司开发的一款应用于天然气净化、炼油加工等领域的工艺流程模拟软件,近年进入国内使用。为了验证ProMax软件的物性库、动力学及计算准确性,并研究天然气净化过程中不同参数的影响规律,结合某大型天然气净化厂脱硫单元工艺流程,采用ProMax基于针对电解质体系开发的Amine Sweetening物性包搭建高酸性天然气脱硫模型进行工艺流程模拟,对天然气脱硫脱碳及COS水解过程操作参数的影响进行计算和分析,将计算结果与装置实际运行数据进行对比,结果表明,该软件对高酸性天然气净化流程模拟计算可靠,可为天然气净化厂的工艺设计及操作优化提供借鉴。     

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介绍了我国的LNG示范装置、调峰型工厂和基本负荷型工厂的状况，包括这些装置和工厂的生产规模和工艺流程。这些流程包括：级联式、混合制冷剂、带膨胀机的液化流程制冷，并比较了各自的使用特点和优劣。最后指出了我国LNG工厂的发展方向：根据国情，依据具体的设计条件和外围条件，对不同液化流程的投资成本、比功耗、运行要求进行全面的对比分析；要紧跟当前天然气液化流程追求简便、高效的发展趋势，综合考虑各种液化流程的技术特点，开发适合我国实际情况的新型液化流程——流程精简、设备少，冷箱结构紧凑，换热效率高，火用损小，压缩机和驱动机高效、可靠，应大力发展具有调峰、机动能力的中、小型LNG装置，以适应我国已经面临大规模开发利用天然气的新形势。     

海南小型LNG工厂液化工艺方案特点

海南LNG工厂在国内首次利用氮气二级膨胀液化工艺。为此,讨论了海南LNG工厂天然气净化、液化系统技术方案的制订,针对原料气气质特点设计了DGA溶液脱酸工艺和氮气膨胀制冷工艺方案,对其进行了流程模拟计算,得到了各物流节点的设计参数,并计算出了天然气液化流程中压缩机能耗、制冷剂流量、各换热器的换热量等参数。装置运行考核结果表明：该DGA溶液脱酸工艺和氮气膨胀制冷工艺技术运用合理,工艺路线可行,工艺技术指标均达到了设计要求,为其他小型LNG工厂提供了一种新的天然气液化工艺选择方案。     

开式天然气膨胀液化流程动态仿真

利用Aspen MUSE软件,以稳态模型数据为基础,对开式天然气膨胀液化工艺系统中的换热器参数进行计算并校核,再以Aspen MUSE计算出的换热器主要参数在Aspen HYSYS软件中搭建出膨胀液化流程的动态模型。利用开式天然气膨胀液化工艺动态仿真模型分析进口压力、进口温度及天然气组分等工况变化对该工艺流程的影响,从而验证液化工艺在调峰工况下的适应性。在研究进口压力、进口温度及甲烷含量对液化工艺的影响中,分别将进口压力、进口温度及甲烷含量作为自变量,分析进口温度、进口压力分别变化5%、10%、15%,甲烷含量为5%和10%时,对液化系统液化率及关键设备效率的影响,结果表明,工艺运行情况和适应性均良好。     

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。     

液化天然气接收站高压外输时气化工艺优化模拟

目前,国内液化天然气(LNG)接收站已进入生产实践探索及运营管理阶段。实践表明,不合理的工艺运行参数往往造成能源浪费及设备的损坏。研究基于国内某液化天然气接收站气化工艺流程,探讨高压外输时气化能力影响因素,对气化能力影响因素进行分析,并进行性能校核验算,建立优化运行理论图版,得到该气化工艺下生产运行时优化工艺参数以及优化后合理的气化工艺设计方式,以期为液化天然气接收站高压外输时气化优化运行及运营管理提供理论参考。     

天然气液化工艺技术研究及应用

简要介绍了液化天然气(LNG)的性质、用途和中原油田天然气液化生产装置的设计、生产规模及主要技术经济指标。并着重针对中原油田高压天然气的特点,研究出了液化率高、能耗低的天然气液化工艺技术。该套装置投产使用后,工艺方案切实可行,生产运行平稳,达到了设计要求,为国内LNG产业的发展提供了很好的借鉴作用。     

中国科学院提出加快我国具有自主产权的LNG技术研发的建议

目前，国际上液化天然气技术已经实现了较高程度的商业化运作，从液化天然气工艺设计到施工，以至调试运行、人员培训等完全商业化运营。国际大公司基本拥有各自的天然气液化流程、冷箱设计专利及核心技术，另外拥有比较成熟的项目运营管理经验，这是国内研究设计单位所严重缺乏的。虽然国际上关于天然气的运作已经商业化，但是各公司仍然大力投入天然气液化技术的研发，以进一步提高天然气液化流程效率，减小系统复杂性，提高可靠性，以及减少设备初投资及运营成本等。     

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%。     

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小型天然气液化装置对利用边远小油气田的天然气（包括伴生气）是很有意义的，同时又为远离天然气管网的用户使用天然气提供了方便，并使汽车使用较为廉价的LNG成为了可能。为此，对小型天然气液化装置备选的液化流程进行了比较，通过分析选择了可能的最佳方案：混合制冷剂Brayton循环。该流程结构简单，设备可靠，便于集成一体化以适应车辆装载要求，可实现快速机动部署；还对其进行了工艺设计和系统分析，得出了小型天然气液化流程设计的相关结论。     

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。     

油田伴生气乙烷回收HYSYS计算模型研究

通过考核大庆天然气公司深冷工厂的运行数据,并加以研究计算,提出了深冷计算的HYSYS计算模型。并将该模型计算数据与现场装置运行数据进行比较考核,考核后发现运行数据和计算数据吻合较好,印证了该计算模型的正确性。通过对油田伴生气组分的分析得出,天然气深冷在很大程度上回收了乙烷。该研究模型对于已建或将建深冷装置具有实时调整参数、优化参数、提高产率、降低能耗等设计参考价值。