不同开车工况对天然气脱碳装置响应特性影响

由于气田及输送环境影响,现场运行长期处于波动状态,而装置能否稳定运行与其在不同工况下的响应动作是否及时有效息息相关。为分析装置在不同开车工况下的响应特性,本文基于实验室建有的天然气脱碳循环实验装置实际运行情况进行优化研究,分析其中关键影响因素。研究结果表明,在单因素实验研究中,开车工况下不同进气流量、塔内压力以及贫液进塔温度对于吸收塔内温度场及闪蒸罐液位响应特性的影响差别不大。而对于开车工况处于较大的进气流量、较高的塔内压力、较低或较高的贫液进塔温度,其控制器响应会出现一定延迟或塔釜液位波动幅度较剧烈的情况。因此以吸收塔塔釜液位响应时间为评价指标,利用BBD设计法对各因素交互作用进行响应面分析,得到吸收压力对塔釜液位响应时间的影响极显著,并且在三种因素交互作用中,吸收压力与贫液进塔温度的交互作用对目标值的影响更为显著。     

混合制冷天然气液化工艺模拟及优化研究

采用化工模拟软件HYSYS对珠海天然气液化工艺进行了模拟计算,分析了工艺参数的变化对流程性能指标(压缩机及泵的耗功、冷却器的制冷负荷及换热器中低压制冷剂的制冷量)的影响,并从降低流程耗功及制冷量的角度,给出了参数优化的建议。     

新型LNG装车潜液泵设备研制及性能测试

国内中小型天然气液化工厂的LNG装车泵基本上都采用进口的低温卧式离心泵,价格昂贵,并且在实际应用中存在容易泄漏、LNG损失大、安装拆卸过程复杂等问题。本文将潜液泵的概念引入LNG装车泵领域,完成了技术攻关和设备研制,并且依托实际生产项目完成了设备性能测试,实现LNG装车泵设备的国产化和工程化。     

工况突变下的天然气脱碳装置动态响应模拟

由于气田来料及环境差异较大,而这些工况波动极易造成工艺参数无法达到最优状态、设备运行能耗增加等。依据现有的天然气脱碳循环装置,建立Aspen HYSYS动态模型进行响应特性研究,探究工况突变下单一因素及因素间交互作用,分析关键影响因素。研究结果表明：单一因素突变工况中,各关键参数均可较快回稳。但是由于贫液入塔流量固定,无法对工况突变做出自动响应。同时,进气压力发生突变时,吸收塔塔顶压力及塔釜液位会出现过度调节。因此以吸收塔塔釜液位波动幅度为目标响应值,借助响应面分析法对非单一因素突变工况进行动态响应模拟研究及优化改进,发现新控制方案下,各参数总体波动幅度降低了15%～40%,响应时间缩短了10%～20%。     

LNG绕管式换热器用超长无缝铝合金管系列管研究与开发

超长无缝(300m以上)铝合金管作为大型绕管式换热器的核心部件,长期以来,全球仅由极少数厂家垄断生产并定向供货,成为大型绕管式换热器国产化的瓶颈.本文主要介绍LNG绕管式换热器用超长无缝铝合金管系列管研发关键技术,主要包括超长无缝铝合金管加工工艺研究、生产制造流程、关键控制指标、产品规格和精度等.结果表明,超长无缝铝合...     

PZ活化MDEA胺液配方发泡特性研究及预测

通过实验研究不同质量分数PZ活化MDEA胺液的发泡特性,分别在无杂质和有杂质的情况下进行发泡实验,以发泡高度和消泡时间为评价指标,分析胺液发泡特性,给出胺液的建议质量分数范围,并运用Matlab软件对实验数据进行拟合,将发泡高度和消泡时间实验数据与拟合数据进行对比。研究发现:对于无杂质情况下的PZ活化MDEA胺液,当MDEA质量分数较小时,添加少量PZ能降低胺液的发泡高度和消泡时间。当MDEA质量分数较高时,随着PZ质量分数的升高,胺液的发泡高度和消泡时间增大。在天然气脱碳胺液配方筛选时,从无杂质胺液的发泡特性角度考虑,当胺液中PZ质量分数小于6%且MDEA质量分数小于32%时,胺液不易发泡。对于含有杂质的PZ活化MDEA胺液,PZ活化MDEA胺液的发泡高度整体上随MDEA及PZ质量分数的增大而增大。在天然气脱碳胺液配方筛选时,从含有杂质的胺液发泡特性角度考虑,MDEA质量分数应控制在32%以内,PZ质量分数应小于5%。通过实验数据拟合,得到PZ活化MDEA胺液分别在无杂质及有杂质情况下的发泡高度及消泡时间的拟合公式,对比实验数据和拟合计算数据,得出拟合公式能够较为准确地预测PZ活化MDEA胺液的发泡特性。     

