一种评价天然气液化工艺技术先进性的新方法

国内外针对大型天然气液化工艺技术开展的能耗对比研究存在结论不一致的问题,主要原因在于流程模拟的优化程度与工艺参数选取不同,且流程模型缺乏验证。通过分析影响天然气液化能耗的工艺技术因素和自然条件因素,指出采用液化能耗作为LNG工艺评价指标必须以自然条件相同为前提,而液化效率定义为理论液化功与实际液化功之比,自然条件因素由理论液化功体现,从而液化效率直接反映工艺技术的性能表现。利用LNG工厂的运行数据进行工艺计算,通过对比实际液化效率的方法来衡量不同液化工艺技术的先进性,避免了流程模拟方法存在的可靠性问题。对全球不同地区的13座LNG工厂应用液化效率评价方法,结果表明:C3MR流程在低温环境下性能明显下降,DMR流程则显示出更强的适应性与操作灵活性,而级联流程相比其他液化工艺流程液化效率较低。

双混合制冷剂液化工艺应用于海上FLNG的适应性模拟分析

双混合制冷剂液化工艺(DMR)在海上FLNG应用时受到波浪晃荡的影响,分离器会出现分离不完全和换热器会存在换热不充分的现象,从而影响液化工艺的性能指标。通过建立DMR静态仿真模型,对分离器气相中重组分含量进行了敏感性分析,结果表明分离器气相中重组分含量的增加会降低DMR液化能力;在静态仿真模型的基础上,建立DMR动态仿真模型,针对我国近海海况进行了晃荡条件下分离器和换热器扰动敏感性分析,结果表明,分离器和换热器在晃荡条件下均会使DMR液化能力有所下降,但下降程度不足2%,说明DMR具有较好的海上适应性。本文研究成果可以为FLNG液化工艺、设备等方面提供理论基础,具有较强的理论和工程意义。

双循环混合制冷剂天然气液化流程的优化模拟

为了降低天然气液化工厂中液化单元双循环混合制冷剂天然气液化流程(DMR)的功耗,文中采用化工过程模拟软件HYSYS建立了优化计算模型,该模型以系统最小功耗为目标函数,以混合制冷剂压力和配比为决策变量,选取了一种典型的天然气组分对DMR液化流程进行了优化模拟,得到了流程中各点的状态参数、最优操作参数和最优混合制冷剂配比。在优化过程中发现,优化的实质是:在满足各换热器最小温差情况下,通过对混合冷剂配比和流程参数的优化使各换热器内的平均换热温差尽可能减小。此外,在保证99.6%的高天然气液化率的情况下,文中得到流程的单位质量天然气的液化功耗为271 kW/t,液化■效率为45.4%,与国内现行的DMR流程功耗相比,能耗显著降低。

中国南海FLNG液化技术与关键设备方案研究

浮式液化天然气生产储卸装置(LNG-FPSO,简称FLNG)是集海上天然气的液化、储存、装卸和外运为一体的新型FPSO装置。近十年来随着深海油气开发的推进,国内外掀起了FLNG研究、设计的高潮,FLNG也成为中国开发南海深水天然气的重要技术手段。本文针对我国南海深水天然气开发,研究并提出一套具有自主知识产权的200万吨级/年的FLNG上部液化技术与关键设备方案,包括:双塔双胺液循环新工艺;适用于FLNG的改进DMR液化工艺;冷剂压缩机驱动与发电采用定型航改燃机;预冷与液化深冷主换热器采用自行开发的FLNG铝制绕管换热器,具有安全可靠和高效易操作的技术优势。最后对推进我国南海FLNG工程化实施提出了两点建议:(1)加强FLNG铝制绕管换热器国产化研制和试验;(2)提高FLNG工程化实践能力。

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。

南海深水气田大型FLNG装置液化工艺动态特性研究

中国南海深水气田开发迫切需要应用新型开发模式-浮式天然气液化装置（FLNG）.论文以南海某大型深水气田为研究目标,针对FLNG新型装置的关键技术,开展了液化工艺动态特性分析研究.由于双混合制冷剂（DMR）工艺处理大和海上适应性好,更适用于大型FLNG装置,采用DMR工艺进行动态仿真分析.在流程中天然气流量、压力、温度发生扰动及开停车工况下,对DMR流程关键参数的动态响应进行研究,结果表明：通过调节DMR冷剂的循环量,两个循环系统均能在一段时间后重新恢复稳定,验证了DMR工艺在原料气入口条件扰动时的稳定性和可靠性,能够实现DMR流程预期的开停车作业,为实际系统的调试和运行提供了理论依据.