Modeling and Simulation of Skid-mounted LNG Plants Using HYSYS Software

This study presents three kinds of skid-mounted plants, including single mixed refrigerant cycle （MRC）, nitrogen expander cycle, and natural gas （NG） Claude cycle. Hysys simulation shows that single MRC is the most efficient cycle among the three. The specific power of single MRC liquefiers is 1 485 k.l/kg, 15% higher than that of large liquefaction process. Considering the recovery of stranded-gas, commercial analysis suggests that the initial cost of LNG plants ranging from 1 to 100 ms/day can be paid back in 2 to 4 years.

1.5 t/d氢液化装置的研制与运行

国内首套自主研发、设计、集成并运行的1.5 t/d氢液化装置,采用了逆布雷顿制冷循环技术,标志着我国在民用氢液化技术领域的重要突破。介绍了该装置的系统组成、工艺流程及性能指标,并对其实际运行和性能测试结果进行了数据分析。通过远程监控获得了关于氢液化装置的关键性能数据,包括液化率、仲氢含量、液氮消耗量、压缩机电耗以及比能耗等。在满负荷工况下,该装置的液化率达到了1.59 t/d,比功耗为15.1 kW·h/kg,产品液氢中的仲氢含量高达98.5%,这些实测数据均优于设计指标。这套装置的研制成功,对于大型氢液化器的自主研发、集成和运行具有重要的理论和工程价值。

氢液化装置防固氧累积及安全消除固氧的流程优化

氢液化过程中氧含量超标可能导致固氧累积并导致氢氧爆炸风险。分析了由此引发的爆炸事故,并阐述了预防固氧累积的重要性。综述了近年来防止固氧累积的研究成果,包括使用超纯氢作为原料气、增加固氧洗涤器、将固氧累积调整为固空累积等,这些方法在一定程度上增加了成本或能耗。提出了一种新的解决方案,通过安装两道节流阀来防止固氧累积并安全地消除累积的固氧。通过流程模拟计算,证明了这种优化流程更易获得过冷液氢。该优化流程方案在实际应用中不会增加额外设备和能耗,具有广泛的适用性。

长庆气田净化厂CO_(2)捕集与液化技术优选

减少CO_(2)排放是控制碳排放的重要手段,气田净化厂捕集到的CO_(2)可以用于CO_(2)驱油等领域。针对长庆气田净化厂需要开展尾气捕集回收CO_(2)的实际情况,本文探讨了净化厂捕集CO_(2)的可行性,并提出了正压焚烧加氢氧化钠碱洗尾气处理工艺及胺液捕集+丙烷制冷的CO_(2)捕集、液化工艺,同时得到长庆气田各个净化厂的CO_(2)回收率及回收能耗,对下步开展CO_(2)回收具有重要意义。

大规模氢液化方法与装置

随着我国航天工程、新能源技术的发展,氢能已经纳入我国能源战略,成为优化能源消费结构和保障国家能源供应安全的战略选择。液氢的制取是氢能利用的重要环节,也是氢能利用的经济性和可行性保障。简要介绍了氢液化的发展历史,重点介绍了大型氢液化(LHL)的方法、循环及装置。在比较不同时期氢液化方法和氢液化装置特点的基础上,提出了未来大型氢液化装置的发展方向,包括提高压缩机、膨胀机和换热器等主要系统组件的效率,采用混合制冷剂自复叠预冷的高效液化循环以及两相膨胀机代替节流阀的新技术等。

以标贯试验为依据的砂土液化确定性及概率判别法

核电厂址非基岩场地的地基液化问题是核电厂选址的关键问题,亟需建立核电厂址地基液化判别方法。回顾了以标贯试验和地表峰值加速度为依据的砂土液化判别方法的演化历史,依据Idriss-Boulanger确定液化临界曲线的基本方法,提出了确定液化临界曲线的基本原则,分别依据美国液化数据库、中国抗震规范液化判别式所用的液化数据及综合两者的液化数据资料,给出了相应的液化临界曲线,验证了液化临界曲线的位置对不同的细粒含量、有效上覆压力、现场试验方法的液化数据的合理性,分析了测量或估计土层循环应力比和修正标贯击数各种因素的不确定性对液化临界曲线的敏感性,结果表明:所提的液化临界曲线不易受各种因素的影响。利用Monte Carlo模拟、加权最大似然法和加权经验概率法,给出了液化临界曲线的名义抗液化安全系数与液化概率的经验关系式及概率等值线,并对核电厂Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类抗震物项地基,给出了相应的液化临界曲线。

