摘要：由于气田及输送环境影响,现场运行长期处于波动状态,而装置能否稳定运行与其在不同工况下的响应动作是否及时有效息息相关。为分析装置在不同开车工况下的响应特性,本文基于实验室建有的天然气脱碳循环实验装置实际运行情况进行优化研究,分析其中关键影响因素。研究结果表明,在单因素实验研究中,开车工况下不同进气流量、塔内压力以及贫液进塔温度对于吸收塔内温度场及闪蒸罐液位响应特性的影响差别不大。而对于开车工况处于较大的进气流量、较高的塔内压力、较低或较高的贫液进塔温度,其控制器响应会出现一定延迟或塔釜液位波动幅度较剧烈的情况。因此以吸收塔塔釜液位响应时间为评价指标,利用BBD设计法对各因素交互作用进行响应面分析,得到吸收压力对塔釜液位响应时间的影响极显著,并且在三种因素交互作用中,吸收压力与贫液进塔温度的交互作用对目标值的影响更为显著。

摘要：针对LNG/FLNG大型绕管式换热器壳侧空间气液两相流体不均匀性造成的换热性能衰减问题,提出了一种适用于大型绕管式换热器的环管式均布器,并设计搭建了均布特性研究试验平台,研究不同流动条件下,沿径向、周向每个通道流量的比例系数和离散系数,并对有无均布器条件下的流体分配情况进行了对比。结果表明,流体分布随着流量增大而更加均匀,气相分布均匀性优于液相,气液两相周向分布均匀,径向分布由内至外两相质量流量逐渐减少,最内圈流量约为外圈流量的1.2倍,两相体积流量由内至外有所增大,最外圈流量约为内圈流量的1.5倍;放置均布器后,两相体积流量离散系数最大可以减小64%,两相质量流量离散系数最大可以减小57%。研究成果可为LNG/FLNG大型绕管式换热器均布器结构设计提供参考,有利于进一步提高均布效果。

摘要：采用自主设计的绝热反应量热仪测定了N-甲基二乙醇胺(MDEA)、哌嗪(PZ)以及2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP)在不同条件下吸收CO_(2)的反应热,考察了CO_(2)负载量、总胺质量分数、温度、压力及混合溶液的配比等对吸收反应热的影响。结果表明:MDEA溶液的反应热明显低于PZ和AMP,其反应热范围为50~55 kJ/(mol CO_(2)),而PZ和AMP的反应热范围为65~70 kJ/(mol CO_(2));各影响因素对反应热变化规律影响程度不同,其中醇胺种类影响最大,其次为CO_(2)负载量。在MDEA溶液中添加PZ或AMP构成的二元复配胺液,其反应热相比于MDEA溶液分别提高了5~10、10~12 kJ/(mol CO_(2))。在二元复配胺液38%MDEA+2%PZ基础上,分别加入AMP、乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)以及三乙胺(TEA)构成的三元复配胺液中,加入MEA和DEA后反应热升高较为明显,分别达到了78和73 kJ/(mol CO_(2)),加入TEA后反应热有所降低,而加入AMP后反应热基本保持不变。

摘要：液化天然气技术是深远海天然气利用最为可行的技术方案,其中带压液化天然气(PLNG)技术可显著提升LNG中CO_(2)的溶解度,但利用相平衡实验获得CO_(2)溶解度的方法较为复杂,且理论方法难以在宽温区范围内保证CO_(2)溶解度计算的准确度。为了能快速计算具有高准确度的液化天然气中CO_(2)的溶解度,提出了分温区拟合二元交互作用系数的方法,应用HYSYS软件和理论自编程法分别对CH_(4)—CO_(2)二元系和CH_(4)—CO_(2)—N_(2)/C_(2)H_(6)三元系溶液中CO_(2)的溶解度进行计算。研究结果表明:(1)采用HYSYS软件和理论自编程法分别计算的CO_(2)在二元系溶液和三元系溶液中的溶解度,与实验数据的平均相对误差均小于8%;(2)使用拟合的二元交互系数后,HYSYS软件计算CO_(2)在液态CH_(4)中的溶解度数据与实验值的平均相对误差从6.63%降到1.69%,且HYSYS软件和理论自编程法计算三元系溶液中CO_(2)的溶解度准确性均得到了提高。结论认为,通过使用分温区拟合二元交互作用系数,HYSYS软件和理论自编程法可快速计算高准确度的CO_(2)溶解度数据,该新方法为天然气液化工艺流程的设计提供了理论指导和技术支撑。