Aspen HYSYS对胺法脱碳再生工艺模拟的适用性

为分析Aspen HYSYS软件模拟的可靠度,进一步确定HYSYS软件在胺法脱碳再生工艺中的适用性,基于自主设计搭建的胺法脱碳中试试验装置,建立相应的HYSYS软件稳态仿真模型,对不同原料气气质、胺液流量、胺液配方、再生压力、再生温度下的胺液解吸率及再生能耗进行模拟、误差计算,分析HYSYS软件在胺法脱碳再生工艺中的适用性。研究结果表明,利用HYSYS软件模拟胺法脱碳过程中的再生工艺时,模拟结果随工艺参数的变化规律与试验结果总体保持一致,除个别不利于再生的工艺参数外,HYSYS软件的模拟适用性均较好;HYSYS软件中影响再生效果的5个工艺参数对模拟适用性影响较大的是再生压力,MDEA+MEA和TEA+MEA两种不同配方影响较小。另外,对再生能耗模拟误差影响较大的是再生温度,在一定塔底压力下,再生温度存在一个转折点,高于该温度时,再生能耗大幅度增加。本次验证过程中,再生温度115℃左右为一个转折点,但HYSYS软件的总体模拟能耗适应性均较差。     

哌嗪活化N-甲基二乙醇胺半贫液脱碳工艺配方优选及参数优化

哌嗪(PZ)活化N-甲基二乙醇胺(MDEA)半贫液脱碳工艺是高含碳天然气预处理能耗高问题的解决途径之一。针对某天然气处理陆上终端采用的PZ活化MDEA半贫液脱碳工艺(设计天然气处理能力为8×109 m3/a,原料气中CO2体积分数为35%),采用吸收再生实验方法对系统中存在的贫液、半贫液吸收CO2性能以及富液解吸CO2性能进行考察,优选适用于半贫液脱碳工艺的胺液配方,并采用HYSYS软件建立半贫液工艺模型,对筛选出较优工艺配方下的工艺参数进行优化。结果表明：随着总胺浓度增加,贫液、半贫液吸收CO2性能及富液解吸CO2性能先增加后减小,较优总胺质量分数为40%;总胺质量分数一定时,随PZ添加量增加,贫液及半贫液吸收CO2性能先增加后减小,解吸CO2相对再生能耗先增加后降低,PZ较优添加质量分数为3%,之后随着PZ添加量的增加,解吸CO2相对再生能耗又缓慢升高,较优胺液配比(质量分数)为37%MDEA+3%PZ;模拟得到较优工艺参数为再沸器温度386.15 K,贫液吸收温度323.15 K,贫液循环量253 m3/h、半贫液循环量1147 m3/h。     

天然气胺法脱碳吸收反应热实验研究

采用自主设计的绝热反应量热仪测定了N-甲基二乙醇胺(MDEA)、哌嗪(PZ)以及2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP)在不同条件下吸收CO₂的反应热,考察了CO₂负载量、总胺质量分数、温度、压力及混合溶液的配比等对吸收反应热的影响。结果表明：MDEA溶液的反应热明显低于PZ和AMP,其反应热范围为50～55 kJ/(mol CO₂),而PZ和AMP的反应热范围为65～70 kJ/(mol CO₂);各影响因素对反应热变化规律影响程度不同,其中醇胺种类影响最大,其次为CO₂负载量。在MDEA溶液中添加PZ或AMP构成的二元复配胺液,其反应热相比于MDEA溶液分别提高了5～10、10～12 kJ/(mol CO₂)。在二元复配胺液38%MDEA+2%PZ基础上,分别加入AMP、乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)以及三乙胺(TEA)构成的三元复配胺液中,加入MEA和DEA后反应热升高较为明显,分别达到了78和73 kJ/(mol CO₂)...     

MDEA活化胺液在天然气预处理工艺中的吸收性能

目前天然气预处理工业中存在各种不同类型的胺液活化剂,不同的胺液活化剂具有各自的优缺点,其中,最常用的是甲基二乙醇胺(MDEA)的活化胺液。本文通过实验研究了以MDEA为主吸收剂,添加5种不同种类胺液活化剂(MEA、DEA、TEA、DETA、TETA)的吸收性能,包括吸收速率、吸收负荷等,并对实验结果进行了对比分析。实验结果表明:在本文实验条件下,MDEA与伯胺、仲胺的混合胺液吸收负荷较高,综合脱碳效果较好;MDEA与烯胺的混合胺液可以显著提高反应速率,但会受到胺液中CO2负荷的影响;TEA吸收速率最慢,不适合做MDEA的活化剂。本文研究内容为混合胺液工业应用提供了技术指导。