低含氦天然气提氦联产LNG工艺分析-.pdf

学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3 3卷 第 4期 OI L AND GAS TRE ATI NG AND P F I OCE S SI NG 耗及膨胀机输出功率的影响。由图 3可知 ， 随着制冷剂 高压压力增加 ， 压缩机能耗及膨胀机输 出功率均呈上升 趋势。制冷剂高压压力升高， 压缩机压缩比增加， 膨胀 机膨胀 比增加 ⋯ ， 能耗增加 。 至 婿 图3 制冷剂高压压力对能耗的影响 3 ． 3 制冷剂低压压力对能耗的影响 制冷剂低压压力对能耗 的影 响见 图 4 。图 4分析 了 制冷剂低压压力 膨胀机 K一 1 0 1出口压力 对压缩机能 耗及膨胀机输 出功率 的影 响。由图 4可 知 ， 随 着制冷 剂 低压压力增加， 压缩机能耗及膨胀机输出功率均呈降低 趋势。制冷剂低压压力增加 ， 即膨胀机 K一1 0 1出 口压 力升高， 膨胀比减小 ， 压缩机 K～1 0 2入 口压力升高 ， 压 缩 比减小 ， 能耗减少 。 制冷剂低压压力／ k P a 图 4 制冷剂低压压力对能耗的影响 3 ． 4 制冷剂流量对能耗 的影 响 制冷剂流量对能耗 的影 响见 图 5 。图 5 分 析 了在其 他条件不变 的情况下 ， 制冷剂 流量对压 缩机能 耗及膨 胀 机输 出功率 的影响 。由图 5可知 ， 随着制冷剂流量增加 ， 压缩机能耗及膨胀机输 出功率均呈上升趋势 。 3 ． 5脱氮塔进料温度对能耗 的影响 脱氮塔进 料 温度 对 能 耗 的影 响 见 图 6 。由 图 6可 知 ， 随着原料气入脱氮 塔 的温 度增加 ， 塔 顶能 耗增加 ， 相 反塔底能耗降低 。进料 温度升 高 ， 冷凝器 需更 多 的能量 向系统提供冷量 ， 使原料气 中的甲烷冷凝从塔底 出来 。 油号 加工2 3 制冷剂流量／ k m o l h 图 5制冷剂流量对能耗的影响 塔T 一1 0 1 进 料温度 ／ 图 6脱氮塔进料温度对能耗的影响 3 ． 6 二级提氦塔进料温度对能耗的影响 二级提氦塔进料温度对能耗 的影响见 图 7 。图 7分 析 了二级提氦 塔进料 温 度对 该塔 塔 顶冷 凝器 及塔 底 再 沸器能耗的影响 。由图 7可 知 ， 随着 原料气 入塔 温度 增 加， 塔顶能耗增加， 相反塔底能耗降低。进料温度升高， 冷凝器需更多的能量以保证二级提浓塔的分离效果。 塔 T 一 1 0 2 进料温度／ ℃ 图 7二级提氦塔进料温度对能耗 的影 响 4 结论 本文将天然气提氦与制 L N G工 艺联产 ， 一方 面可 同 时得到粗氦和 L N G两 种产 品 ， 提高 能源 利用 率 ， 降低 设 O O O 0 O O O 0 0 O O ∞ 踟 ∞ ∞ 加 ∞ 跚 ∞ 加 ∞ 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 天然号与石油 N A TU R AL GA S AN D OI L 2 0 1 5年 0 8月 备投资及能耗 ； 另一方 面 ， 该 工艺采用 氮气膨 胀制冷 ， 利 用原料气 中的氮气作为制冷剂 ， 降低 了制冷 成本。同 时 ， 利用 H Y S Y S 对 天然气 提氦 联产 L N G工 艺 流程进行 模拟 ， 分析了关 键参数 对流程设备能耗 的影 响。 1 该 天然气提 氦过程 中联产 L N G工艺 同时得 到粗 氦和 L N G两种产品 ， 所得粗氦浓度 为 6 5％， L N G液化率 为 8 9 ． 7 6％。 2 选择脱氮塔理论塔板数为 5时最好。 3 适当降低制冷剂高压压力、 制冷剂流量、 脱氮塔 进料温度 、 二级 提氦塔 进 料温 度 ， 有 利 于降低 装 置设备 能耗。 4 适当提高制冷剂低压压力， 有利于降低装置设备 能耗。 参考文献 [ 1 ]唐文俊． 从世界氦形势看我国氦的未来[ J ] ． 天然气工业， 1 9 8 6， 6 4 9 61 0 0 ． T a n g We n j u n ． A V i e w o f t h e F u t u r e o f C h i n a ’ S H e l i u m I n d u s t r y S e e i n g f r o m I t s Wo r l d w i d e S i t u a t i o n[ J ] ． N a t u r a l G a s I n d u s t r y ， 1 9 8 6 ， 6 4 9 61 0 0 ． [ 2 ]D e a k i n L ． T h e C o mi n g H e l i u m S h o r t a g e[ J ] ． C h e m i c a l I n n o v a t i o n ， 2 0 0 1 ， 3 1 6 4 3 4 4 ． [ 3 ]张宁， 胡忠军， 李青， 等． 全球氦供求形势及其回收利 用[ J ] ． 低温与特气， 2 0 1 0 ， 2 8 6 1 6 ． Z h a n g N i n g ， H u Z h o n g j u n ， L i Q i n g ， e t a 1 ． G l o b a l S u p p l y a n d D e m a n d S i t u a t i o n a n d t h e R e c o v e r y o f H e l i u m 『 J ] ． L o w T e rn p e r a t u r e a n d S p e c i a l t y G a s e s ， 2 0 1 0 ， 2 8 6 1 6 ． [ 4 ]王熙庭， 任庆生． 氦资源、 应用、 市场和提取技术[ J ] ． 