天然气J-T阀节流制冷工艺脱汞因素探讨

为了合理开发含汞气田,优化天然气净化工艺设计,有必要弄清楚汞及其化合物在天然气处理过程中的分布规律及影响因素。利用稳态流程模拟VMGSim软件对含汞气田的J-T阀节流制冷工艺流程进行模拟,研究了原料气汞含量、天然气处理量、乙二醇注入量、原料气组成及J-T阀制冷温度对天然气中汞的脱除率的影响。结果发现:原料气重烃组分越多,J-T阀制冷温度越低,天然气中的汞越易脱除;在J-T阀节流制冷工艺中,乙二醇溶液对天然气中的汞具有较强的富集作用,能有效降低干天然气中汞含量;当原料气中的汞含量小于一定值时可以不设置天然气脱汞装置。研究结果对我国脱汞装置的优化设计具有一定的实用性。     

天然气透平膨胀机脱水装置的研制及应用

针对目前油田转油站天然气脱水使用的光管冷却器存在脱水效果不稳定、安全性能差等问题,研制了天然气透平膨胀机脱水装置。该装置主要由热交换装置、气液分离装置、天然气制冷装置和排液装置等部分组成,以天然气透平膨胀机作为制冷核心单元,利用天然气自身输送压力推动膨胀机制冷,将天然气内所含水分液化,具有脱水效果好、保护环境、方便管理等优点。现场应用表明,该装置工作性能稳定,各项指标明显优于“干燥器”,脱水效率达到91.7%,是一种非常适合油田中转站的小型脱水设备。     

天然气液化装置制冷方法探讨

回顾了国内外几种比较成熟的天然气液化装置中采用的制冷方法（复叠式制冷循环、混合制冷剂循环、膨胀制冷循环等）以及该领域最新的研究进展，并对其进行了分析比较。在此基础上介绍了一种新式液化天然气的制冷方法--吸收制冷循环。该方法利用溶液浓度的变化来获取冷量，即制冷剂在一定压力下蒸发吸热，再利用吸收剂吸收冷剂蒸气，这种循环系统不仅适用于海上天然气液化装置，同时也适合于太阳能、地热能丰富的地区，既可降低产品成本又可实现废物利用。最后，还针对液化天然气运输、储存过程蒸气的产生，介绍了几种运输及储存装置中辅助制冷方法：G－M制冷机和Stirling制冷机、相变制冷、脉管制冷机。     

用于天然气液体回收和液化天然气的制冷新工艺一一混合冷剂制冷循环

一、前言混合冷剂制冷是对单一纯组份制冷和阶式制冷而言.热力学分析表明,在天然气液体回收和液化天然气装置上使用混合冷剂制冷,改善了能量的利用,不仅效率高、简单、而且易于控制和实现整个工艺操作的最佳化. 自第一套混合冷剂制冷循环装置于六十年代末在利比亚建成以来,混合冷剂的工艺流程和设备制造有了很大的发展.美国气体及化学产品公司、西德林德公司和法国液态空分公司在液化天然气装置的方案设计上,都采用混合冷剂制冷流程.目前世界上已建成几十套采用混合冷剂制冷的循环装置,并已投入使用. 混合冷剂     

中国石油工程建设有限公司西南分公司获国际专利授权

正2020年3月,中国石油工程建设有限公司西南分公司(以下简称"CPECC西南分公司")研发的"一种采用阶式制冷的天然气乙烷回收装置及方法"获得由俄罗斯知识产权局颁发的发明专利证书(专利号2708667)。"一种采用阶式制冷的天然气乙烷回收装置及方法"专利是100亿方/年天然气乙烷回收工艺包研发过程中产生的核心成果之一,可将单组分制冷剂多级节流,提高制冷效率,在一定程度上减小乙烷回收装置制冷部分的制冷剂压缩机负荷;具有设计简单,采购容易,单台压缩机功率较低,降低投资、能耗低和操作简单灵活的优点。     

丙烷压缩机循环制冷系统工艺流程优化

塔中油田120万天然气装置制冷系统有3台制冷压缩机:低压制冷压缩机4-K1、中压制冷压缩机4-K2、高压制冷压缩机4-K3。当高压制冷压缩机4-K3出现故障时,无法对原料天然气进行预冷,导致装置全面停产。本文通过工艺流程优化将4-K2作为4-K3的备用机组,避免该情况的发生。     

