第30卷第7期煤氣與熱力Ⅴol.30No.72010年7月gas heatJul.2010天然氣部分液化工藝計(jì)算范學(xué)軍,袁樹(shù)明,杜建梅,常玉春,于建國(guó)(中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院,天津300074)摘要:提岀了壓力罐儲(chǔ)存、常壓罐儲(chǔ)存的夭然氣部分液化工藝流程,結(jié)合實(shí)例進(jìn)行了液化藝計(jì)算關(guān)鍵詞:液化天然氣;部分液化;壓力罐儲(chǔ)存;常壓罐儲(chǔ)存;工藝計(jì)算中圖分類號(hào):TU996文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1000-4416(2010)07-0A40-03Process Calculation of Partial Liquefaction of Natural GasFAN Xue-jun, YUAN Shu-ming, DU Jian-mei, CHANG Yu-chun, YU Jian-guoAbstract: The process flow of partial liquefaction of natural gas stored in pressurized and atmos-pheric tanks is presented. The liquefaction process calculation is performedKey words: LNG; partial liquefaction; pressurized tank storage; atmospheric tank storage;process calculation天然氣部分液化用以調(diào)峰,LNG可采用壓力罐⑥為方便計(jì)算,分離器2氣相出口不進(jìn)入過(guò)儲(chǔ)存,也可采用常壓罐儲(chǔ)存,二者計(jì)算方法略有區(qū)冷器,而直接進(jìn)入液化器別1.2工藝計(jì)算壓力罐儲(chǔ)存1.2.1已知條件LNG采用壓力罐儲(chǔ)存時(shí)天然氣部分液化流程①凈化后天然氣各組分摩爾分?jǐn)?shù)如下見(jiàn)圖1。CH4:0.95033n-CsH1:0.000201.1流程說(shuō)明C2H6:0.03447C5H12:0.00041①當(dāng)ING儲(chǔ)罐為壓力罐時(shí),可利用增壓機(jī)將C3H:0.00618n-C6H14:0.00070膨脹前天然氣壓力提高,可提高至7~8MPa,具體n-CnH6:0.00112N2:0.00547視換熱器的承壓能力而定,可利用膨脹機(jī)的輸出功i-CnH16:0.00112率80%左右。②天然氣溫度為35℃,壓力(絕對(duì)壓力,以②膨脹后天然氣溫度已達(dá)深冷溫度,故天然下同)為4.1MPa。氣不僅需脫水,還需脫碳③閥1~3為切換閥,開(kāi)始運(yùn)行時(shí)打開(kāi)閥1,③天然氣流量為70×104m3/d,凈化后為關(guān)閥3、2。當(dāng)膨脹機(jī)開(kāi)始輸出功時(shí),逐漸關(guān)閉閥169.055×10m3/d同時(shí)逐漸打開(kāi)閥2、閥3。④LNG儲(chǔ)罐工作壓力為0.6MP④為膨脹機(jī)正常運(yùn)行,應(yīng)控制其出口溫度,使1.2.2工藝計(jì)算在出口壓力下的氣體液化率<5%。①設(shè)定液化率⑤膨脹天然氣出預(yù)冷器溫度若低于露點(diǎn),則應(yīng)滿足3執(zhí)平衡出外取26%。必須設(shè)置分離器1②計(jì)算H中國(guó)煤化工CNMHGwww.watergasheat.com范學(xué)軍,等:天然氣部分液化工藝計(jì)算第30卷第7期K(水冷后)7.0MI脫脫天然氣1304.7037碳水膨脹機(jī)CO217.6889K4.1 MPa1589K閥36 MPa023.0334 kmol/1|70MP8|41MPa7+06MP15106MPa器910 kmol6節(jié)流閥170.6424kmol/h10111619K41589K節(jié)流閥2|41MP06MP952.3910kme39.2KLNG0.6 MPa儲(chǔ)L2639814kmol/h圖1LNG采用壓力罐儲(chǔ)存時(shí)的天然氣部分液化流程以膨脹機(jī)入口T2=T2=260K,P17=p2=7.0下的溫度。