天然氣處理廠脫重?zé)N系統(tǒng)工藝優(yōu)化

【摘要】：天然氣作為清潔能源,在我國發(fā)展起步雖然較晚,但發(fā)展勢頭猛勁,隨著社會(huì)對天然氣需求量的不斷增加,更需要開發(fā)和應(yīng)用先進(jìn)的天然氣處理工藝方法。不管是油氣田開采的伴生氣和非伴生氣等只涉及“淺脫”的脫水脫烴,還是生產(chǎn)液化天然氣(LNG)等的深度凈化,都要根據(jù)處理精度要求和處理裝置規(guī)模,結(jié)合各種脫水脫烴方法的特點(diǎn)及實(shí)際進(jìn)行經(jīng)濟(jì)和技術(shù)比較,選擇出最為合適的技術(shù)工藝。C5+以上重?zé)N組分雖然在天然氣中占很少比重,但在天然氣液化工藝中若脫出不徹底,會(huì)在液化低溫段堵塞換熱器流道而使冷箱凍堵,降低了液化率、能耗增加,凍堵嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致裝置停車。本文基于某日處理量為200萬方的天然氣液化項(xiàng)目,對其深度脫重?zé)N技術(shù)進(jìn)行一系列的基礎(chǔ)研究,為LNG裝置中的天然氣深度凈化提供理論基礎(chǔ)及技術(shù)支持。天然氣液化廠脫重?zé)N常用吸附法、深冷分離和溶劑洗滌法。本文結(jié)合吸附脫重?zé)N原理分析比較了不同吸附劑對重?zé)N組分的脫附性能,并分析A廠預(yù)處理單元脫酸脫水過程中的烴損失;對氣質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣分析,分析流程中冷箱凍堵原因,并比較冷箱凍堵與不凍堵時(shí)換熱器換熱性能,針對本項(xiàng)目中所用雙循環(huán)混合制冷液化流程,用HYSYS軟件進(jìn)行模擬,建立混合制冷劑循環(huán)中壓縮機(jī)、板翅式換熱器、節(jié)流閥等設(shè)備的數(shù)學(xué)模型,計(jì)算穩(wěn)態(tài)模擬結(jié)果;限定液化產(chǎn)品量,在給定約束條件下根據(jù)冷劑能耗最小來優(yōu)化冷劑配比及脫重?zé)N“中點(diǎn)”溫度;根據(jù)系統(tǒng)能耗最小和液化產(chǎn)品產(chǎn)量最大兩種模式,給定約束條件,對工藝流程進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化,通過對預(yù)冷溫度和工藝參數(shù)的優(yōu)化,以使在同等負(fù)荷和天然氣處理量下流程性能運(yùn)行最佳,降低冷箱凍堵的可能性。最后針對A廠因增加負(fù)荷時(shí)脫重?zé)N能力不足的缺陷,需增加脫重?zé)N裝置,文中第五段提出幾種改進(jìn)的脫重?zé)N方案,根據(jù)A廠實(shí)際,根據(jù)可靠性、合理性的選擇原則,從經(jīng)濟(jì)性、使用性等方面進(jìn)行比較,選出較合理的方案,為A廠需增加的脫重?zé)N工藝提供理論指導(dǎo)。 【關(guān)鍵詞】：脫重?zé)N 冷箱凍堵 流程模擬 參數(shù)優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：西安石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TE644
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 緒論8-21
• 1.1 研究目的及意義8
• 1.2 天然氣處理質(zhì)量要求8-9
• 1.3 天然氣脫水脫烴方法及發(fā)展現(xiàn)狀9-13
• 1.3.1 節(jié)流分離法9-10
• 1.3.2 吸附分離法10-11
• 1.3.3 超音速分離法（3S）11-12
• 1.3.4 膜分離法12
• 1.3.5 IFPEX-112-13
• 1.4 天然氣脫重?zé)N技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀13-17
