天然气液化流程模拟与优化

【摘要】：天然气低温液化后的体积仅为原体积的1/625,十分有利于运输和储存。如今,天然气液化技术已经成为一项重大的先进技术,液化天然气(LNG)已经发展成为一门新兴工业,并正在继续迅猛发展。本文目的是针对天然气液化流程能耗高的特点,通过模拟与优化,得到流程合理运行参数。 本文首先介绍了天然气液化流程模拟技术的现状及发展。由于天然气和混合制冷剂都是多元混合物,因此在液化流程中变化复杂。本文针对天然气和混合制冷剂热物性的复杂性,在给出适合其热物性计算的混合规则的基础上,确定了以PR方程计算这两种混合物的相平衡特性,并从LKP方程出发,使用余函数法推导出计算混合物焓和熵的计算方法,由此解决了流程模拟中混合物热物性计算的问题。 对天然气液化流程的设备和工艺过程的研究,采用模块化理论,对部分汽化和冷凝、绝热闪蒸、等熵膨胀工艺过程和压缩机、混合器、多股流换热器建立了数学模型,为进行天然气液化流程的热力学模拟奠定了基础。而液化流程设备多、循环回路复杂,无法直接应用序贯模块法直接进行求解,根据液化流程图画出相应的信息流程图,通过合理的分块与分割,采用Broyden的拟Newton算法迭代计算,对天然气膨胀液化流程和丙烷预冷混合制冷剂液化流程进行了热力参数模拟,得到了液化流程中主要物流点的工艺参数。 从热力学角度出发,针对丙烷预冷混合制冷剂液化流程,分析了原料气的压力、组成和原料气经丙烷预冷后的温度等工艺参数对流程的影响。并针对丙烷预冷混合制冷剂液化流程能耗高的问题,以压缩机能耗与丙烷预冷量之和最小为目标函数,建立液化流程的优化模型,采用夹点(Pinch)技术对液化流程进行优化与分析。 【关键词】：液化天然气 气液相平衡 流程 模拟 序贯模块法 夹点 优化
【学位授予单位】：西南石油学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TE644
【目录】：

• 1 绪论6-8
• 1．1 研究的目的及意义6
• 1．2 本文研究对象及内容6-8
• 2 天然气液化流程模拟技术现状及发展8-10
• 2．1 国内情况8
• 2．2 国外情况8-10
• 3 流程模拟的基础模型10-31
• 3．1 相平衡的计算模型11-15
• 3．2 焓熵的计算模型15-18
• 3．3 汽化和冷凝过程计算模型18-23
• 3．4 绝热闪蒸计算模型23-25
• 3．5 等熵膨胀计算模型25-27
• 3．6 压缩机计算模型27-28
• 3．7 物流混合器计算模型28-29
• 3．8 多股流换热器计算模型29-31
• 4 天然气膨胀液化流程模拟计算31-38
• 4．1 天然气膨胀液化流程图31-32
• 4．2 流程模拟32-38
• 4．2．1 序贯模块法32-33
• 4．2．2 非线性代数方程组的迭代解法33-35
• 4．2．3 天然气膨胀液化流程模拟35-38
• 5 丙烷预冷混合制冷剂液化流程模拟及优化38-66
• 5．1 丙烷预冷混合制冷剂液化流程图38-40
• 5．2 丙烷预冷混合制冷剂液化流程模拟计算40-46
• 5．3 流程参数对流程性能的影响46-55
• 5．3．1 参数分析的理论基础46-47
• 5．3．2 流程性能分析方法47-48
• 5．3．3 流程热力参数对液化过程的影响分析48-55
• 5．4 丙烷预冷混合制冷剂液化流程优化55-61
• 5．4．1 换热网络优化技术概述55-56
• 5．4．2 夹点技术基本原理56-57
• 5．4．3 夹点的意义57-58
• 5．4．4 夹点技术设计准则58-59
• 5．4．5 运用夹点技术优化流程59-61
• 5．5 优化与分析61-66
• 5．5．1 流程物流参数61
• 5．5．2 液化流程夹点分析61-66
• 6 结论66-67
• 致谢67-68
• 参考文献68-71

