大型LNG工厂混合冷剂制冷循环工艺关键控制技术的原理及应用

大型LNG装置混合冷剂循环(MRC)系统的控制对装置平稳运行、降低功耗及性能优化具有重要意义。以新疆某大型煤制气生产LNG装置的MRC压缩机防喘振及工艺耦合控制为例,对大型混合冷剂循环LNG工厂的混合冷剂循环工艺控制的原理及应用进行了阐述,并对大型LNG装置工艺控制优化进行展望。

基于单循环混合冷剂的天然气液化工艺优化研究

为降低液化天然气的单位生产能耗,解决单循环混合冷剂液化工艺中冷剂配比及参数优化的问题,在筛选混合冷剂的前提下,通过混料实验确定了不同冷剂配比下的工艺比功耗和冷剂循环量,在约束条件的限制下,利用回归方程获取了混合冷剂的最佳配比,并进一步优化了冷箱入口混合冷剂的节点参数。结果表明,对于制冷温区为30~-160℃的工艺而言,N_(2)、CH_(4)、C_(2)H_(4)、C_(3)H_(8)和i C_(5)H_(12)作为混合冷剂的效果较好:最佳混合冷剂配比为N_(2):CH_(4):C_(2)H_(4):C_(3)H_(8):i C_(5)H_(12)=8.85%:25.60%:30.55%:19.00%:16.00%,两级压缩机的出口压力有所上升,换热器的出口温度有所降低;冷剂循环量降低,降幅为13.63%;比功耗降低,降幅为25.88%,与优化前相比,能耗大幅降低。该研究结果可为同类天然气处理工艺的能耗优化提供实际参考。

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.

带丙烷预冷的混合制冷剂循环液化天然气流程的优化分析

带丙烷预冷的混合制冷剂循环 (MRC)液化天然气流程具有高效及流程相对简单的优点 ,丙烷预冷循环首先预冷天然气和混合制冷剂 ,然后由混合制冷剂循环进一步冷却天然气使其液化。本文对这种带丙烷预冷的混合制冷剂循环液化天然气流程分别以丙烷预冷循环中压缩机耗功最小、总耗功最小为目标函数进行优化 。

混合制冷剂制冷工艺在石油伴生气液化上的应用

小型天然气液化装置的制冷循环以带膨胀机的制冷循环和单级混合制冷剂循环为主,目前随着单级混合制冷剂流程研究的深入和使用的增多,装置越来越简单,投资越来越少,相对于膨胀循环流程的劣势很小,而能耗比膨胀循环更是要低40%左右,可有效降低系统的运行费用。石油伴生气的组份特点使得烃类制冷剂容易获得,应该优先采用单级混合制冷剂循环。在液化系统中设置分离塔,利用混合制冷剂本身就是混合物质的特点,不需要将各种冷剂提纯,就可以组合成多种冷剂配制方法,还可以根据不同的气源条件进行优化设计,解决了以往采用混合冷剂制冷循环的冷剂配比、采购、储运问题。

丙烷预冷混合冷剂液化工艺在海上FLNG装置的适应性动态仿真分析

通过动态仿真技术模拟了混合冷剂与丙烷冷剂分离罐液位变化对丙烷预冷混合冷剂液化工艺系统的影响,在此基础上分析了当混合冷剂气液分离不完全时液化工艺流程所受到的影响,并对该工艺流程在海上晃荡条件下的适应性进行了分析。结果表明:丙烷冷剂与混合冷剂的液位控制在液位波动的情况下仍能使该工艺系统保持稳定,但会发生混合冷剂气液分离不完全的情况,此时会导致混合冷剂制冷效果变差,天然气液化率将降低,因此在实际应用时应密切关注混合冷剂是否分离完全。

一种高效太阳能混合吸收式制冷循环系统

提出一种高效的较大程度利用热源的新型太阳能吸收式循环系统 .与传统的两级吸收式循环相比 ,系统增加了一个附加高压发生器 ,通过高压发生器再生出的LiBr溶液与低压吸收器的吸收后的溶液混合 ,提高高压吸收器的吸收剂浓度从而减小其压力 .分析了混合循环的各种性能特性 ,并与传统的两级吸收式制冷循环进行比较 ,结果表明混合吸收式循环的发生热源在 80～ 95℃之间 ,热力系数在传统的两级吸收式循环基础上平均提高 2 0 % ,其热源可利用温差平均提高 2 0℃ 。

混合冷剂制冷工艺在小型橇装化LPG回收站中的应用

天然气回收中冷技术领域目前国内多采用膨胀制冷的方式,但具有能耗高、潜在冷量较少、产品液化率低等缺点。混合制冷技术在该领域国内应用尚少,且都非橇装化设备。文章研究将LNG领域的常用的混合冷剂制冷工艺应用到LPG回收中措施。减少冷剂组分,减少运维难度,降低运营成本是在LPG回收中应用混合冷剂工艺的关键。

膨胀机与混合冷剂联合制冷回收乙烷工艺的研究

探讨利用天然气小压差膨胀,联合混合冷剂制冷(MRC)回收乙烷的工艺。膨胀机与混合冷剂联合制冷回收乙烷,操作灵活、乙烷回收率高(达到95%)、效益突出;已在国内新疆油田某天然气处理站应用。