• 1.4.1 液化天然氣廠深度脫重?zé)N方法13-16
• 1.4.2 天然氣脫重?zé)N技術(shù)國外研究現(xiàn)狀16
• 1.4.3 天然氣脫重?zé)N技術(shù)國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀16-17
• 1.5 優(yōu)化技術(shù)概述17-19
• 1.5.1 最優(yōu)化技術(shù)的發(fā)展17-18
• 1.5.2 最優(yōu)化方法數(shù)學(xué)模型18-19
• 1.6 課題背景及本文研究主要內(nèi)容19-21
• 第二章 不同吸附劑脫重?zé)N特性比較及A廠預(yù)處理烴損失分析21-33
• 2.1 吸附分離機(jī)理21-22
• 2.2 幾種常用吸附劑及吸附劑再生方法22-24
• 2.2.1 幾種常用吸附劑22-23
• 2.2.2 吸附劑再生方法23-24
• 2.3 不同吸附劑選擇性吸附重?zé)N特性分析[42]24-30
• 2.3.1 分子篩選擇性吸附重?zé)N特性分析24-27
• 2.3.2 其它吸附劑吸附重?zé)N特性分析27-28
• 2.3.3 復(fù)合吸附床脫除重?zé)N28-30
• 2.4 A廠脫酸、脫水過程中的烴損失分析30-32
• 2.4.1 脫酸過程中的烴損失分析30-31
• 2.4.2 脫水過程中的烴損失分析31-32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 第三章 A廠冷箱凍堵原因分析及液化流程模擬33-49
• 3.1 液化冷箱結(jié)構(gòu)特性33-35
• 3.2 天然氣組分?jǐn)?shù)據(jù)采樣35-37
• 3.2.1 取樣過程35
• 3.2.2 取樣分析結(jié)果35-37
• 3.3 A廠液化冷箱凍堵原因分析37-43
• 3.3.1 冷劑通道液相冷劑積液堵塞37-38
• 3.3.2 天然氣通道重?zé)N凍堵38-41
• 3.3.3 冷箱不同狀況下?lián)Q熱器換熱性能比較41-43
• 3.4 A廠液化流程模擬43-48
• 3.4.1 雙循環(huán)混合制冷劑液化流程描述43
• 3.4.2 液化流程中的設(shè)備建模43-46
• 3.4.3 HYSYS軟件模擬液化流程46-47
• 3.4.4 模擬計(jì)算結(jié)果47-48
• 3.5 本章小結(jié)48-49
• 第四章 脫重?zé)N“中點(diǎn)”溫度控制及流程工藝參數(shù)優(yōu)化49-59
• 4.1 脫重?zé)N“中點(diǎn)”溫度的控制49-52
• 4.1.1 重要工藝參數(shù)對重?zé)N脫出量的影響49-51
• 4.1.2 最小制冷循環(huán)能耗下脫重?zé)N“中點(diǎn)”溫度的優(yōu)化51-52
• 4.2 DMR工藝流程參數(shù)優(yōu)化52-54
• 4.2.1 建立優(yōu)化數(shù)學(xué)模型52-54
• 4.2.2 優(yōu)化初值及變量范圍54
• 4.3 優(yōu)化結(jié)果及討論54-58
• 4.4 本章小結(jié)58-59
• 第五章 改造的脫重?zé)N方案及比較59-66
• 5.1 A廠脫重?zé)N工藝的改造方案59-63
• 5.1.1 方案一：增加TSA吸附脫重?zé)N裝置59-60
• 5.1.2 方案二：復(fù)合吸附床脫重?zé)N60-62
• 5.1.3 方案三：增加溶劑洗滌或精餾裝置脫重?zé)N62-63
• 5.1.4 方案四：液化工序前增加洗滌脫重?zé)N裝置63
• 5.2 改造重?zé)N方案比較63-65
• 5.3 結(jié)論與建議65-66
• 第六章 總結(jié)與展望66-68
• 6.1 主要結(jié)論66-67
• 6.2 后期展望67-68
• 致謝68-69
• 參考文獻(xiàn)69-72
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文72-73

