天然气净化液化装置的设计与分析
1 设计条件
本装置的设计条件为:①液化天然气(LNG)产量为25×104Nm3/d;②原料气量为26.55×104m3/d;③原料气组成(体积分数):CH4为73.88,C2H6为18.67,C3H8为0.43,iC4H10为0.004,nC4H10为0.0022,iC5H12为0.001,CO2为5.86,N2为1.15,H2O为进料状态下饱和;④原料气温度为35 ℃;原料气压力为1.3Mpa。
2 工艺流程设计
25×104Nm3/d天然气液化装置的工艺流程由净化过程和液化过程两大部分组成。
2.1 净化过程
净化过程包括二甘醇胺(DGA)脱CO2和分子筛干燥两部分。流程简图如图1所示:
图1 天然气净化过程工艺流程简图Fig 1 process diagram of natural gas purification process
35 ℃、1 300 Kpa的入口气体首先流经入口过滤分离器,除去残留的烃,水和其他流体,同时除去微粒,然后进入入口压缩机,经过二级压缩,原料气从1.3 MPa(绝)压缩至5 930 KPa(绝),通过冷却器冷却至40 ℃后,接着送入二氧化碳吸收塔进行净化[1]。
何泽倒腾苗木有几手,在乡里还有三百多亩的苗木基地,有时候还开展一些黄杨、紫檀、红栗木等较贵重木材的收集贩卖,免不了和李站长打交道,一来二去都熟了,很多方面也都互相照应着点。
原料气从二氧化碳吸收塔的底部进入,与自上而下的二甘醇胺溶液在塔内进行逆流传质,通过二氧化碳吸收塔T-201中55wt%的DGA,将CO2含量降到50 PPm以下。从二氧化碳吸收塔塔顶出来的脱酸后的气体被送往分子筛干燥部分,而从二氧化碳吸收塔底出来的富含二氧化碳的DGA被送往DGA系统,在DGA系统通过减压、升温过程二氧化碳从DGA中解吸出来,然后DGA被送往被送入二氧化碳吸收塔循环使用[2]。
由于地铁隧道在施工过程中有极大的复杂性,同时还要尽量减少对地铁隧道工程临近既有建筑的扰动,因此,对整个地铁隧道的施工技术和施工质量有极高的要求。目前,对于地铁隧道施工人员来说,如何有效保证地铁隧道的施工质量,科学地运用地铁隧道施工技术,成为当前所面临的严峻问题。
2.2 液化过程
鉴于以上对合同文本特征和翻译的探讨,我们知道合同翻译并非易事,因此经常容易出现翻译错误。常见的翻译错误包括专业术语翻译错误、理解失误、中文语言欧化、长句逻辑混乱和表达不准确等。出现这些翻译错误与译者的文化背景、专业知识、译者素养不足有密切联系。
(1)本装置采用氮气二级膨胀制冷循环,制冷剂总是处于气相,换热器在相当宽的温差范围内操作,能承受进料气的组成变化。
图2 天然气液化过程工艺流程简图Fig 2 process diagram of natural gas liquefaction process
表1为利用HYSYS程序模拟计算所得各节点状态参数。
液化过程采用氮气二级膨胀制冷工艺。N2(37 ℃、0.448 Mpa)首先通过N2压缩机(1)一级压缩到1.103 Mpa,并通过冷却器冷却到40 ℃;继续通过N2压缩机(2)二级压缩到2.344 Mpa,并通过冷却器冷却到40 ℃;继续通过二级膨胀/压缩机进一步压缩到3.149 Mpa,并冷却到40 ℃;然后再通过一级膨胀/压缩机进一步压缩到5.204 Mpa,随后通过水冷器冷却到40 ℃;然后N2流经冷箱E-4100的C股物流通道,被冷却到-2 ℃;然后进入一级膨胀机,膨胀到1.551 Mpa、-74.4 ℃,然后流经冷箱的D股物流通道,被冷却到-103.8 ℃;然后进入二级膨胀机,进一步膨胀到0.483 Mpa、-148.4 ℃,-148.4 ℃的N2作为冷源进入冷箱E-4100将气体工艺流体致冷。N2出冷箱的温度为37 ℃,随后重新进入N2压缩机进行循环[4]。
液化过程采用氮气二级膨胀制冷工艺,液化过程由天然气液化、氮气膨胀制冷循环、储存等三大部分组成。流程如图2所示。
3 液化过程模拟计算结果