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

LTL天然气液化流程及其换热器数值模拟    刘向伟

LNG船BOG再液化系统装置关键性问题研究    邓隆峰

LNG装置经济性比较的综合性原则    郑大振

天然气液化流程中的汽液相平衡计算    石玉美,顾安忠

混合制冷剂循环(MRC)液化天然气流程的设备模拟    石玉美,顾安忠,汪荣顺,鲁雪生

夹点技术及其应用    吴大可，陈树琳，彭烈火

石油化工企业换热网络优化的研究    蔡宁,阎尔平

换热网络稳态模拟算法    蒋兆贵,朱立嘉,吉旭

轻烃回收装置的操作参数优化模型    高建保,陈桂祥,陈康,刘吉东

世界液化天然气工业发展综述    程劲松,白兰君

带丙烷预冷的混合制冷剂循环液化天然气流程的优化分析    石玉美,杨敏之,鲁雪生,汪荣顺

2×10~4m~3/d天然气液化装置的设计及分析    牛刚,王经,黄玉华

LPG船用BOG再液化装置工艺流程模拟与优化    黎志昌;方江敏;马四朋;

氮烃混合工质中氖的作用机理    杨海明,朱魁章,孙朋红,吴霖

液化天然气汽车的发展优势    陈曦,厉彦忠,王强,张朝昌,苏林

三级自动复叠制冷中制冷剂配比计算方法研究    盛健;吴兆林;申晓宇;周志刚;

LNG液化装置冷箱降温过程的动态模拟    孙恒;余霆;舒丹;

世界LNG项目成本及其竞争性    程劲松,秦园,舒婷

天然气液化技术的研究    安彭军,陈叔平,刘振全,王峰

影响天然气液化的工艺参数分析    宋磊

高精度深低温(80～180K)汽液相平衡实验装置研制    韩晓红;徐英杰;闵旭伟;高赞军;仇宇;陈光明;王勤;

小型撬装式天然气液化流程模拟与分析    贺天彪;巨永林;

充满活力的能源新品——液化天然气(LNG)    梁家琪;

天然气处理系统工艺技术模拟分析    陈明

换热网络多级综合策略研究    靳遵龙

绿色汽车燃料—液化天然气冷量回收汽车空调系统研究    王强

常减压蒸馏流程模拟与优化及换热网络综合    葛玉林

影响LNG储存容器蒸发率因素的研究    乔国发

混合制冷剂循环优化设计和动态特性研究    尹全森

不锈钢焊接件激光冲击波强化抗气蚀工艺及机理研究    张磊

液化天然气（LNG）公交车冷量回收汽车空调系统的研究    郎峰

低温甲醇洗流程仿真及热力学优化研究    程利辉

甲苯二胺（TDA）生产过程中微量水脱除研究    李志民

大型LNG储罐拱顶结构应力分析    豆文娇

LNG船BOG再液化工艺流程模拟与优化的研究    黎志昌

双级混合制冷剂液化循环的动态模拟    刘娆

甲醇和丙酮共沸物分离工艺的研究    吴菲

新型溶剂吸收治理有机尾气实验研究    张楠革

间歇共沸精馏提纯低浓度甲酸溶液的模拟与实验研究    孙博

小型撬装LNG装置液化技术研究    郑义

某固定管板式换热器的温度场与热应力分析    冷纪桐,吕洪,章姚辉,赵军

LNG装置经济性比较的综合性原则    郑大振

天然气液化流程中的汽液相平衡计算    石玉美,顾安忠

几种国外新型的小型天然气液化流程分析    张维江;石玉美;汪荣顺;

混合制冷剂循环液化天然气流程的优化分析    石玉美,顾安忠,汪荣顺,鲁雪生

再液化装置在LNG船上的应用    李文华;孙玉清;陈海泉;李跃全;董效鹏;

板翅式换热器封头许用接管外载荷计算方法及应用    王伟;殷国富;何富均;

天然气和混合制冷剂的焓熵    石玉美,顾安忠,汪荣顺,鲁雪生

天然气物性的LKP方程求解    石玉美,顾安忠,汪荣顺,鲁雪生

广州市燃气汽车的发展方向    蔡文娟;罗东晓;