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻(xiàn)來了解更多相關(guān)內(nèi)容

膜技術(shù)在含烴類氣體分離中的研究及前景    湯明;肖澤儀;史曉燕;

天然氣液化廠站脫汞的探討    張林松;楊光;趙萬鵬;陳榮清;

利用膨脹制冷技術(shù)脫水脫烴的實(shí)驗(yàn)研究    尚靜;

液化天然氣中次要雜質(zhì)的脫除及液化工藝研究    張建平;

超音速分離管技術(shù)在海上平臺的應(yīng)用分析    張明;王春升;

LNG工廠冷箱堵塞問題解決方案研究    鐘志良;汪宏偉;白宇恒;孫林;

某天然氣液化工藝?yán)湎浞e液分析及排除    鄭智偉;袁清;吳銳;

液化天然氣工廠重?zé)N脫除工藝方案比選    曾凡平;田廣新;

天然氣小壓差節(jié)流制冷脫烴工藝技術(shù)    李時(shí)宣,馮凱生,張明禮

大型冷箱內(nèi)換熱器及其配管系統(tǒng)的流體均配與傳熱優(yōu)化研究    王偉平

吸附法分離天然氣中的輕烴    孫海波

天然氣淺冷裝置參數(shù)運(yùn)行優(yōu)化技術(shù)研究    王麗賢

吸附法脫除天然氣中C_5~+重?zé)N的研究    楊煥麗

降低分子篩吸烴損失技術(shù)研究    高偉

活性炭改性及在發(fā)黃偏二甲肼脫色中的應(yīng)用    陳麗萍;茍小莉;李霞;

模擬移動(dòng)床吸附分離技術(shù)    馬淑芬,楊春育,佟澤民,何曉明,朱建華

銫在土壤中的吸附性能研究    李爽;倪師軍;張成江;吳虹霽;

汽輪發(fā)電機(jī)氫冷系統(tǒng)新型除濕裝置的開發(fā)    宋維君;楊英輝;

燃煤電廠煙氣中汞控制技術(shù)研究    柏源;薛建明;許月陽;李忠華;王振宇;

基于PLC的四塔變壓吸附過程分離H_2-CO氣體混合物    陳驚波,劉曉勤,姚虎卿

二氧化碳提純裝置中影響產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量的因素分析    張永寬;

5083鋁合金換熱器汞腐蝕機(jī)理及脫汞工藝    羊東明;劉強(qiáng);李亞光;

乙烯裝置以變壓吸附替代甲烷化的探討    劉建明;

硝酸尾氣中氮?dú)獾奶峒?nbsp;   王元德;梁飛鴿;趙方平;

不同吸附材料處理餐飲廢水的比較研究    王玉瑩;張毅敏;高月香;劉海青;

LNG清潔能源系統(tǒng)在船舶工業(yè)的應(yīng)用與設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)    王冠;李海龍;

凝析油穩(wěn)定系統(tǒng)性能評價(jià)    馬玉騰;茍進(jìn)軍;劉彬;曹光榮;劉立軍;蔣晶晶;

國內(nèi)海洋工程用鋼的現(xiàn)狀和趨勢    魏超;賀進(jìn);姜敏;魯雄剛;李重河;

生物炭吸附去除氨氮試驗(yàn)研究    高菲;

電廠與LNG接收站循環(huán)水綜合利用案例分析    馬進(jìn)榮;郭雅瓊;鄒國良;李宗駿;

