氮-甲烷膨脹天然氣液化流程數(shù)值模擬.pdf

1、天然氣是21世紀的主要能源之一，其消耗量日益增大。液化天然氣（LNG）在儲存和運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)實際需求，有必要對液化天然氣技術(shù)開展進一步的研究和探討。本文從熱力學角度出發(fā)，對氮-甲烷膨脹天然氣液化流程模擬優(yōu)化進行了詳細的研究。
　　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，選擇P-R方程計算天然氣液化流程相平衡，選擇LKP方程計算天然氣液化流程中各節(jié)點焓、熵值。
　　本文用HYSYS軟件對整個流程進行模擬，詳細介紹了HYSYS軟件中各主要設(shè)備的計算模塊。從熱力學角度出發(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液化流程性能指標的影響。在此基礎(chǔ)上以比功耗為目標函數(shù)，對流程參數(shù)進行了優(yōu)化，增加其液化率，降低其比功耗。對比分析三種氮-甲烷膨脹天然氣液化流程各自特點。并對天然氣液化流程進行了(火用)分析，通過計算確定了流程中能耗大的設(shè)備為壓縮機，分析(火用)損失原因，并提出了若干項減少(火用)損失的有力措施。本文研究結(jié)果，對進一步研究氮-甲烷膨脹天然氣液化