植物生物质的热化学液化及其应用

热化学液化是植物生物质利用的一条较好途径。本文综述了植物生物质热化学液化的工艺、机理,同时概述了液化产物在高分子材料方面的应用。

MRC工艺中混合冷剂设计参数与配比的优化

为了降低天然气液化厂冷剂用量以达到节能降耗的目的,文中通过响应面分析法对中、高压制冷剂的运行工艺参数进行优化,在此基础上,采用Aspen HYSYS软件中的序贯二次程序法对冷剂配比进行了优化,得到了冷剂的最佳工艺参数和最优混合冷剂配比。结果表明:冷剂的最佳工艺参数为中压冷剂压力1 890 k Pa,高压冷剂压力3 800 k Pa,中压冷剂温度36℃,高压冷剂温度36℃,预测的最小单位能耗为391.104 k W·h/t,并通过现场实际生产验证了其可靠性。最优的冷剂摩尔配比为:N_27.0%,CH_425.0%,C_2H_432.4%,C_3H_818.7%,i-C_5H_(12)16.9%。在混合冷剂最优条件下,天然气液化装置中冷量利用率提高16.56%,冷剂循环量较优化前降低12.86%,生产每t液化天然气能耗降低7.61%。

海上天然气液化装置中酸性气体的脱除技术

海上油田伴生气是一种宝贵的能源，但其日产量小，不适合管道运输。为此，自主研发了一套建在自升式移动平台上的橇装天然气液化装置。根据海上油田伴生气的气质特点，探讨了天然气脱除酸性气体工艺的选择原则，确定了适合该装置的MDEA＋MEA混合醇胺溶液脱酸性气体净化工艺，分析了CO2含量、醇胺循环量的变化对再沸器热负荷、富液温度的影响，并对填料塔的高度进行了优化分析。结果认为：定期分析原料气中CO2含量，适当调节MDEA胺液循环量，能够有效降低净化系统的运行成本，提高净化装置对海上油田伴生气不同组成的适应性；对于天然气处理量为11．6×10^4m^3／d的脱碳工艺，天然气中CO2体积分数在0．45％～5．54％时，MDEA醇胺溶液循环量宜为200-500kmol／h，再沸器热负荷宜为200-600kW。该装置集天然气液化、LNG的储存与卸载于一身，简化了海上油田伴生气的开发过程，具有适应性强、投资小、建设周期短、现金回收快等优点。

地震作用下的灰坝液化特征及其动力稳定性分析——以安阳电厂为例

根据安阳电厂灰坝岩土工程性质及其动力学特性 ,建立了适合灰坝工程的动力分析模型并采用有限元法进行了动力分析。在此基础上 ,在不同工况条件下对灰坝进行了抗液化安全评价及抗震稳定性分析。研究表明 ,在不设碎石桩、无排渗体条件下 ,粉煤灰子坝的抗液化安全系数 Ks<1.2 5 ,将发生液化 ;在设碎石桩、有排渗体条件下 ,粉煤灰子坝的抗液化安全系数明显提高 ,Ks≥ 1.2 5 ,不会发生液化。抗震稳定性分析表明 ,在上述两种工况条件下灰坝是稳定的。

FLNG丙烷预冷双氮膨胀液化工艺中试装置试验分析

为验证中国海油自主研发的丙烷预冷双氮膨胀新型FLNG液化工艺的技术可行性及适应性,建设了一套2万m3/d规模的液化中试装置。通过试验验证了冷却温度、天然气压力对液化工艺的影响,并进行了液化单元快速开停车方案试验。试验结果表明:随着混合冷剂级间冷却温度降低,FLNG液化中试装置液化能耗降低,试验过程中冷却温度降低12℃条件下天然气处理能力增加4.26%,液化单位能耗减少约5%;FLNG液化中试装置快速开车时间主要受板翅式换热器的降温速度要求限制,先开启过冷氮气循环,再开启液化段氮气循环是达产最快的开车程序,开车5 h内可以达到设计生产负荷;FLNG液化中试装置具有快速停车性能,可以在5 min内关停,停车后5 d内冷箱恢复常温;随着天然气压力降低,FLNG液化中试装置液化能力下降,试验过程中天然气压力从3 547 kPa降低到2 000 kPa时天然气处理能力降低11.2%。本文试验分析结果为大型FLNG液化装置工程化提供有效技术保障。

