Hasta ahora, los procesos químicos líquidos maduros en el campo de la tecnología de licuefacción de gas natural son [5]: (1) ciclo de refrigeración por pasos (2) sistema de refrigerante mixto
Ciclo de frío, que incluye ciclo cerrado, ciclo abierto, preenfriamiento de propano y expansor Cold(3)
Ciclo de refrigeración, que incluye expansión de gas natural, expansión de nitrógeno y expansión de nitrógeno-metano.
Hinchazón, etc.
311 Ciclo de refrigeración en cascada
El ciclo de refrigeración en cascada, también conocido como ciclo de refrigeración en cascada, utiliza propano.
Refrigerantes 3 de hidrocarburos puros como (o propileno), etano (o etileno) y metano
Una etapa del ciclo de refrigeración, mediante la evaporación del líquido refrigerante, de forma gradual
p>
Proporciona la capacidad de enfriamiento necesaria para la licuefacción del gas natural, con gradientes de temperatura de enfriamiento de la siguiente manera
-30°C, -90°C y -150°C. Las materias primas purificadas son naturales.
El gas se enfría, condensa y licua gradualmente en los refrigeradores de tres ciclos de refrigeración.
Tras la fusión y subenfriamiento, estrangulación y reducción de presión, se obtiene gas natural líquido a baja temperatura y presión normal.
Los productos se envían a tanques de almacenamiento para su almacenamiento. Un proceso típico de ciclo de refrigeración paso a paso
El diagrama se muestra a continuación:
Figura 3 Ciclo de refrigeración típico por pasos
El consumo de energía de la licuefacción en cascada El ciclo es mínimo, actualmente el ciclo de licuefacción de gas natural tiene la mayor eficiencia dentro del circuito y requiere un área de intercambio de calor pequeña (en comparación con el ciclo de agente de refrigeración mixto. El ciclo de refrigeración y el sistema de licuefacción de gas natural son independientes).
Menos interacción, funcionamiento estable, gran adaptabilidad y tecnología madura. Sus deficiencias
La clave es que el proceso es complejo y hay muchas unidades. Debe haber al menos 3 compresores.
Equipos para la producción y almacenamiento de varios refrigerantes, cada sistema de ciclo de refrigeración no puede tener fugas entre sí.
Las tuberías y los sistemas de control son complicados, y la gestión y el mantenimiento son no es complicado
Requisitos prácticos y estrictos sobre la pureza del refrigerante. Lo más adecuado es un ciclo escalonado.
Para equipos grandes. Al optimizar la selección de la máquina, los ciclos por pasos pueden
Las zonas de preenfriamiento dominan en las plantas de carga base de refrigerantes mixtos
Los ciclos de refrigerantes mixtos en frío compiten entre sí.
Phillips ha optimizado el ciclo paso a paso tradicional.
El ciclo de pasos optimizado Phillips tiene una confiabilidad estable porque en el diseño se consideran los siguientes cuatro factores:
(1) Refrigeración de un solo componente;
(2) Intercambiador de calor de aluminio soldado con cobre;
(3) Proceso "Dos filas en una";
(4) Instalaciones de servicio adecuadas
La característica distintiva de este El proceso es que utiliza un proceso de "dos trenes"
"uno" en el que se utilizan dos unidades compresoras en paralelo, cada una
La unidad compresora tiene un equipo de conducción independiente. Esta estructura hace
el proceso flexible y fácil de prensar.
Mantenimiento de la unidad compresora o dispositivo de accionamiento cuando el volumen de entrada de gas crudo fluctúa.
A temperaturas muy altas, aún se puede mantener una alta eficiencia y se puede reducir el tiempo de espera.
Dispositivo de conducción [6].
Ciclo de refrigeración con refrigerante mixto 312
El ciclo de refrigeración con refrigerante mixto (también conocido como refrigerante multicomponente) es
El refrigerante en circulación utiliza N2 y C1-A. Mezcla de hidrocarburos C5.
A diferencia de los refrigerantes de componentes puros, los refrigerantes mixtos producen energía fría.
Se produce a partir de refrigerante de componentes puros en un rango de temperatura continuo.
La capacidad frigorífica es a una temperatura fija. Calentamiento de refrigerantes mixtos
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2006 Petróleo y gas natural de Xinjiang
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Esta curva puede coincidir bien con la curva de enfriamiento del medio a enfriar y es efectiva
Aumenta en gran medida la consistencia entre los dos.
En comparación con el ciclo de refrigeración en cascada, el ciclo de licuefacción de refrigeración híbrida tiene las siguientes características
El proceso es simple, el equipo es menor, el costo de inversión es bajo y la pureza del refrigerante es alto.
Los requisitos no son altos y demás. Sin embargo, el consumo de energía de un ciclo de refrigeración mixto de una sola etapa debería ser mayor que el de un ciclo de refrigeración en cascada. Por lo tanto, para reducir el consumo de energía, se utilizan muchos ciclos de refrigerante mixtos por etapas. Los técnicos extranjeros están interesados en la circulación multietapa.
Los resultados de la evaluación muestran que a medida que aumenta el número de etapas, el consumo de energía disminuye.
●A través de la optimización técnica y económica, se adopta un ciclo de refrigerante mixto de tres etapas.
Razonable, como se muestra en la Figura 4.
Figura 4 Ciclo típico de refrigerante mixto de tres etapas
El ciclo mejorado de refrigerante mixto (MRC) de múltiples etapas utiliza pequeños
intercambiadores de calor de placas de aluminio y aletas. reducir el consumo de energía. Placa de flujo múltiple
La fuerza impulsora de la temperatura del intercambiador de calor de aletas es pequeña y la combinación de energía es alta, por lo que
debido a su alta eficiencia termodinámica, esto hace que el flujo caliente y curva de flujo en frío
Esta es una buena combinación y está desarrollada sobre la base del proceso MRC.
