摘要：ＬＮＧ作为天然气加工的重要产品，其市场需求随着世界能源危机的加深和环境问题的突出而迅速增长。ＬＮＧ生产流程主要有混合制冷循环流程、膨胀机制冷的循环流程、带循环压缩机的天然气膨胀机制冷循环流程等三类。而实际生产过程中，到底选用何种方案，则需由具体情况确定。根据原料气的特点，提出了带循环压缩机的氮膨胀制冷循环；根据两级氮膨胀的天然气液化循环的特点，基于Ｌｅｅ—Ｋｅｓｌｅｒ状态方程，在对分凝器、节流阀、膨胀机、换热器、精馏塔等单元设备精确计算的基础上，采用序贯模块的方法，以直接迭代法对整个流程进行了模拟，采用Ｃ＋＋语言编写了计算程序，并给出了计算实例。

摘要：小型天然气液化装置对利用边远小油气田的天然气(包括伴生气)是很有意义的,同时又为远离天然气管网的用户使用天然气提供了方便,并使汽车使用较为廉价的LNG成为了可能。为此,对小型天然气液化装置备选的液化流程进行了比较,通过分析选择了可能的最佳方案:混合制冷剂Brayton循环。该流程结构简单,设备可靠,便于集成一体化以适应车辆装载要求,可实现快速机动部署;还对其进行了工艺设计和系统分析,得出了小型天然气液化流程设计的相关结论。

摘要：液化天然气以其安全可靠、汽化潜热高、环境污染小等特点,在天然气贸易中占据重要位置,但天然气液化工艺系统功耗大以及液化成本较高等问题仍然存在。为此,基于2个双级节流制冷循环的天然气液化工艺系统,采用Aspen HYSYS软件,以比功耗、㶲效率、液化率和总成本作为评价指标,分析了关键参数对系统性能的影响;然后对2个系统进行了单目标和多目标优化,确定了系统的最优运行工况;最后对2个系统的最优性能进行对比,并采用LINMAP与TOPSIS方法对Pareto前沿进行决策,在最优工况下对系统设备进行了㶲分析。研究结果表明:①节流阀V1、V3、V4的节流压力增大,或乙烯质量流量增大,均会使系统比功耗先减后增;单目标优化结果显示系统B性能优于系统A;②采用LINMAP与TOPSIS方法对Pareto前沿的决策结果有所差别,基于LINMAP方法的决策结果表明,系统B的总成本优于系统A,系统A的比功耗和㶲效率更优,综合性能更好;③基于TOPSIS方法的决策结果表明,系统A的比功耗优于系统B,系统B的㶲效率和总成本更优,综合性能更好;④㶲分析结果显示,节流阀及换热器的㶲损较大。结论认为,开展双级节流制冷循环天然气液化工艺研究,对其进行参数分析和优化,能够为天然气液化工艺设计创新提供借鉴,将有助于天然气液化行业的高质量发展。

摘要：基于油气储运工程专业课程实验少有涉及天然气液化工艺中主低温换热设备,自主设计了天然气液化主低温换热器流动换热特性测试装置,装置具有较好的通用性,可实现不同类型的低温换热器流型观测和性能测试。同时基于可拆卸的测试段设计,能够实现绕管式换热器、印刷电路板式换热器等不同换热器结构参数、换热管型等对换热特性影响的研究。介绍了该装置的工艺流程和测试实验件的设计,分析了实验系统用于课程实验的可行性。结合本科生液化天然气利用技术以及传热学等相关课程的教学内容,设计了用于低温换热的绕管式换热器和印刷电路板式换热器的相关教学实验,得出了典型测试条件下流型观测结果及换热和压降特性曲线。