天然 气化 工， 2 0 1 2 ， 3 7 1 7 3 7 8 ． Wa n g X i t i n g ， R e n Q i n g s h e n g ． R e s o u r c e s ， A p p l i c a t i o n ， Ma r k e t a n d E x t r a c t i o n T e c h n o l o g i e s o f H e l i u m[ J ] ．N a t u r a l G a s C h e m i c a l I n d u s t r y ， 2 0 1 2 ， 3 7 1 7 37 8 ． [ 5 ]陆慕郭． 天然气提氦工业的发展[ J ] ． 石油与天然气化工， 1 9 8 9 ， 1 8 1 4 1 4 3 ． L u Mu g u o ． T h e D e v e l o p m e n t o f He l i u m G a s L i f t I n d u s t ry [ J ] ． C h e mi c a l E n g i n e e r i n g o f O i l a n d G a s ， 1 9 8 9 ， 1 8 1 4 1 4 3 ． [ 6 ]钟志良， 何堵， 汪宏伟， 等． 某大型提氦装置工艺技术探 讨[ J ] ． 天然气与石油， 2 0 1 1 ， 2 9 1 2 52 7 ． Z h o n g Z h i l i a n g ， He J u n， Wa n g Ho n g we i ， e t a 1 ． D i s c u s s o n He l i u m E x t r a c t i o n T e c h n o l o g y i n C e r t a i n L a r g e Ga s T r e a t me n t U n i t[ J ] ． N a t u r al G a s a n d O i l ， 2 0 1 1 ， 2 9 1 2 52 7 ． [ 7 ]刑国海． 天然气提取氦气技术现状与发展[ J ] ． 天然气工 业 ， 2 0 0 8 ， 2 8 8 1 ～3 ． X i n g G u o h a i ． S t a t u s Q u o a n d D e v e l o p m e n t o f t h e T e c h n o l o g y o n H e l i u m G a s A b s t r a c t e d f r o m N a t u r a l G a s f J ] ． N a t u r a l G a s I n d u s t ry， 2 0 0 8 ， 2 8 8 1 3 ． [ 8 ] 封万芳． 威远天然气提氦的经济效益分析[ J ] ． 天然气工 业， 1 9 8 9 ， 9 3 6 9 7 1 ． F e n g W a n f a n g ． A n a l y s i s o f E c o n o mi c B e n e fi t o f E x t r a c t i n g He l i u m f r o m We i y u a n N a t u r a l G a s [ J ] ． N a t u r a l G a s I n d u s t ry， 1 9 8 9 ， 9 3 6 9 7 1 ． [ 9 ]雷培德 ， 李端阳， 汪静， 等． 4 12-z - 过程模拟技术及 HY S I M 模拟 系统在化工生产 中的应用[ J ] ． 湖北化工， 2 0 0 2 ， 1 9 6 4 6 ． L e i P e i d e ，L i D u a n y a n g ，Wa n g J i n g ，e t a 1 ．T h e C h e mi c al P r o c e s s S i mu l a t i o n T e c h n o l o gy a n d HY S I M’S Ap p l i c a t i o n i n C h e mi c a l I n d u s t r y[ J ] ． H u b e i C h e m i c a l I n d u s t ry， 2 0 0 2 ， 1 9 6 4 6 ． [ 1 0 ] 唐迎春 ， 陈保东， 王 凯， 等． PR方程在天然气热物性 计算中的应用[ J ] ． 石油化工高等学校学报 ， 2 0 0 5 ， 1 8 2 4749． T a n g Yi n g e h u n， Ch e n B a o d o n g， W a n g Ka i ， e t a 1 ． A p p l i c a t i o n o f P- R Eq u a t i o n i n C a l c u l a t i n g T h e r ma l P h y s i c a l P r o p e rt y o f N a t u r a l G a s[ J ] ． J o u r n a l o f P e t r o c h e m i c a l U n i v e r s i t i e s ， 2 0 0 5 ， 1 8 2 4 7 4 9 ． [ I 1 ]宋磊． 影响天然气液化的工艺参数分析[ J ] ． 甘肃科技 ， 2 O o 4 ， 2 O 1 2 1 I 1 1 1 2 ． S o n g L e i ． An aly s i s o f t h e P r o c e s s P ara me t e r s Af f e c t i n g Na t u r a l G a s L i q u e f a c t i o n[ J ] ． G a n s u S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y ， 2 0 0 4 ， 2 0 1 2 1 1 1 1 1 2 ． 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m