小型LNG装置的预处理与液化流程研究    曹文胜

LNG船BOG再液化工艺流程模拟与优化的研究    黎志昌

BOG再液化系统组合式冷却器传热性能优化研究    熊烨

天然气液化流程模拟与优化的研究    安彭军

天然气液化工艺模拟与分析    位雅莉

矿井用冷热电联产系统的制冷系统设计研究    王伟

管壳式换热器管板应力的三维有限元分析    季维英

小型氮气膨胀天然气液化流程数值模拟及增压透平膨胀机的设计    李素燕

多元混合制冷剂小型天然气液化装置的模拟研究    牛亚楠

二氯丙烷氨化合成丙二胺工艺及动力学研究    谢永居

LNG船舶蒸发汽再液化经济性分析    王明涛

现代调峰LNG工厂及其流程选型比较（续）    郑大振

过程模拟信息网络的新分解法    周理

L－K－P状态方程用于多元体系的计算    刘芙蓉，范春生

空分装置精馏系统的计算机设计    张占柱 ,傅举孚 ,徐文灏 ,于恩平

单级混合制冷剂天然气液化流程动态特性模拟    赵国伟;尹全森;季中敏;李红艳;贾林祥;

乙苯装置全流程模拟    邵百祥

LNG接收站流程模拟计算    王红;白改玲;李艳辉;王林;

小型撬装式LNG装置的流程模拟    曹文胜;鲁雪生;顾安忠;汪荣顺;

布朗氨合成圈系统的稳态模拟──I.物料衡算部分    高兰,马志

天然气中捕集二氧化碳新技术试验成功    

PRICO液化工艺在珠海LNG装置中的应用    张炜森;

2×10~4m~3/d天然气液化装置的设计及分析    牛刚,王经,黄玉华

冠醚配合物的研究(ⅩⅠⅤ)——2,3-苯并-11-甲基-18-冠-6液膜模拟细胞膜传输钾离子的研究    王志林,沈孟长,罗勤慧

我国液化天然气工业的现状及其发展动向    龙泽智

新型双级混合制冷剂循环液化天然气流程理论分析    石玉美;顾安忠;汪荣顺;朱刚;

流程参数对C3/MRC天然气液化流程性能的影响(下)    石玉美;汪荣顺;顾安忠;

液化天然气(LNG)在苏州城市燃气中的成功应用    顾金明;钱建荣;俞林;

引进液化天然气优化江苏发电能源结构    钟史明;

液化天然气销售安全管理的体系构建与运做实践    陈月旗;

天然气液化优越性及发展概述    许传龙;顾利锋;

中国LNG资源及市场预测    李青平;林越玲;

液化天然气(LNG)汽车的现状及发展趋势    周祥民;

建设江苏LNG项目 促进长三角经济可持续发展    袁新安;

全球大气环流模式BCC_AGCM2.0.1对云量的模拟    张芳;吴统文;王在志;董敏;

我国引进液化天然气项目全面启动    记者费伟伟

天然气产业化应关注安全与创新    山水

吉木乃广汇液化天然气项目顺利实施    记者 朱必义

液化天然气贸易不断“全球化”    牟雪江

情系民生 随到随检    叶菁　叶湘

印度上调油价引发通胀担忧    刘亚南

我液化天然气进口将加快    顾定槐

中东液化天然气出口将大增    安江

漳州液化天然气项目进入接气准备    本报记者 廖玲艺

供气上百亿立方米 辽宁再添大气源    王卫　翟超 本报记者 杨丽娟

气体吸收剂的热力学评选方法及其用于CO_2体系和乙烯体系的验证    武向红

液化天然气接收站与乙烯一体化技术研究    王良军

三峡库区农业非点源污染及其模型模拟研究    余炜敏

含一氧化碳二元系统高压气液相平衡研究    周建国

超临界流体制备超微颗粒的过程模拟与喷嘴设计    刘燕

流化床的流动模拟及结渣现象的探讨    王昕

QHCCI（准均质充气压缩点燃）燃烧系统研究    高海洋

“背包式”反应精馏优化理论和应用研究    徐骏

机车驱动装置悬挂结构及参数的研究    罗赟

黄淮海平原集约种植条件下土壤有机碳动态建模及应用    雷宏军

天然气液化流程模拟与优化    廖志敏

气相甲醇法年产一万吨二甲醚流程模拟及优化    姜涛

ABC电脑公司售后服务流程构建分析    周济海

制造企业价值链会计研究    骆从艳

电力变压器改造与运行维护研究    陈世青

CX电子产品管理问题探讨    张萍

施工企业项目计划管理的改进    聂增民

企业组织要素分析与组织优化方法研究    郜江军

吐哈油田内部财务控制体系改进研究    张长年

关于可编程流程的IVR系统的研究与设计    李蕾