摘要：天然气液化过程中需要大量冷量,但单一的天然气液化工艺会造成冷量的浪费;LNG在存储过程中生成的大量BOG气体需要及时处理,避免发生生产事故。为达到节能降耗与充分利用冷量的目的,设计了氮气循环膨胀制冷天然气液化与BOG深冷提氦的联产工艺,将天然气液化过程中的冷量用于BOG深冷提氦工艺,提高天然气液化工艺冷量的利用率。利用HYSYS软件对氮气循环膨胀制冷天然气液化工艺、BOG深冷提氦工艺、联产工艺进行模拟,分析了影响工艺综合能耗及粗氦体积分数的关键参数。在粗氦体积分数保持76.8%的基础上,以最小综合能耗为目标,利用响应面法及遗传算法对联产工艺进行优化,得到的最优参数为:制冷剂的高压压力7 005 kPa、低压压力489 kPa、流量4 000 kmol/h,深冷塔的进料温度-130℃、进料压力2 390 kPa。与单一工艺相比,联产工艺天然气液化率超过90%、氦气回收率超过95%、粗氦体积分数超过76.8%;从经济性角度考虑,联产工艺总压缩功耗较单一工艺减少4 022.71 kW,能耗降低约23.60%;综合能耗较单一工艺减少3 482.4 kW,能耗降低约18.00%。新设计的联产工艺具有较好的经济性,可为天然气液化与BOG提氦联产的工程应用提供参考。

摘要：混合冷剂制冷是目前天然气低温液化的重要手段,由于操作工况复杂、冷剂介质多相共存,制冷剂的选择及配方优化已成为天然气混合冷剂液化技术面临的主要问题。本文采用均匀设计实验方法对混合冷剂配方进行研究,首先依据不同制冷剂组分在不同温区制冷的原理,初步选定基本冷剂组分;然后通过HYSYS模拟不同组成混合冷剂的制冷效果,通过实验结果分析混合冷剂中各组分的作用;在保持操作压力及处理量不变的条件下,以冷剂的最小循环量为目标参数进行优化分析,最终形成混合冷剂优化配方,从而避免了采用复杂原理探讨和试算的传统方法。

摘要：提出通过超声速喷管使气体在高速流动条件下急剧膨胀而产生的低温效应液化天然气。结合双三次曲线法、BWRS真实气体状态方程、圆弧加直线方法及边界层黏性修正进行Laval喷管的设计,对喷管内甲烷气体的流动及液化过程进行研究,并分析入口温度、压力及背压对甲烷气液化过程的影响。研究结果表明:气体在喷管内流动达到超声速并导致低压低温,促使气体液化;入口温度的降低或入口压力的升高能促进气体液化,但过低温度(低于170 K)将使气体进入固相区,同样,提高压力时,由于比热比增大,当压力增大到2.5 MPa时也将使气体进入固相区,阻碍气体的液化;随着背压的升高,激波将进入喷管内,减弱或破坏气体的液化过程。利用超声速旋流分离器液化天然气时,应尽可能地回收压力能并保证激波不进入喷管和旋流分离段内。

摘要：基于分级制冷的原理,设计了2种结合自由活塞斯特林制冷机的新型级联式天然气液化流程。编写计算机程序,对液化流程进行了数值模拟与对比分析。研究了2种流程工艺在不同系统压力、液化率等工况下的最佳降温方案和比功耗变化规律,分析了合理能耗条件下自由活塞斯特林制冷机相对卡诺效率的最低要求,并将本文设计流程与其他新型液化流程进行了对比。结果表明:此类新型液化流程在天然气液化流程的简化以及小型化发展方面具有一定的可行性。

摘要：煤制天然气企业通过新建天然气液化装置,为产品的灵活销售创造了有利条件,通过对依托原有煤制天然气装置、新建天然气液化装置的工艺设计及运行方面的经验进行总结,能够为类似项目的设计提供参考。

摘要：针对采用混合制冷剂液化流程(MRC)的小型天然气液化装置(LNG)中的板翅式换热器建立了动态特性仿真数学模型,基于气液两相流理论及气液相平衡理论,对多股流、多组分、有相变的板翅式换热器进行了动态仿真研究,并对该MRC-LNG装置中某换热器在非稳态工况下进行了仿真分析。结果表明:在小型MRC液化天然气装置设计和调试过程中,该模型对提高换热器设计效率、降低运行成本有指导意义。