Tecnología de ciclo de refrigeración con refrigerante mixto de preenfriamiento multibanda, los métodos de preenfriamiento son los siguientes
Preenfriamiento de propano, preenfriamiento de refrigerante mixto y preenfriamiento de refrigeración por absorción de amoníaco.
Espera. El preenfriamiento con propano es uno de los métodos más utilizados. APCI
El proceso de licuefacción de refrigerante mixto preenfriado con propano de la empresa (C3PMRC) es extenso.
Ampliamente utilizado en plantas de GNL a gran escala en el extranjero.
313 Ciclo de Refrigeración por Expansión
El ciclo de refrigeración por expansión es una expansión isentrópica a través de un turboexpansor.
Expansión para conseguir el propósito de refrigeración.
Actualmente, existen tres ciclos principales en la refrigeración por expansión:
(1) Refrigeración por expansión directa con gas natural. Se utilizan principalmente para gas crudo donde hay energía de presión y el contenido de metano es alto. La tasa de licuefacción depende principalmente de la tasa de expansión. Cuanto mayor es la tasa de expansión, mayor es la tasa de licuefacción. Este ciclo
Este anillo tiene las ventajas de un proceso simple, equipo compacto, pequeña inversión, ajuste flexible y ahorro de mano de obra.
Espera.
(2) Refrigeración por expansión de nitrógeno. Es una variación de la refrigeración de expansión directa.
Tipo. Su ventaja es que tiene una gran adaptabilidad a los cambios en la composición del gas crudo, tiene una fuerte capacidad de licuefacción, todo el sistema es simple y su desventaja es que puede;
Consume relativamente alto, alrededor de un 40% más que el ciclo de refrigerante mixto.
(3) Refrigeración de expansión mixta nitrógeno-metano. Este es un sistema de expansión de nitrógeno.
En comparación con el ciclo de refrigerante mixto, la mejora del ciclo de frío es que
En comparación con el nitrógeno puro, tiene las ventajas de un proceso simple, un control fácil y un tiempo de inicio corto. y escalabilidad.
La refrigeración ahorra entre un 10 y un 20% de electricidad. Sin embargo, su diseño es muy complejo y actualmente no existe una experiencia madura en China.
En comparación con el ciclo expansor, el ciclo en cascada y el ciclo de refrigerante mixto
su ventaja es que es rápido y fácil de iniciar y detener.
Utilice este bucle cuando se esperen paradas frecuentes en la producción.
A menudo es importante, por ejemplo en centrales eléctricas en picos. En combinación con ciclos en cascada y refrigeración híbrida
La principal desventaja del ciclo expansor respecto al ciclo agente es su consumo energético.
Consume mucho. Sin embargo, la simplicidad del bucle compensa el alto consumo de energía.
Consumo, especialmente en fábricas pequeñas donde el consumo eléctrico no es muy importante.
La primera planta de producción de GNL a pequeña escala de China:
El proyecto de demostración de GNL del campo de gas Changqing Shaanbei utiliza gas natural.
El ciclo frigorífico de expansión de gas ha conseguido buenos resultados.
4 Selección del proceso de licuefacción de gas natural
Este artículo toma a Hutubi, Cainan, Mobei y Xishi en Xinjiang como tres fuentes de petróleo y gas.
Tomando como ejemplo el gas natural producido in situ, se propone un esquema de licuefacción de gas natural correspondiente.
Los parámetros de gas natural de los cuatro campos de petróleo y gas se muestran en la Tabla 2:
Tabla 2 Los parámetros de gas natural de los cuatro campos de petróleo y gas
Los nombres de los campos de petróleo y gas son Tubicai Nanmobei
p>Presión (MPa) 3 365 438 00 ~ 465 438 00 4
Caudal (104m3Pd) 150 24 80
Gas gas
Entero
( )
c 1 94147 88131 68197
C2 3128 4142 18124
C3 0157 2128 6165
C4 ~ c 11 0147 2124 4147
N2 112 2137 0103
Dióxido de carbono 0 0137 1164
4.1 Purificación del gas crudo
De la Tabla 1 se puede ver que el componente de gas ácido en el gas de alimentación es muy
menor y solo contiene CO2. Muchos productos químicos líquidos del gas natural extranjeros alcanzan su punto máximo.
En las fábricas, el gas crudo sólo se procesa mediante adsorción por tamiz molecular.
Método, porque los tamices moleculares se seleccionan en función del tamaño de las moléculas del material.
La adsorción puede eliminar el gas ácido y la humedad al mismo tiempo, y también
simplificar el proceso de purificación del gas materia prima. Hutubi, Cainan y Mobei Petroleum
La producción de gas natural en los campos de gas no es grande y la adsorción por tamiz molecular puede ser suficiente.
Requisitos técnicos.
Selección del proceso de licuefacción 412
De los tres procesos básicos de licuefacción de gas natural, líquidos con expansor
Los procesos químicos son adecuados para la capacidad de procesamiento y la presión disponible puede ser menor .
Baja. El Proyecto de demostración de GNL del campo petrolífero de North Shaanxi utiliza gas natural para ampliar la capacidad.
El ciclo frigorífico de expansión ha conseguido buenos resultados. Se recomienda que estos tres lugares en Xinjiang
utilicen el ciclo de refrigeración de expansión de gas natural para el gas natural en campos de petróleo y gas, que se está expandiendo
Sobre la base del ciclo de refrigeración, el nitrógeno o se puede utilizar propano para el preenfriamiento, lo que reduce el consumo de energía durante los ciclos de licuefacción.
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