液化天然气冷能在丁基橡胶装置上的利用

针对液化天然气(LNG)冷能利用问题,在对丁基橡胶装置传统的制冷流程分析的基础上,提出LNG、乙烯和丙烯联合制冷方案(方案一)、LNG和丙烯联合制冷方案(方案二)。对于50 kt/a普通丁基橡胶装置,与方案一相比,方案二具有LNG气化压力低、制冷设备设计压力低、冷剂损耗小、装置占地面积小等优势;与传统的制冷流程相比,方案二具有制冷流程简单、制冷工艺设备数量少、工艺装置及公用工程投资少、装置占地少、公用工程消耗低等优势;LNG冷能利用的可行性研究表明,LNG制冷路线生产丁基橡胶可节能约20%,生产成本可降低约10%,在LNG供应充分的地区建设利用LNG冷能的丁基橡胶装置是可行的。     

克拉美丽气田天然气处理装置工艺改造研究

克拉美丽气田天然气处理装置采用注乙二醇防冻,J-T阀节流制冷,低温分离脱水脱烃工艺。但克拉美丽气田自投产后,井口压力差异大、压力递减快、气量变化幅度大等特点越发明显,部分运行参数远偏离设计值,导致外输天然气水露点和烃露点达不到要求,给天然气处理装置可靠运行带来严重的影响。针对天然气处理装置存在的问题提出了"分子筛脱水、外加丙烷制冷和浅冷分离脱烃"工艺改造方案,原料气温度、压力以及气量变化具有更强的适应性,装置操作灵活且稳定,满足克拉美丽气田中后期开发的需要。工艺改造后液烃产量由124 t/d提高到156 t/d,产量增加了25.81%,静态投资回收期为0.71 a,回收期较短。     

提高轻烃回收装置运行效率的对策

针对利津油气处理站轻烃回收装置由于天然气量不足造成运行不稳定、设备半负荷运行造成装置制冷效果差、运行效率低的问题,进行了分析,找出了影响装置运行效率的主要原因,在尽量减少投资的前提下提出了改进方案,实施后装置运行趋于平稳,制冷效果得到改善,轻烃收率、产量和质量得到提高,能耗下降,达到了提高装置运行效率的目的。     

浅谈透平膨胀机在油田伴生气脱水中的应用

介绍了当前天然气的主要脱水方法及其特点,针对处理站来气压力较小、流量不大的实际情况介绍了天然气透平膨胀机脱水装置的特点和适应性.天然气透平膨胀机脱水装置利用了透平膨胀机绝热等熵膨胀的制冷原理,借鉴了逆布雷顿循环系统,充分利用天然气自身输送压力推动膨胀机制冷,将油田伴生气由湿气处理成干气,同时分离出水、轻烃和杂质,是油田生产中高效节能的伴生气干燥系统.     

小型液化天然气生产装置

介绍了目前国内外小型液化天然气(LNG)的生产装置及其液化工艺现状。重点介绍了俄罗斯近年来在天然气加气站和配气站,利用天然气压差能量膨胀制冷生产LNG的技术。建议建设此类工艺的小型LNG生产装置。     

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ＬＮＧ作为天然气加工重要产品,其市场需求随着世界能源危机的加深和环境问题的突出而迅速增长。ＬＮＧ生产流程主要有混合制冷循环流程、膨胀机制冷的循环流程、带循环压缩机的天然气膨胀机制冷循环流程等三类。而实际生产过程中,到底选用何种方案,则需由具体情况确定。根据原料气的特点,提出了带循环压缩机的氮膨胀制冷循环;根据两级氮膨胀的天然气液化循环的特点,基于Ｌｅｅ－Ｋｅｌｅｒ状态方程,在对分凝器、节流阀、膨胀     

乙烯装置中尾气膨胀制冷及对深冷分离的影响

介绍了茂名石化乙烯裂解装置尾气膨胀制冷工艺。同时考察了尾气节流膨胀制冷和膨胀机膨胀制冷对分馏分离器、氢气回收系统及其它系统的影响。结果发现 ,尾气膨胀机膨胀制冷对深冷分离的效果好于节流膨胀制冷 ,可节约能耗 ,提高装置的负荷 ,是一种很好的制冷方法。     

