根據(jù)不同氣源的天然氣中CO₂含量不同,研究用于液化天然氣低溫精餾分離CO₂的方法的可行性。依據(jù)低溫混合物氣液相平衡關(guān)系,建立了溫度和壓力氣液相平衡方程組并進(jìn)行數(shù)學(xué)求解,同時(shí)計(jì)算了CO₂析出溫度。結(jié)合HYSYS軟件中的CO₂ Freeze Out工具,繪制了特定組分下CO₂-CH₄-C₂H₆三元系相圖。確定了精餾分離以及CO₂結(jié)霜的相區(qū)。使用HYSYS軟件建立了天然氣精餾模型,研究了精餾塔壓力、回流比、原料氣組成對(duì)精餾分離效果的影響規(guī)律。通過(guò)綜合分析各種因素,選擇精餾塔壓力為3.0MPa時(shí),CO₂體積分?jǐn)?shù)含量不超0.18%時(shí)的凈化氣進(jìn)行液化。分別設(shè)計(jì)了氮-甲烷膨脹和混合制冷劑兩種制冷循環(huán)為天然氣精餾分離及液化工藝提供冷量,利用HYSYS軟件對(duì)所設(shè)計(jì)的工藝進(jìn)行模擬計(jì)算,結(jié)果表明混合制冷劑循環(huán)工藝比功耗較低,液化率滿足要求。以最小比功耗為目標(biāo),對(duì)混合制冷劑的配比進(jìn)行了優(yōu)化,優(yōu)... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)石油大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【圖文】：

級(jí)聯(lián)式制冷循環(huán)天然氣液化工藝Fig.1.1Naturalgasliquefactionprocessofcascaderefrigerationcycle

[15]。該工藝充分利用了混合物各組分沸點(diǎn)的不同的特點(diǎn)，高沸點(diǎn)的組分先被冷凝、沸點(diǎn)較低的組分后被冷凝，圖1.2表示了混合制冷劑液化工藝的工作原理[16]。圖 1.2 混合制冷劑循環(huán)天然氣液化工藝流程Fig. 1.2 Natural gas liquefaction process of mixed refrigerant cycle1.2.3 帶膨脹機(jī)的液化工藝帶膨脹機(jī)的液化循環(huán)是將高壓氣體流經(jīng)透平膨脹機(jī)進(jìn)行絕熱膨脹獲得溫降，從而完成對(duì)天然氣的最終液化。制冷劑可以直接使用高壓天然氣，也可以選用純氮?dú)饣蛘叩图淄榛旌蠚怏w[18]，其關(guān)鍵設(shè)備是透平膨脹機(jī)。膨脹機(jī)不僅可以使氣

第1 章 緒論- 4 -體獲得溫降，還能回收一部分功，用于驅(qū)動(dòng)其他裝置。圖1.3列舉了一種高壓天然氣利用自身壓力膨脹液化的流程，通常被用于高壓輸氣管道與城市配氣管網(wǎng)的調(diào)峰裝置中。圖 1.3 高壓天然氣直接膨脹液化工藝流程Fig. 1.3 High pressure natural gas expansion liquefaction process1）脫水器；2）脫碳裝置；3）水冷器；4）返回氣壓縮機(jī)；5、6、7）換熱器；8）過(guò)冷器；9）儲(chǔ)罐；10）膨脹機(jī)；11）壓縮機(jī)原料氣先經(jīng)過(guò)脫水、脫碳達(dá)到氣體液化要求，依次經(jīng)過(guò)5、6、7三臺(tái)換熱器及過(guò)冷器8后液化。儲(chǔ)罐中的BOG先逐級(jí)進(jìn)行冷量回收，再與未脫碳的原料氣混合，經(jīng)換熱器5預(yù)冷，再流入膨脹機(jī)10進(jìn)行絕熱膨脹，溫度降低后，依次流經(jīng)換熱器5、6、7，提供氣體液化需要的冷量。1.3 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展1.3.1 適用于小型天然氣裝置的液化工藝天然氣液化裝置通常分為基本負(fù)荷型和調(diào)峰型兩大類，而小型天然氣液化裝置是 21 世紀(jì)以來(lái)正在研發(fā)的一種新型裝置

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]小型LNG裝置的預(yù)處理與液化流程研究[D]. 曹文勝.上海交通大學(xué) 2008

碩士論文
[1]小型撬裝式LNG液化裝置工藝設(shè)計(jì)[D]. 王安印.西南石油大學(xué) 2014
[2]小型撬裝式天然氣膨脹液化流程及裝置的研究[D]. 王通旭.北京工業(yè)大學(xué) 2012



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