于是利用T=200K,P10=4.1MPa,可Pa,計(jì)算入口比焓h1=-78424kJ/kmol,然后以得h=-84183.3kJ/kmol,則以熱平衡計(jì)算可求出口壓力P6=0.6MPa作閃蒸計(jì)算,求得出口比焓得Ts=179.068K。h16=-809798kJ/kmol,進(jìn)而得T6=158.887K,⑥作液化器熱平衡計(jì)算液化率L=0.041,滿足要求。利用此熱平衡可求T6。按慣例T=72=260③計(jì)算點(diǎn)4的溫度K,T14=T2-3K=257K,則可求得T6=235.075K。由于點(diǎn)2的溫度是按膨脹后L<0.05經(jīng)試算確⑦作3個(gè)換熱器的熱平衡計(jì)算定的,T2=260K,此時(shí)T2遠(yuǎn)離露點(diǎn),故分離器1無(wú)設(shè)定液化率L=0.26,作3個(gè)換熱器的熱平衡液相,則T4=716=158.887K。計(jì)算,天然氣流量按69.055×104m3/d計(jì)算。預(yù)冷④計(jì)算液化天然氣節(jié)流閥2后的溫度器需冷量835.594kW,供冷量:843.249kW;液化器T1=7+3K=161.887K,P1=4.1MPa,此條需冷量5584kW,供冷量:555894kW;過(guò)冷器需件下h1=-87349.3kJ/kmol,按h1=h12,可求得冷量:294.283kW,供冷量:294.289kW。T12=139.209K,氣化率V12=0.21111。計(jì)算結(jié)果分析:3個(gè)換熱器供冷量均略大于需⑤作過(guò)冷器熱平衡計(jì)算冷量。若反之化※試算的方法求為此需設(shè)定T1o=200K,此溫度應(yīng)取天然氣完之。上述條件中國(guó)煤化工1%全液化后的溫度,即液化率L=1或氣化率V=0以⑧增壓CNMHGA41第30卷第7期煤氣與熱力www.watergasheat.coma.膨脹機(jī)輸出功率功約可全部有效利用。確定升壓后天然氣的壓力經(jīng)計(jì)算,在人口T1=260K、P1=7.0MPa、出口時(shí),需考慮換熱器的耐壓能力Pi=0.6MPa時(shí),膨脹機(jī)輸出功率P1=676kW2常壓儲(chǔ)罐b.膨脹機(jī)輸出功率可使天然氣增加的壓力當(dāng)液化量較大時(shí),壓力罐數(shù)目較大,占地面積隨設(shè)天然氣增壓至7MPa,求自4.1MPa增至7.0之增大,在條件不允許時(shí)需采用常壓儲(chǔ)罐儲(chǔ)存MPa需功率P2=570kW,P1/P2=1.185,則可確定LNG采用常壓儲(chǔ)罐儲(chǔ)存時(shí)的天然氣部分液化天然氣增壓后的壓力可達(dá)7.0MPa,膨脹機(jī)的輸出流程見(jiàn)圖2。1287.0148kmol308K(水冷后脫0.6MP天然氣1304.7037kmMh碳水CO, 17. 9 kmol/h305Kp30K16159K0.12 MPaI MPa 0.6 MPa1287.0148kmol/hl109.6963kmol/h4.1 MPa 808K05K70.6MPa1510.2MPa230K230K1959K10017634kmol/n2|4MPa0.6 MPa0.12 MPa流閥110188k2.1081kmo/h0 6 MPa0.12 MPa冷器111620K9.0K節(jié)流閥24.1 MPa0.6MP10038715kmol/h12114.5K0.12 MPaH177318 5 kmol/hLNG儲(chǔ)罐圖2LNG采用常壓儲(chǔ)罐儲(chǔ)存時(shí)的天然氣部分液化流程與前流程不同的是,LNG儲(chǔ)罐改為常壓儲(chǔ)罐,由此引起節(jié)流閥2的低壓閃蒸氣量加大,故將膨脹作者簡(jiǎn)介:范學(xué)軍(1962-),女,浙江寧波人,高級(jí)工程機(jī)的輸出功用于加壓低壓閃蒸氣。師,大學(xué),從事城市燃?xì)夤こ痰脑O(shè)計(jì)工作工藝計(jì)算與前流程不同的是節(jié)流后壓力為0.1MPa,氣相分率為37.375%,因此LNG收率低,約為電話:(022)23545444138%,膨脹功有效利用80%左右,其余計(jì)算方法m:m-中國(guó)煤化工與前流程相同。收稿日期:2010CNMHGA42