YM凝析气田天然气凝液回收流程模拟与优化

【摘要】：国内部分凝析气田天然气处理装置以控制烃水露点为目标,采用单一的制冷方式,制冷效率低,其中YM凝析气田凝液回收装置采用节流制冷,丙烷回收率仅有22%。有些凝液回收装置虽然工艺选择恰当,但运行参数设置不合理,能耗高、产量低、经济效益差。因此有必要开展凝析气田凝液回收装置高效流程的研究,并通过工艺参数优化,尽可能提高装置的经济效益。 本文对国内典型凝析气田的凝液回收装置进行了调研,分析了部分装置存在的问题,通过对国外高效流程模拟分析,总结出了HPA、SCORE、RSV三种工艺的特点。针对YM凝析气田天然气处理装置压差大的工况,采用HPA、SCORE、RSV三种工艺进行了方案比选,当丙烷回收率达到90%时,HPA工艺的单位产品能耗最低。YM凝析气田凝液回收装置采用膨胀机-节流阀双模式运行。 针对HPA工艺流程进行优化。先对HPA工艺流程进行单变量的敏感度分析,基于分析结果确定了单变量的建议范围。建立了以装置产品收益最大为目标的优化模型,对流程实行多变量优化。确定了多变量优化的主要变量,运用正交试验法简化了优化过程,当脱乙烷塔塔压、脱丁烷塔塔压、膨胀机出口压力分别取3900、2600、1700kPa时,装置的收益最大。经优化后,两套装置增加的产品收益可达3988.2万元/年。 对HPA流程进行了系统炯和设备(?)分析,计算了系统和设备的(?)损、炯效率,得出了系统各类设备的炯损分布。基于炯分析的结果,进一步优化了脱乙烷进料温度和位置,经优化后装置收益增加了2127元/d,(?)损降低了28.1×104kJ/h。与YM气田现行流程比,两套装置增加的收益为131.8万元/d。 采用HYSYS软件改变进料的气质组成和压力,考察了三种工艺的适应性。由于HPA工艺节约了外输干气的压缩功,对冷能的利用优于SCORE和RSV工艺,因此在研究工况下HPA的单位产品综合能耗最低。在相同压力下,三种工艺在贫气质条件下的单位产品综合能耗与富气质相比明显要高；在较贫气质下,HPA和SCORE工艺对高压的适应好；在较富气质下,三种工艺对高压的适应性更好。 【关键词】：凝析气田 凝液回收 高效 优化 适应性
【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】：TE372
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第1章 绪论7-14
• 1.1 研究目的与意义7
• 1.2 国内外技术现状7-12
• 1.2.1 天然气凝液回收技术现状7-11
• 1.2.2 工艺参数优化现状11
• 1.2.3 分析现状11-12
• 1.3 凝液回收产品质量指标12
• 1.4 主要研究内容12-14
• 第2章 凝析气田天然气凝液回收技术分析14-26
• 2.1 国内典型凝析气田凝液回收工艺分析14-19
• 2.1.1 节流制冷凝液回收工艺分析14-18
• 2.1.2 以膨胀制冷为主的凝液回收工艺分析18-19
• 2.2 国外高效凝液回收工艺分析19-24
• 2.2.1 HPA工艺分析19-22
• 2.2.2 SCORE工艺分析22-23
• 2.2.3 RSV 工艺分析23-24
• 2.3 本章小结24-26
• 第3章 YM凝析气田天然气凝液回收工艺方案26-41
• 3.1 YM凝析气田天然气凝液回收装置现状26-29
• 3.1.1 现有工艺及产品指标26-28
• 3.1.2 存在问题28-29
• 3.2 状态方程比选29
• 3.3 工艺方案比选29-32
• 3.4 YM凝析气田凝液回收工艺方案32-40
• 3.5 本章小结40-41
• 第4章 YM气田天然气凝液回收工艺优化41-76
• 4.1 优化目标41
• 4.2 优化变量41-57
• 4.2.1 可调变量41
• 4.2.2 变量的敏感度分析41-56
• 4.2.3 优化变量的确定56-57
• 4.3 约束条件57
• 4.4 优化模型57-59
• 4.5 模型求解59-64
• 4.5.1 求解思路59
• 4.5.2 正交试验理论59-62
• 4.5.3 正交试验设计62-63
• 4.5.4 试验结果分析63-64
• 4.5.5 优化结果对比64
• 4.6 分析64-74
• 4.6.1 概念及分析准则64-65
• 4.6.2 分析模型65-66
• 4.6.3 评价计算66-67
• 4.6.4 系统分析67-69
• 4.6.5 设备分析69-74
• 4.7 本章小结74-76
• 第5章 凝析气田凝液回收流程适应性分析76-84
• 5.1 气质组成适应性分析76-80
• 5.2 压力适应性分析80-83
• 5.3 本章小结83-84
• 第6章 结论及建议84-86
• 6.1 主要结论84-85
• 6.2 建议85-86
• 致谢86-87
• 参考文献87-92
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果92

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