CO_2预冷双氮膨胀天然气液化工艺的海上适应性分析

优选出的CO2预冷双氮膨胀制冷液化工艺提高了液化效率,增大了天然气液化处理能力,但其海上作业适应性还有待考察。为此,通过流程模拟和火用分析,对CO2预冷、丙烷预冷和混合冷剂双氮膨胀制冷液化工艺流程进行了对比,并从热力学角度出发,分析了CO2预冷双氮膨胀制冷液化工艺对原料气物性(温度、压力、组成)、流程操作参数(CO2节流后的温度)以及CO2纯度的敏感性,对其海上适应性做出了评价。结论认为:该工艺可适用于海况恶劣的环境,其对原料气温度、压力和组成变化不敏感,适合于中到大规模的天然气液化生产。最后,为保证流程的安全、高效运行,提出了该工艺应用中需注意的3个问题:①压缩机水冷器温度应低于31.1℃;②CO2预冷温度应超过-53℃;③CO2杂质含量应控制在1%以内。

CO_2跨临界预冷循环氮膨胀FLNG液化及NGL回收流程设计与分析

针对LNG-FPSO装置区别于陆上LNG工厂的关键技术难点,以我国南海海域的某油田伴生气源为研究目标,对FLNG装置液化工艺方案开展优化和分析,提出了一套具有自主知识产权的CO2跨临界预冷循环氮膨胀FLNG液化及NGL回收工艺流程。对影响该工艺流程性能的关键参数进行优化,分析该工艺对于LNG-FPSO装置的适应性。结果表明:CO2跨临界预冷循环过程,当二氧化碳经两级压缩后压力取2.5MPa,再经膨胀机膨胀降压后压力在0.185MPa左右,氮膨胀循环压缩机出口压力取2.2MPa,双级氮膨胀后压力取0.14MPa,单列总功耗为2.851×103k W,液化率为98%,比功耗为0.3421 k W·h/m3。该工艺安全性高、流程简单、设备布置紧凑、便于模块化、经济性较好,NGL回收引入TDWC(顶部分离的间壁式精馏塔),将两塔合并为一塔,简化了设备,具有良好的海上适应性。

基于浮式LNG的空气膨胀式液化流程设计与优化

针对海上浮式LNG工艺技术对装置紧凑性、操作简便性、制冷剂安全性的要求,采用HYSYS软件对以CO2为预冷剂,空气为制冷剂的新型膨胀式液化流程进行模拟分析,同时在Peng-Robinson方程的基础上,综合考虑了气体制冷剂膨胀前压力、原料气温度、CO2节流后温度和LNG存储压力四个重要参数对液化工艺的影响并对其进行了优化改进。结果表明:与传统的丙烷预冷氮膨胀流程和双氮膨胀液化流程相比较,该方法受船体晃动的影响低,海上安全性高、稳定性好,液化率可达到91%,更适用于海况恶劣的环境。

大型FLNG/FLPG装置上部模块二氧化碳预冷双氮膨胀液化工艺方法

针对FLNG/FLPG装置区别于常规FPSO以及陆上LNG工厂的关键和难点技术,以南海某深水气田为研究目标,开展了FLNG/FLPG装置液化工艺方案优化分析,提出了具有自主知识产权的CO2预冷双氮膨胀的海上FLNG液化工艺。对影响该工艺流程性能的关键参数进行了优化,分析了该工艺对于海上FLNG装置的适应性。结果表明:二级制冷工艺用于海上FLNG装置的天然气预冷过程,当二氧化碳一级制冷温度在-20℃左右,二级制冷温度在-50℃左右,氮气循环压缩机出口压力取8 MPa,两级氮膨胀制冷分界温度取-98℃,海水换热温差在8℃左右,单列总功耗为6.258×104 kW,液化率为93.7%,比功耗为0.327 1 kW·h/m3。该工艺安全性高、流程简单、设备紧凑、经济性较好,具有较好的海上适应性。(图6,表4,参8)。