鋁柱撐蒙脫石的制備、結(jié)構(gòu)及其吸附性能研究    王桂芳

儲層鉆井液氣體定量檢測影響因素及方法研究    王印

粘土基多孔吸附/催化材料及其凈化典型VOCs的性能    屈芳

陽離子木屑纖維素吸附劑的制備及其吸附性能與應(yīng)用研究    錢曉榮

油田輕烴分餾與精制技術(shù)研究    王志恒

含氮氧煤層氣液化裝置中關(guān)鍵技術(shù)的研究    范慶虎

活性炭吸附處理苯和甲苯氣體的性能及機(jī)理研究    周烈興

活性炭光再生技術(shù)與TiO_2--活性炭協(xié)同作用機(jī)制研究    劉守新

鋯膜表面改性及其滲氫行為研究    陳紹華

分子印跡聚合物磁性復(fù)合微球的制備及其特性研究    陸書來

納米金屬的制備及其在處理典型有機(jī)污染物中的應(yīng)用    王晴晴

改性高分子吸附劑的吸附性能研究及應(yīng)用    錫林哈斯

碳分子篩變壓吸附（PSA）法制取高純度氮?dú)獾墓に囇芯?nbsp;   顧飛龍

CO_2吸附和輸送技術(shù)研究    高藍(lán)宇

殼聚糖金屬配合物吸附去除水中六價(jià)鉻的研究    王何靈

含砷污水的混凝—氧化—吸附處理研究    王正興

生物乙醇流化床脫水制乙烯的磷鎢酸改性催化劑研制及其工藝優(yōu)化    劉可慰

川牛膝成分分離和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化研究    劉晶晶

不同性能濾料負(fù)載粉塵層聯(lián)合脫除模擬煙氣中氣態(tài)汞的試驗(yàn)研究    陳博

錐芯式超音速分離器的研發(fā)及凝結(jié)流動(dòng)研究    吳瓊

超聲波旋流脫水裝置及其內(nèi)部流動(dòng)的理論解    劉恒偉;劉中良;張建;馮永訓(xùn);顏廷敏;

入口參數(shù)對雙組分混合物自發(fā)凝結(jié)流動(dòng)的影響    蔣文明;劉中良;鄧展飛;劉曉麗;李志彪;鮑玲玲;

單相流體在并聯(lián)管組分配集箱中流動(dòng)機(jī)理的研究    羅永浩

Z型和U型集箱并聯(lián)管組流動(dòng)特性的實(shí)驗(yàn)研究    韋曉麗;繆正清;

并聯(lián)管組內(nèi)流量均勻分布的數(shù)學(xué)模型    別玉;胡明輔;毛文元;常靜華;

電站鍋爐匯集集箱系統(tǒng)單相流體流動(dòng)特性的研究    繆正清,田子平,王恩祿

多孔式翅片傳熱與流阻特性分析    王偉平;張淑文;楊健;鄭津洋;唐萍;詹學(xué)華;

板翅式換熱器兩相流封頭設(shè)計(jì)及其分配特性    巫江虹，陳長青，吳業(yè)正

板翅式換熱器分配特性的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證    巫江虹，焦安軍，陳長青，吳業(yè)正

板翅式換熱器兩相流入口分配結(jié)構(gòu)機(jī)理分析    巫江虹，陳長青，吳業(yè)正

油氣超音速旋流分離技術(shù)研究    楊志毅

車輛散熱器模塊流動(dòng)與傳熱問題的數(shù)值分析與試驗(yàn)研究    張毅

有序介孔材料吸附功能研究    劉秀伍

換熱器入口物流分配特性研究與優(yōu)化設(shè)計(jì)    焦安軍

基于PIV技術(shù)的換熱器內(nèi)部場分布特性研究    文鍵

板翅式換熱器物流分配特性及換熱的研究    張哲

毛竹活性炭的制備及其應(yīng)用研究    王玉新

自發(fā)凝結(jié)濕蒸汽兩相流動(dòng)數(shù)值模擬    王智

吸附法濃縮煤層甲烷的實(shí)驗(yàn)研究    李勝男

集箱靜壓分布與流量分配的仿真研究    梁倩

玉米芯中孔炭的制備及應(yīng)用研究    劉佳

吸附法脫除天然氣中C_5~+重?zé)N的研究    楊煥麗

板翅式換熱器物流分配特性研究    黃超進(jìn)

中國最大天然氣處理廠投入試運(yùn)行    

我國最大天然氣處理廠建成投產(chǎn)    張簫鈴;

