氮-甲烷膨脹天然氣液化流程數(shù)值模擬.pdf

1、天然氣是21世紀(jì)的主要能源之一，其消耗量日益增大。液化天然氣（LNG）在儲(chǔ)存和運(yùn)輸方面都具有十分明顯的優(yōu)勢，液化天然氣已發(fā)展成為一門新興工業(yè)。盡管國外天然氣液化技術(shù)已經(jīng)比較成熟，但考慮到國內(nèi)天然氣液化的研究現(xiàn)狀和行業(yè)實(shí)際需求，有必要對(duì)液化天然氣技術(shù)開展進(jìn)一步的研究和探討。本文從熱力學(xué)角度出發(fā)，對(duì)氮-甲烷膨脹天然氣液化流程模擬優(yōu)化進(jìn)行了詳細(xì)的研究。
　　本文論述了國內(nèi)外中小型天然氣液化流程及裝置研究進(jìn)展，選擇了氮-甲烷膨脹天然氣液化

2、流程作為本文的研究對(duì)象。調(diào)研了我國陜北長慶天然氣田的組分和壓力，確定天然氣組分和氣源條件作為本研究模擬的依據(jù)。著重分析了天然氣的熱物性，基于天然氣的物性特點(diǎn)，選擇P-R方程計(jì)算天然氣液化流程相平衡，選擇LKP方程計(jì)算天然氣液化流程中各節(jié)點(diǎn)焓、熵值。
　　本文用HYSYS軟件對(duì)整個(gè)流程進(jìn)行模擬，詳細(xì)介紹了HYSYS軟件中各主要設(shè)備的計(jì)算模塊。從熱力學(xué)角度出發(fā)，分析氮-甲烷膨脹天然氣液化流程中主要工藝參數(shù)，如天然氣壓力、天然氣溫度、天

3、然氣組成、LNG儲(chǔ)存壓力、制冷劑高壓壓力、制冷劑低壓壓力、制冷劑中甲烷含量和制冷劑膨脹前溫度等對(duì)液化流程性能指標(biāo)的影響。在此基礎(chǔ)上以比功耗為目標(biāo)函數(shù)，對(duì)流程參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，增加其液化率，降低其比功耗。對(duì)比分析三種氮-甲烷膨脹天然氣液化流程各自特點(diǎn)。并對(duì)天然氣液化流程進(jìn)行了(火用)分析，通過計(jì)算確定了流程中能耗大的設(shè)備為壓縮機(jī)，分析(火用)損失原因，并提出了若干項(xiàng)減少(火用)損失的有力措施。本文研究結(jié)果，對(duì)進(jìn)一步研究氮-甲烷膨脹天然氣液化