海基型天然气液化工艺研究

【摘要】：随着海上油气勘探技术的进步,海上天然气探明储量与日俱增。为了经济利用此类资源,国内外油气开发公司致力于研究浮式液化天然气(FLNG)技术,海基型天然气液化工艺是FLNG技术的核心,对其进行研究具有重要的现实意义。 本文针对我国南海某气田所产天然气,在借鉴陆基型液化工艺基础上,研究了CO2预冷-双级氮膨胀和C02预冷-液氮气化双级膨胀两种可供选择的工艺方案；利用HYSYS对两种液化流程进行模拟计算,通过对比分析,CO2预冷-液氮气化双级膨胀液化流程因具有所需制冷剂少、设备少等优点更适合海基型天然气液化。 对CO2预冷-液氮气化双级膨胀液化流程进行研究,分析了液氮增压压力、CO2预冷温度、氮气一级膨胀压力及CO2预冷循环操作参数对液氮流量、CO2流量、LNG流量和比功耗的影响,确定液氮增压压力为5000kPa、CO2预冷温度为237.15K；利用HYSYS优化模块,以最小比功耗为优化目标,对氮气一级膨胀压力和CO2预冷循环操作参数进行优化,当氮气一级膨胀压力为790.28kPa、CO2压缩压力为5741.07kPa、节流压力为1193.00kPa及一级压缩压力为2412.11kPa时,流程比功耗最小、(6.97kW/kmol). 本文同时对流程进行了适应性分析,考察原料气不同压力、温度、组成和流量对液氮流量、CO2流量、LNG流量和比功耗的影响,结果表明,在研究范围内,流程具有较好的适应性；对CO2预冷-液氮气化双级膨胀液化工艺中的压缩机、精馏塔等设备进行选型。 【关键词】：海基型液化工艺 方案设计 液氮 二氧化碳 选型
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TE646
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第1章 绪论7-17
• 1.1 研究背景与意义7-8
• 1.2 天然气液化工艺8-11
• 1.2.1 级联式液化流程8-9
• 1.2.2 混合制冷剂液化流程9-10
• 1.2.3 带膨胀机的液化流程10-11
• 1.3 海基型液化工艺研究现状11-15
• 1.3.1 国外研究现状11-14
• 1.3.2 国内研究现状14-15
• 1.4 主要研究内容与技术路线15-17
• 1.4.1 主要研究内容15-16
• 1.4.2 技术路线16-17
• 第2章 气质条件与工艺方案17-27
• 2.1 气质条件与设计规范17-18
• 2.1.1 海上天然气气质条件17
• 2.1.2 规范与标准17-18
• 2.2 海基型液化工艺选择18-27
• 2.2.1 液化工艺初选18-23
• 2.2.2 工艺方案改进23-27
• 第3章 流程工艺参数优化与适应性分析27-48
• 3.1 流程工艺参数分析27-37
• 3.1.1 液氮增压压力影响27-30
• 3.1.2 CO_2预冷温度影响30-32
• 3.1.3 氮气一级膨胀压力影响32-34
• 3.1.4 CO_2预冷循环参数影响34-37
• 3.2 流程优化37-40
• 3.2.1 目标函数37
• 3.2.2 优化变量37-38
• 3.2.3 约束条件38
• 3.2.4 优化结果38-40
• 3.3 流程适应性分析40-48
• 3.3.1 对原料气压力适应性分析41-43
• 3.3.2 对原料气温度适应性分析43-44
• 3.3.3 对原料气组成适应性分析44-46
• 3.3.4 对原料气流量适应性分析46-48
• 第4章 主要设备选型48-56
• 4.1 动力系统48-49
• 4.2 主要设备选型49-56
• 4.2.1 CO_2压缩机49-51
• 4.2.2 氮气膨胀机51-52
• 4.2.3 精馏塔52-54
• 4.2.4 LNG储舱54-56
• 第5章 结论与建议56-57
• 5.1 结论56
• 5.2 建议56-57
• 致谢57-58
• 参考文献58-62
• 攻读硕士学位期间发表学术成果情况62

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