在设计中,作者利用HYSYS程序对装置的液化过程进行了模拟计算。HYSYS程序是Aspenteck Inc.公司开发的油气加工处理模拟软件,该模拟软件在世界范围内石油化工、仿真技术中占主导地位。液化过程简化模拟流程和各节点状态参数分述如下:
图3 液化装置过程模拟流程图Fig 3 Flowchart of process simulation of liquefaction unit
从分子筛干燥单元出来天然气(40 ℃)进入液化单元。在冷箱中,天然气被冷却到-36.1 ℃,甲烷在重烃分液罐与其它重组分分离。分离出的重组分进入重烃储存部分,而分离出的甲烷重新进入冷箱进一步冷却至-146 ℃并液化,然后将液体甲烷送至LNG储罐中。天然气100%液化,在储存压力0.45 MPa的条件下,过冷至饱和点以下,LNG以饱和状态进入LNG储罐,罐内无闪蒸,但是由于热泄漏,会导致闪蒸气体的产生。在非正常操作中,闪蒸气体可用作燃料[3]。
表1 物流状态参数表Table 1 logistics status parameter table
物流号温度/℃压力/MPa流量/kmol/h140.05.681433.13-36.15.667433.14-36.15.667433.16-36.15.6670.08-146.15.647433.119-144.10.450433.11037.00.4482018.011152.01.1032018.01740.01.0762018.0
续表1
物流号温度/℃压力/MPa流量/kmol/h18138.42.3442018.0740.02.2992018.01377.63.1492018.01440.03.1212018.015104.55.2042018.01640.05.1662018.0540.05.1662018.020-2.05.1492018.021-74.41.5512018.023-103.81.5382018.09-148.40.4832018.0
(2)本装置采用DGA脱CO2。本装置采用4A分子筛脱水。
4 装置的设计特点
他是天生的军人,一招一式间尽显威风豪气。然而金戈铁马不过一刹那,转眼间,朗朗书声已是曾经,当初的小兵成了镇守边疆的大将。宿晚常在黄昏时沉思,自己是否该回去看看。故乡的景,故乡的人,他都快忘记了。
天然气通过分子筛吸附塔脱除其含的水分,水含量<1 ppm,以防止天然气在低温部分出现冻堵,净化后的天然气送往液化部分。分子筛吸附塔共两台,一台吸附,一台再生,切换使用。
根据上述模拟计算及所得的计算结果,确定了装置中各个工艺设备的设计参数和操作条件,保证了设计的科学性和操作的可靠性。
(3)本装置采用天然气燃气发电机作为装置动力源,并利用发电机的尾气作为分子筛再生和DGA复活的热源。
(4)本装置采用撬装化设计,各单元可以在预制车间预制,减少现场安装工作量,缩短工程工期。
5 结 语
借鉴空分制冷原理成功设计了利用氮气二级膨胀制冷工艺的小型天然气液化装置。该天然气液化装置的设计技术运用合理,工艺路线可行,工艺技术指标均达到了设计要求。
该装置的原料气中乙烷含量较高,而乙烷具有较高的化工附加值,如果在天然气液化前先将乙烷提取出来,不仅可以提高天然气附加值而且可以降低天然气液化能耗,建议继续进行回收天然气中乙烷的研究,得到比较成熟的乙烷回收方案后对装置进行改造,提高工厂经济效益。
输入量引入的不确定度主要来源于标准器自身的分辨力、标准器所在位置与表面温源自身传感器位置的不一致、表面温源中心区域的温场不均匀等方面。
[1] 李国诚,诸林. 油气田地面轻烃回收技术[M]. 第1版. 成都:四川科学技术出版社,1998.
[2] 杨介德,龙怀祖译. 实践证明在轻烃回收工艺过程利用混合冷剂制冷是经济的[J]. 国外油田工程,1987,3(2):11~17.
[3] 诸林,尹平,邓兰. 轻油部分循环对丙丁烷收率的影响及其应用[J]. 西南石油学院学报,1998,20(1):78~83.
[4] 诸林. 影响冷凝分离法轻烃回收液化率的因素及其应用[J].西南石油学院学报,1997,19 (1):84~87.
上一篇:京津冀强化农药管理联防联控
下一篇:阻燃剂的现状及发展趋势