小型高壓引射天然氣液化裝置在實際運行過程中,存在著明顯的液化效率低、能耗大等問題。為了進一步提高系統(tǒng)性能,采用HYSYS軟件對5×10⁴ m³/d處理量的高壓引射液化工藝進行模擬與分析,探究主要工藝參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響。研究結果表明:①引射器高壓入口壓力(引射壓力)、出口壓力以及凈化氣中不凝氣體組分含量對系統(tǒng)功耗、出液率會產生顯著的影響;②引射壓力增高,預冷系統(tǒng)功耗、冷箱出液率將逐漸增大,系統(tǒng)總功耗呈現(xiàn)先增大后減小趨勢,存在著最佳引射壓力,在出口壓力介于0.5～1.8MPa的范圍內,所模擬引射壓力系列中20MPa時系統(tǒng)總功耗最小;③引射器出口壓力增高,循環(huán)氣壓縮機、系統(tǒng)總功耗呈現(xiàn)非線性降低趨勢,降低速率逐漸減小,而預冷系統(tǒng)功耗、冷箱出液率將逐漸增大;④凈化氣中不凝氣組分含量增加,系統(tǒng)出液產量、冷箱出液率將顯著下降,單位產量能耗逐漸增大,因而該工藝并不適宜處理高含不凝氣體組分的凈化氣。結論認為,該研究成果可以為小型高壓引射天然氣液化裝置工藝設計與優(yōu)化提供參考。

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【部分圖文】：

圖1天然氣高壓引射制冷液化工藝流程圖

圖1所示為一種天然氣高壓引射液化工藝流程[3,17]。經脫酸、脫水、脫重烴處理后的凈化天然氣（以下統(tǒng)稱凈化氣）進入凈化氣壓縮機C2增壓至20MPa，經過與回流天然氣、預冷系統(tǒng)載冷劑換熱冷卻至-66℃，進入引射器噴射，天然氣部分液化，進入分離器S1，液體部分經過調節(jié)閥V1節(jié)流降壓....

圖2引射器外觀示意圖

圖2所示為一種引射器外觀示意圖[15]。經壓縮后的天然氣從引射器高壓入口進入，在吸入室的噴嘴處高速噴射，轉變?yōu)闅庖夯旌蠣顟B(tài)，同時造成吸入室低壓環(huán)境，部分低壓天然氣由低壓口吸入，并在混合腔中與噴射后的天然氣充分傳質、換熱，促使低壓天然氣液化。2工藝模擬及計算基礎

圖3引射器HYSYS計算模型圖

系統(tǒng)主要能耗設備包括凈化氣壓縮機、循環(huán)氣壓縮機以及預冷系統(tǒng)。壓縮機功耗計算依據為：式中Wc表示壓縮機功耗，kW;F1表示進口物流的摩爾流量，mol/s;MW表示氣體分子量；n表示多變指數(shù)；CF表示校正系數(shù)；p1表示進口物流壓力，Pa;p2表示出口物流壓力，Pa；ρ1表示進口物流密....

圖4高壓引射液化工藝流程模擬圖

影響液化系統(tǒng)性能的因素較多。通過模擬與分析發(fā)現(xiàn)，引射壓力、出口壓力以及不凝氣體組分含量可對系統(tǒng)功耗、出液率產生顯著影響。圖5西南某地5×104m3/d高壓引射液化試驗進口裝置照片

本文編號：3975035