气体膨胀式天然气带压液化流程的设计与优化

【摘要】：天然气带压液化(PLNG)技术可在较高的压力和温度下储存液化天然气,为海上天然气的液化提供了可能,但对于PLNG流程的相关运行参数、性能优化方面的研究几乎还未见报道。为此,借鉴气体膨胀式天然气液化系统的优点,针对CO2含量较低的海上天然气设计了一种气体膨胀天然气带压液化流程,并利用HYSYS软件进行了模拟和优化。结果表明:①分别采用N2、50%N2+50%CH4、CH4作为制冷剂,以产品LNG的单位能耗为衡量指标,对流程的4个关键参数(进口天然气压力、LNG储存压力、气体制冷剂膨胀前压力及气体制冷剂膨胀前预冷温度)进行了优化分析,并得到了它们的最优值;②比较了N2、50%N2+50%CH4、CH4分别作为制冷剂时,流程的能耗情况,发现CH4是能耗最低的制冷剂;③将优化后的氮膨胀天然气带压液化流程与常规氮膨胀天然气液化流程进行比较,结果表明前者不仅占地面积小、流程简单、设备初始投资低,而且运行工况更优良、能耗更低(仅为0.218 9kWh/m3,比常规流程的能耗降低了46%)。 【作者单位】： 上海交通大学制冷与低温工程研究所;
【关键词】： 海上天然气 液化天然气 二氧化碳 带压液化流程 膨胀 HYSYS 模拟 优化 能耗
【基金】：国家自然科学基金(编号:51076098)
【分类号】：TE646
【正文快照】： 海洋中蕴藏了全球约1/3的天然气资源[1],然而海上天然气液化却面临诸多难题,其中之一就是如何减小液化装置的占地面积问题。为解决这一难题,国外学者提出了天然气带压液化(PLNG)技术[2-3],即让天然气液化后在较高的压力(1～2MPa)下储存运输,其对应的冷凝温度也由传统流程的-16

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