四川宣漢天然氣處理廠開工建設(shè)    汪家銘;

天然氣處理廠放空系統(tǒng)運(yùn)行安全分析及對策    薛永強(qiáng);李強(qiáng);晁瓊蕭;王娜;趙軒剛;喬慧敏;

四川天然氣處理廠二氧化硫廢氣排放筒高度的探討    關(guān)昌倫;胡平;

越南擬建第一個(gè)天然氣處理廠    孫伯英

新西蘭新天然氣處理廠    孫伯英

亞洲最大天然氣處理廠進(jìn)入試運(yùn)行階段    本刊通訊員;

榆林天然氣處理廠建立學(xué)習(xí)型組織的思考    吳曉利;張小寧;

天然氣處理廠污水處理系統(tǒng)運(yùn)行淺析    劉彬;趙小朝;陳超;張力;陳麗梅;曾建剛;

蘇里格第一天然氣處理廠自控系統(tǒng)改造效果評價(jià)    李亮亮;張?jiān)鲇?曹光榮;羅珊;何小平;楊斌;蘇容;張恂;

天然氣處理廠儲罐氮封系統(tǒng)安全性分析    董海生;張浩然;丁輝;黃健;李照允;張軍鋒;周楊振;侯蒙蒙;

天然氣處理廠甲醇回收裝置運(yùn)行分析    丁輝;魏克穎;魏自濤;周妮妮;曹彩云;慕進(jìn)升;

天然氣處理廠鍋爐系統(tǒng)腐蝕防垢技術(shù)研究    高亮;陳能平;暴玉寧;黃雪萍;韓東興;王軒;王霞;王蕾;

蘇里格第二天然氣處理廠工藝改造及效果評價(jià)    郭永強(qiáng);周忠強(qiáng);楊言海;慕進(jìn)升;賈金娥;鄧偉;

蘇里格第一天然氣處理廠不含醇污水處理工藝優(yōu)化    劉毅;楊嬌;丁輝;楊欣;任越飛;陳龍;

天然氣處理廠節(jié)能措施及效果評價(jià)    許敏敏;劉迅;李軍;楊欣;嚴(yán)銳鋒;王明;何坤;張世虎;

榆林天然氣處理廠丙烷制冷系統(tǒng)節(jié)能改造效果分析及評價(jià)    解永剛;張昆;李富生;劉昂;毛先榮;徐龍;魏超;魏霞;

中原天然氣處理廠對洋裝置進(jìn)行升級改造    李鋒 黃軍宏

米脂天然氣處理廠完成框架工程    曹曉斌 記者　楊文禮

亞洲最大天然氣處理廠完工    通訊員 曹曉斌記者 楊文禮

我國最大天然氣處理廠建成投產(chǎn)    記者 陳玉強(qiáng)通訊員 蘇嬋娟

我國最大天然氣處理廠投入試運(yùn)行    劉軍

吐哈油田丘東第二天然氣處理廠投運(yùn)    韓彬 牟德元

坦桑尼亞天然氣處理廠及輸氣管線項(xiàng)目開工    記者 李向陽　通訊員 匡大慶

塞浦路斯稱有能力建天然氣處理廠    王曉蘇

阿姆河第二天然氣處理廠累計(jì)生產(chǎn)商品氣超20億立方米    通訊員 王敬章

長北天然氣處理廠向陜京二線供氣    彭旭峰 通訊員　余煒 姬振寧

天然氣處理廠脫重?zé)N系統(tǒng)工藝優(yōu)化    李彩云

丘東天然氣處理廠安全評價(jià)模式研究    趙鵬

蘇里格天然氣處理廠安全運(yùn)行分析    周小虎

榆林氣田天然氣處理廠重點(diǎn)設(shè)備腐蝕機(jī)理和防腐對策研究    拓宏兵

含油含醇污水處理工藝運(yùn)行參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究    趙寶利

天然氣處理廠放空火炬系統(tǒng)的強(qiáng)度計(jì)算與穩(wěn)定性分析    魏升龍