混合冷剂制冷工艺在撬装天然气液化装置中的应用

介绍了混合冷剂制冷工艺在天然气液化领域的应用特点。以银川天佳能源科技股份有限公司三万方/天的撬装天然气液化装置为例。

混合制冷剂离心压缩机叶轮设计与研究

以N2、CH4、C2H4、C3H8、C4H10、i-C4H10六元混合制冷剂离心压缩机为研究对象,对混合制冷剂用离心压缩机叶轮进行研究与分析,完成冷剂压缩机叶轮及扩压器的一维方案设计和子午流道修正;通过数值模拟方法对改变甲烷含量的六元混合制冷剂在叶轮流动过程中的物性参数变化进行分析,研究六元混合制冷剂中甲烷含量对叶轮出口压力场、速度场及压缩机多变效率的影响。结果表明设计叶轮满足性能要求,混合制冷剂中甲烷含量过多会增加压缩机功耗,降低多变效率,数值模拟结果为叶轮增压过程中的混合制冷剂配比研究提供参考。

混合工质对喷射式冷电联供循环性能的影响

通过耦合动力循环和喷射式制冷循环,喷射式冷电联供循环可以在中低温热能的驱动下同时进行制冷和发电,在可再生能源利用、余热回收等领域有重要的应用价值。不同于单一功能的动力循环,冷电联供循环需要同时保证热源和循环之间、载冷流体和循环之间形成良好的温度匹配。在动力循环中,有机闪蒸循环被认为能够很好地实现变温热源和循环之间的温度匹配。在制冷循环中,非共沸工质能够尽可能地实现循环和载冷流体之间的温度匹配。因此,在基于有机闪蒸循环的喷射式冷电联供循环中使用非共沸工质,可以同时实现热源和循环之间、载冷流体和循环之间较好的温度匹配。通过建立数学模型,研究了R600a/R601a混合工质对该冷电联供循环性能的影响。结果表明,当R600a的质量组分为0.3时,循环的㶲效率达到最大值37.38%,比采用R600a纯工质提高了4.20%,比采用R601a纯工质提高了6.30%。

透平膨胀机制冷装置的效率及混合冷剂的应用

应用透平膨胀机制冷从天然气或伴生气中回收凝液的方法在国内已有不少油气田采用，本文用Yong分析方法，对膨胀制冷装置的Yong效率作了探讨，列出了计算公式，计算了在三种不同膨胀比下的Yong效率，指出在膨胀比大于3，Yong效率下降很多，膨胀制冷温度在－113℃（160°K），到－83℃（190°K）间，Yong效率最高，这是应用膨胀制冷的一个重要标志，对采用膨胀制冷的几个条件作了分析。对近十几年发展起来的 用混合冷剂制冷作了介绍，该方法可提高制冷装置的Yong效率，对减少传热温差而减少的Yong损失，作了定量分析。

混合制冷剂参数对离心压缩性能的影响研究

采用编程计算与数值模拟对比分析的方法对多元混合制冷剂离心压缩机压缩性能进行了研究;建立了离心压缩机叶轮损失模型并利用MATLAB编程计算不同混合制冷剂重组分配比和不同进口温度下离心叶轮压比及多变效率;通过ANSYS-CFX基于SST湍流模型对相同工况下离心叶轮内部流场及压缩性能进行分析。结果表明:数值模拟性能参数变化趋势与编程计算所得结果基本一致,叶轮多变效率随进口温度升高而呈现先升高后降低的趋势;混合制冷剂中重组分的增加会使压缩过程压比升高,叶轮损失减小,叶轮多变效率升高;研究结果可为混合制冷剂离心压缩过程进口参数的优化设计提供理论参考。

制冷系统中应用非共沸混合制冷剂的冷凝器设计计算

近几年来,国内外对非共沸混合制冷剂及其应用进行了多方面的不同程度的实验和研究。在一般的蒸汽压缩制冷循环中,采用非共沸混合制冷剂可以实现非等温制冷的洛伦兹循环(Lorenz)。从而达到较低的蒸发温度。

混合冷剂液化天然气流程的混合制冷剂研究

混合冷剂液化天然气流程具有低能耗的优点。其中,混合制冷剂组成及配比直接影响液化流程能耗。以混合冷剂液化流程中混合制冷剂的制冷温区和能耗较低为目的选择混合制冷剂组成,并以比功耗最小为目标函数确定混合制冷剂最佳配比。同时,研究了原料气甲烷含量和压力对混合制冷剂的影响得出:原料气中CH4含量决定低温冷剂的含量,从而影响混合制冷剂最佳配比。

小型天然气液化装置混合冷剂液化工艺研究

利用aspen hysys流程模拟软件对单混合冷剂(SMR)液化工艺和带丙烷预冷的混合冷剂(C_(3)/MRC)液化工艺进行比较研究。从压缩机参数、换热器换热负荷和结构参数、装置灵活性等方面进行分析比较。结果表明:C_(3)/MRC工艺能耗低、设备采购成本低、装置操作弹性大,更适合小型天然气液化装置,尤其是小产量的井口天然气,以及偏远气井气,及非常规天然气的就地液化。

天然气液化混合冷剂制冷过程分析

本文利用过程模拟软件HYSYS,对4种混合冷剂制冷过程进行模拟。对每种过程,采用两种序贯二次规划方法(original SQP和hyprotech SQP),进行混合冷剂组分调优,以最小化冷剂压缩机功率。按原料天然气出冷箱前节流温度的变化,形成了24种工况,对比了各工况的关键性能参数。对各工况分析后,认为一次节流宜采用较高的节流前温度,二次、三次节流宜采用较低的节流前温度;二次、三次节流过程在能耗上没有显著的差异;由于冷剂流量数倍于原料天然气流量,冷剂组成的变化,对液化装置能耗影响巨大。

混合制冷天然气液化工艺研究

混合冷剂是目前低温液化天然气的主要手段。本文概述三种主要的天然气液化工艺及混合冷剂液化工艺的简要介绍。并利用AspenHYSYS软件搭建模拟混合冷剂液化工艺流程。研究冷剂的组成对压缩机能耗及冷箱传热温差的影响因素,找出合理的混合冷剂的配比,优化混合冷剂制冷工艺。