摘要：目前对于吸附分离技术应用于高压、低浓度CO_(2)脱除的研究还较少,在进行相应吸附脱碳工艺设计时也缺少相关的参考数据。为探究13X沸石分子筛对低浓度CO_(2)的动态吸附性能,本文利用动态吸附实验的方法,探究不同条件下低浓度(摩尔分数3%)CO_(2)气体在13X分子筛上的动态吸附性能,得到不同压力、温度、气体流量、填料高度及分子筛规格(尺寸、形状)等因素影响下的13X分子筛对于CO_(2)气体的动态吸附规律及相应的性能指标参数。结果表明:随着吸附压力的升高,13X分子筛的CO_(2)吸附量增加但增量逐渐减小;降低吸附温度、减小气体流量和增加填料高度均有利于增强13X分子筛的动态CO_(2)吸附性能,提高吸附脱碳效果,其中温度及填料高度的变化对于CO_(2)吸附的影响程度最大;实验还发现小尺寸及条状13X分子筛的动态吸附脱碳性能优于其他规格,并根据其特定条件下的出口CO_(2)浓度为50mL/m^(3)时的CO_(2)吸附量指标,给出吸附剂用量与液化天然气(LNG)脱碳工艺处理量的关系系数。

摘要：为了明确高压下散堆填料吸收塔内有效传质面积随不同因素的变化规律及影响程度,利用实验室θ环散堆填料塔实验装置,采用添加丙三醇的低浓度NaOH溶液吸收CO_(2)进行有效传质面积测定实验,并对各因素进行敏感性分析。研究表明:1 MPa为有效传质面积从骤增到平缓增加的分界点压力;吸收温度对有效传质面积的影响幅度较小,呈现先增大后减小的趋势;随着气体流量、溶液流量以及溶液黏度的增大,有效传质面积呈现近似线性增加的趋势;有效传质面积对各因素的敏感性由大到小顺序为溶液黏度、溶液流量、吸收压力、气体流量、吸收温度。

摘要：将LNG运输船上产生的闪蒸气(BOG)进行再液化处理对保护生态环境,减少经济损失具有重要意义。设计了一种利用LNG直接膨胀制冷的新型BOG再液化工艺。借助Aspen HYSYS软件对工艺流程进行了建模模拟、[火用]分析、灵敏度分析以及不同流程间的性能对比。结果表明:再液化系统的比能耗为0.6233 kW·h/kg,[火用]效率为42.9%;当再液化系统中BOG的压缩压力与LNG的加压压力相差200~250 kPa时,系统的比能耗更容易达到最小值;再液化系统对LNG组分的变化较为敏感,适当提高轻组分的含量有助于降低系统的能耗。新工艺既具备氮膨胀式再液化系统投资低、结构简单的优势,又具有低能耗的特点,是未来双燃料LNG运输船上BOG再液化工艺的可选方案。

摘要：为探究高压工况下,填料塔内醇胺溶液吸收高浓度(体积分数35%)CO_(2)的传热传质规律,基于双膜理论,以小型θ环填料塔实验装置为基础,建立了塔内N-甲基二乙醇胺+哌嗪(MDEA+PZ)脱碳传质模型。利用不同吸收压力下的实验数据对模型进行了修正,使模型适用于高压工况。结果表明,传质通量修正因子的引入,能够较好地解决高压工况下模型计算误差较大的问题;不同进气和溶液流量下,CO_(2)浓度场和温度场的模拟结果与实验数据基本一致;填料塔内存在快速反应区域,并且会随着气液流量变化移动。本模型可为相应特征天然气的净化提供借鉴。

摘要：醇胺法作为目前比较成熟和可行的脱碳技术,存在再生能耗高的缺点。基于传统的胺法脱碳流程,设计出低能耗的新型三塔半贫液脱碳工艺,借助Aspen HYSYS 8.6流程模拟软件进行了新型三塔半贫液胺法脱碳流程关键工艺参数(吸收剂、贫液/半贫液分流比、再生塔温度和循环吸收剂总流量)的灵敏度优化分析。研究结果表明,与传统的胺法脱碳流程对比可知,最佳三塔半贫液胺法脱碳流程的总等量功降低了45.47%,且净化气中CO 2摩尔分数为1.97%,满足GB 17820-2018《天然气》对商品气的气质要求。

摘要：混合胺液脱碳法具有吸收能力强、反应速度快、适用范围广、再生能耗低等许多优点,得到了越来越多的关注。为此,采用带有磁耦合搅拌的高压反应釜,进行了不同浓度配比MDEA+MEA、MDEA+DEA混合胺液对CO2的吸收与解吸实验研究。结果表明:①向2.0mol/L的MDEA中加入1.0mol/L的MEA,混合胺液对CO2的吸收解吸综合性能才有显著改善;②MDEA/DEA配比为2.0/1.0时CO2吸收反应很快达到平衡,但该配比在酸气负荷较高的情况下CO2吸收速率较低;③MDEA/DEA配比为2.6/0.4的混合胺液较MDEA单一胺液对CO2的吸收性能并无明显改善;④2.3/0.7配比的MDEA+DEA混合胺液对CO2的吸收负荷与CO2吸收速率均保持较高水平;⑤向MDEA中添加DEA对其CO2解吸性能的改善作用并不明显,只有2.0mol/L的MDEA+1.0mol/L的DEA混合胺液CO2解吸性能稍好,但不如相同配比的MDEA+MEA混合胺液。该成果为天然气脱碳胺液的配方优选和脱碳工业装置的设计提供了基础数据。