泰安深燃LNG工厂工艺、设备国产化研究

泰安深燃LNG工厂首次采用多项国产工艺技术,设备全部实现了国产化。为此,详细介绍了泰安深燃LNG工厂根据原料天然气组成特点、供应情况和工厂处理量规模,综合考虑投资成本、能耗、设备操作的难易程度、设备制作周期等情况。泰安深燃LNG工厂选择了膨胀机制冷的天然气液化工艺,因而从工艺、流程和设备方面详细分析了泰安深燃LNG生产在净化、液化、储运及公用工程、仪表自控等方面的技术特点,总结了其在天然气净化单元采用醇胺法中的MDEA溶液脱除CO₂,采用等压吸附脱水,采用了活性炭脱汞、脱苯,在天然气液化单元采用双膨胀机并联制冷等技术创新。最后通过与其他LNG工厂天然气液化流程优缺点的对比,证明了泰安深燃LNG工厂工艺、设备国产化在技术和经济上的优越性。该研究对以后我国建设同类LNG工厂具有借鉴作用。     

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。     

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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。     

体积压裂技术在苏里格气田水平井开发中的应用——以苏53区块为例

城市天然气高压管网蕴含了巨大的压力能。通过对天然气输配系统的工艺分析,探讨了输配过程中压力能损失的回收方式及应用方向,提出了利用高压调压站的压力差通过螺杆膨胀机发电的天然气高压管网余压发电方案,描述了螺杆膨胀机的技术优势及关键技术。通过应用实例验证,螺杆膨胀发电技术安全可行,弥补了透平机械的缺陷,在天然气压力能回收和膨胀制冷工艺中值得大力推广。     

超音速分离技术在塔里木油气田的成功应用

超音速分离技术是一种集低温制冷及气液分离于一体的新技术,2011年6月,国内引进的首套超音速分离器（super sonic separator,3S）在中国石油塔里木油田公司牙哈作业区凝析气处理厂投产成功。为此,介绍了超音速分离器的工作原理及脱油脱水工艺流程。运行效果表明,相对于传统制冷（如J-T阀、冷剂和膨胀机制冷）设备,超音速分离器具有以下优势：①效率高。发生在超音速喷管中的膨胀降压、降温、增速过程以及发生在扩散器中的减速、升压、升温过程,均为气体的内部能量转换过程,经过全面优化设计,能使能量损失降低到最低限度。②能耗低。与低温法丙烷制冷相比,在凝液收率相同的情况下,3S可减少制冷压缩机电耗50%～70%;而3S代替膨胀机,在凝液收率相同的情况下,可多回收15%～20%的压缩功率。③无转动部件、属静设备,因此运行更加安全可靠。④工艺过程和设备简单,投资省。⑤本身无消耗,无须水、电、仪表风的支持,除了温度和压力的监控,不依赖控制系统,运行成本低。⑥无废水、废液排出,对环境无影响。⑦体积小,占地和占有的空间小。超音速分离器可以更深度地脱水脱油,从而提高商品天然气品质,并可增加凝液产量,同时明显降低能耗,获得更好的经济效益。     

PRICO○R天然气液化技术及应用实践

基于杭氧承担的国内煤制芳烃10×10⁴ t/a项目中的合成气深冷分离制LNG成套装置为背景,研发出一种带膨胀机的液化工艺。利用高压氮气通过透平膨胀机绝热膨胀的循环制冷提供大部分冷量,并利用双塔低温精馏实现合成气的分离与LNG的液化,气体在膨胀机中膨胀降温的同时,能够输出功并用于驱动增压机。该工艺相对于混合冷剂工艺来说,具有整体紧凑、占地面积小、冷剂消耗少(约89%)、综合运行成本较低、安全性高、启动时间短以及适应在70%~110%的变负荷工况下运行等特点,充分实现了从工艺到设备国产化的目标。      

煤制甲醇中的合成气深冷分离制LNG的工艺研发

基于杭氧承担的国内煤制芳烃10×104 t/a项目中的合成气深冷分离制LNG成套装置为背景,研发出一种带膨胀机的液化工艺。利用高压氮气通过透平膨胀机绝热膨胀的循环制冷提供大部分冷量,并利用双塔低温精馏实现合成气的分离与LNG的液化,气体在膨胀机中膨胀降温的同时,能够输出功并用于驱动增压机。该工艺相对于混合冷剂工艺来说,具有整体紧凑、占地面积小、冷剂消耗少(约89%)、综合运行成本较低、安全性高、启动时间短以及适应在70%~110%的变负荷工况下运行等特点,充分实现了从工艺到设备国产化的目标。