神华煤直接液化示范工程最新进展

介绍了世界首套工业规模煤直接液化示范工程的最新运行情况,截止2010年6月30日,示范工程累计投煤运转5次,累计投煤时间达到4182 h,生产成品油和其他化工产品442653 t。各种数据表明,神华煤直接液化示范工程取得圆满成功。

植物秸秆的液化及其在聚氨酯中的应用研究进展

综述了近年来国内外植物秸秆的预处理方法和液化技术的研究进展及其液化产物在聚氨酯中的应用现状。以此液化产物替代石化原料,可以改善聚氨酯泡沫塑料的生物降解性等性能,并对未来如何提高生物质在聚氨酯方面的应用进行了展望。

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。

我国煤炭直接液化技术及其工业应用前景

回顾了煤炭直接液化工艺的发展历史，分析了煤炭直接液化在我国能源结构中的地位，概述了国内主要研究成果和最新动态，强调了积极发展我国煤炭直接液化工艺的重要意义。

强制内循环煤直接液化反应器流动性能的冷模与热模试验

采用玻璃珠-水-空气三相体系在煤直接液化强制内循环浆态床反应器中进行冷模试验,考察了强制内循环反应器内的固含率、气含率、压降、流速分布和湍动强度的分布情况。结果表明:反应器内固含率要高于进料中的固体含量;床层轴向压降保持不变,但受固相含量影响;气含率随床层增高而增加;同一截面上湍流脉动能量径向分布较均匀,而随气体表观速率和浆液表观速率增加,脉动能量增加;反应器内多相流在分布板区强烈混合引起的压力脉动沿轴向向上逐渐衰减;靠近反应器壁的有些区域存在回流现象。测定了工艺开发单元(PDU)中试装置反应器内的液体密度分布,并计算了其气含率。结果表明,冷模试验与PDU中试中的气含率在床层中的变化趋势相同,且反应器具有较好的操作稳定性。

一种混合工质遴选、配比方法探讨及实验验证

通过对混合工质制冷原理的分析,提出了工质遴选应遵循"较高沸点工质低压蒸发温度接近于较低沸点工质高压冷凝温度"的原则,配比应遵循"低沸点工质先确定,高沸点工质后配比"的原则;进行了混合工质低温实验,实验结果验证了提出的混合工质选取方法原理上的正确性。

中国液化天然气市场发展趋势及建议

随着中国LNG资源供应逐渐过剩,LNG市场出现独立于管道气发展的趋势。LNG接收站与天然气液化厂的竞争逐渐加剧,接收站外输LNG竞争力持续增强,将逐渐成为中国LNG资源最主要的供应渠道,天然气液化厂的供应半径将逐渐被压缩,竞争力持续减弱。LNG在天然气汽车和调峰方面具有一定的发展空间,“十四五”期间,中国LNG市场仍将保持5%~10%的年均增速。LNG下游用户逐渐多元化,逐渐从单一加气站向加气站、城市燃气和工业用户“三分天下”转变,下游用户的用气特性也将随之改变。在市场化定价趋势下,LNG与管道气合同外的气量价格联动关系将得到加强。未来,应充分发挥LNG的供应特点和优势,结合“一带一路”倡议及海洋经济发展方向,对中国现有的LNG产业模式和开拓目标进行调整。

地下RC结构物地震响应特征土工离心试验的模拟

地下结构物抗震稳定性的研究具有重要实际意义。基于动态土工离心试验,应用有效应力法分析了不同水平地震作用下土层和地下RC结构物的最大水平位移、不同埋深的土层加速度和超孔隙水压力变化规律,以及结构物的破坏发展特征,并进一步与试验结果进行了相互验证和对比,取得了较好效果,为重要地下结构物的抗震设计提供了依据和参考。

为建设煤炭直接液化示范厂而努力

介绍了煤炭液化技术和建设云南先锋褐煤液化厂、神华烟煤液化厂可行性研究的进展情况 。