联产LNG天然气低温-膜分离提氦工艺模拟设计

为了解决传统提氦工艺单位能耗高、提氦效率低和经济成本高等问题,对天然气低温-膜分离提氦工艺和联产液化天然气(LNG)的天然气低温提氦工艺进行了分析,结合各工艺的优势,设计了联产LNG天然气低温-膜分离提氦工艺。使用Aspen HYSYS软件对3种工艺的装置综合能耗、氦气回收率、氦气含量(体积分数,下同)进行了模拟计算。结果表明,装置在最低操作温度为-188.3℃的情况下,联产LNG天然气低温-膜分离提氦工艺的氦气回收率最高(99.99%),提取氦气含量最高(99.95%),LNG产量为678.4 kmol/h,LNG液化率为94.6%。与天然气低温-膜分离提氦工艺和联产LNG天然气低温提氦工艺的相应运行参数相比,联产LNG天然气低温-膜分离提氦工艺压缩机总能耗降低了12.68%,装置综合能耗降低了18.75%。最终建立的联产LNG天然气低温-膜分离提氦工艺可以有效提高氦气回收率和纯度,降低了能耗和投资成本,实现了能量最大化利用,同时可以生产出两种产品(精氦和LNG)。

自聚微孔聚合物低温碳捕集性能研究

膜法CO_(2)捕集是解决当今世界碳排放的一个重要方法,低温膜分离是近年来兴起的一种高效CO_(2)分离技术.本研究结合了自聚微孔聚合物高CO_(2)透过率和低温下聚合物膜材料高CO_(2)/N_(2)选择性的特点来同时获得高CO_(2)透过率以及CO_(2)/N_(2)选择性的聚合物膜材料.首次探讨了高比表面自聚微孔聚合物PTMSP以及PIM-1在低温下CO_(2)透过率以及CO_(2)/N_(2)的选择性之间的关系和内在影响因素.其中,PTMSP表现出CO_(2)的透过率和CO_(2)/N_(2)的选择性随温度降低而同时增加.在-30℃时,PTMSP的CO_(2)的透过率为25492 Barrer,CO_(2)/N_(2)的选择性为34,分离性能远超过最新的2019年上限.同时对其CO_(2)/N_(2)(体积比15/85)混合气的低温(-30℃)研究表明,混合气中CO_(2)的渗透率在20000 Barrer以上,CO_(2)/N_(2)选择性约为32,是到目前为止最优秀的碳捕集膜材料之一.以上研究显示了PIM材料在低温下具有良好的碳捕集应用潜力.