天然气液化厂不达产的改进方案

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1、学兔兔www.xuetutu.comCIⅢMICALENGINEERINGDESIGN化工设计2015，25(1)～技改～，造一《．天然气液化厂不达产的改进方案李婵郑雪枫邵晨白改玲王红贾保印中国寰球工程公司北京100012摘要分析某天然气液化厂不达产且能耗高的运行状态，在现有设备条件下对天然气液化的工艺参数进行优化，并提出提高产量降低能耗的具体措施。关键词液化天然气流程模拟不达产改进方案小型天然气液化厂在中国发展迅速，主要采5301冷却，在分离罐V一5302中气液分离，气相用的液化流程有氮膨胀液化流

2、程、氮甲烷膨胀液部分由二段压缩机C一5302继续加压，液相则由化流程和混合制冷剂液化流程。混合制冷剂液化泵P一5301增压，气液两相再次混合经冷却器E一流程相对于其它两种液化流程具有能耗低的优点，5302冷却，在分离罐V一5303中气液分离，气液越来越多地被应用在小型液化装置中J。单级两相分别进入冷箱。混合制冷剂液化流程是混合制冷剂流程中结构最气相冷剂518进冷箱后，从冷箱底端抽出，节简单、设备最少的液化流程，应用在小型天然气流减压后变为气液两相再次进冷箱，作为深冷部液化装置中能降低投资。分ET一5

3、302的制冷剂；液相冷剂522进冷箱ET一已建成的某天然气液化工厂，设计日处理规5301被冷却到一50℃时抽出。节流后的冷剂524模为30x10Nm，原料气来自于某油田天然气。与508混合，进冷箱的初冷段ET一5301，为原料该厂于2010年建成投产，目前处于不达产的运行气502、冷剂物流518和522提供冷量。状态，实际产量只有设计值的80％左右。根据该原料气501在换热器E一5303中换热后进冷厂的实际运行数据，使用流程模拟计算方法分析运行现状，优化运行参数，提出达产和降低能耗箱，在一50％下抽

4、出，经分离罐V一5304脱除重的整改措施。烃，液相部分用于预冷原料气501，气相部分回到冷箱ET一5302被深冷至一147℃得到LNc产品。1液化厂流程1．2液化理论分析1．1流程概述冷剂循环过程：常温冷剂进压缩机后增压增该工厂液化流程为单级混合制冷流程，模拟温，经过冷却器冷却后在冷箱中节流减压降温，流程见图l。与天然气换热后又回到初始温度压力，完成一个闭式制冷循环。从热力学原理看，制冷过程需要消耗外功，是压缩机对冷剂做功、冷剂将热量从低温区(从天然气取走的热量)转移到高温区(冷却水)的过程J。因此

5、LNG工厂要达到设计产量，需要冷剂提供足够的冷量，这源于压缩机所做的功。压缩机的气体功率(有用功)：图1天然气液化流程图尸g’p’W．~／60000(1)流程中的循环方式为闭式单循环，混合冷剂=(2)经过压缩机C一5301压缩增压后进入换热器E一【()】李婵：工程师。20lO年7月毕业于北京化工大学化学工程与技术专业获硕士学位。现在从事天然气液化技术的设计工作。联系电话：(010)5867~32，E—mail：lich~@hqcec．com。学兔兔www.xuetutu.com李婵等天然气液化厂不达

6、产的改进方案47R：坠垒：f3、压力，二是原料气的组成。首先，若压缩机的出～、口压力偏低，则冷剂进入冷箱前的气液比偏大，：墨!!f4液相冷剂减少，冷箱初冷段的冷量减少，不足以⋯lg(T2／P1)、冷却到设定产量的天然气指定温度，导致LNG减式中，Pl为压缩机的气体功率，kW；q为人口产；同时，压缩机出口压力降低通常会使冷箱中J体积流量，m／min；p为气体密度，kg／m。；—T阀的压降减小，则释放的冷量整体减少，这也W．为多变压缩功，kW；Z为平均压缩性系会导致LNG减产；其次，若原料气的组成发生改

7、数；R为气体常数，J／(kg·K)，M为气体的分子变，其分子量比原设计值小，则液化相同量的原量；T，为压缩机人口温度，K；II1为多变温度指料气需要更多低温位冷量，而低温位的冷量主要数；T为压缩机出口温度，K；P、P1分别是压靠低沸点冷剂提供(如氮气、甲烷)，需要压缩机缩机进出口压力，kPa(A)。功率更大(见公式1、2、3和4)，若压缩机无法从公式可知，压缩机的功率与冷剂的流量、做相应的调整，则LNG也会减产。分子量、平均压缩性系数、多变温度指数、气体2流程模拟分析及优化密度、压缩机进出口气体的温

8、度和压力状态等参数相关。对于已有液化工厂的优化改造，其基本2．1液化厂现运行状态的流程模拟流程和冷剂储存系统已经固定，因此冷剂的种类2．1．1基础数据已经固定；冷剂的分子量、平均压缩性系数、多变温度指数、冷剂密度都是冷剂配比的从变量；模拟采用AspenHYSYS软件，选择PR(Peng压缩机进出口气体的温度和压力主要与压缩机性—Robinson)方程进行混合物的相平衡计算。能和冷剂配比相关。因此，对于已有的液化工厂，液化厂现生产状况的流程模拟数据主要依据只有冷剂的流量