天然气液化装置及工艺设计与应用研究

【摘要】：能源是关乎人类生存的物质基础，能源消费结构能够体现社会文明进步程度且对人类赖以生存的自然环境有着重大的影响。以煤为主的能源消费结构，导致环保压力非常大。城市煤气、工业窑炉、发电都以燃煤为主，燃烧物释放的二氧化硫、粉尘、二氧化碳等是大气污染的主要来源。自1994年成为石油净进口国以来，进口量逐年增长，油气进口量不断增加，对外依存度不断增大。天然气是当今世界的理想能源，大力发展天然气，既符合世界能源结构发展趋势，也是提高能源效率和缓解环境压力的重要途径之一。随着世界天然气探明储量与产量的迅速增长，21世纪以更清洁的天然气代替石油为主要能源的又一次能源消费结构的大变革将会发生。液化天然气(LNG)的体积只有同量气态体积的1/625，因而将其液化之后，一是有利于降低贮存和运输成本，二是可以提高单位体积的燃值。本论文将通过对国内外LNG工艺研究现状以及LNG工厂发展状况的调研，引进国外先进LNG技术，优化我国LNG装置及工艺水平。本论文将介绍以下几个方面的内容： 1）了解了天然气液化工艺的三种方法及各自优缺点，结合LNG工艺流程的研究进展，具体介绍了几种典型的液化流程，对国外先进的天然气液化工艺进行了比较，最后选择了最合适的PRICO工艺。 2）在天然气液化之前对其进行了预处理，对天然气预处理方法进行了比较并且选择了最优的方法，即预处理分别经过MDEA脱碳单元，脱硫、汞工序，分子筛脱水单元及脱苯、重烃工序。 3）详细介绍了天然气液化的PRICO工艺流程及其特点并对冷箱所采用的板翅式换热器进行了数值模拟，对LNG的储存方式做了介绍，列举了储存所用储罐的一些技术参数。 4）对PRICO工艺的运行情况进行了详细说明，设备运行良好可以投入生产。对LNG的应用前景进行了展望，未来LNG将起到更大的作用。 【关键词】：能源 天然气 液化工艺 应用
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TE646
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 物理量及符号说明8-13
• 第一章 绪论13-23
• 1.1 研究背景与意义13-15
• 1.1.1 能源及天然气13-14
• 1.1.2 液化的背景与意义14-15
• 1.2 LNG 发展现状与趋势15-20
• 1.2.1 国外 LNG 工艺研究现状15-18
• 1.2.2 国内 LNG 工艺研究现状18-20
• 1.3 LNG 工厂20-21
• 1.3.1 LNG 工厂发展状况20-21
• 1.3.2 未来 LNG 工厂的发展趋势21
• 1.4 本课题的提出与研究内容21-22
• 1.4.1 本课题的提出21-22
• 1.4.2 本文的研究内容22
• 1.5 本章小结22-23
• 第二章 天然气液化工艺的选择23-34
• 2.1 天然气液化工艺23-25
• 2.1.1 天然气的液化工艺分类23
• 2.1.2 三种液化工艺特点23-25
• 2.2 天然气液化厂工艺流程进展25-32
• 2.2.1 菲利浦优化级联式液化流程(Cascade Cycle)25-27
• 2.2.2 丙烷预冷混合制冷剂液化流程（C3/MRC）27-29
• 2.2.3 双混合制冷剂液化流程(DMR)29-30
• 2.2.4 阶式混合液化流程30-31
• 2.2.5 LIQUEFIN 工艺31
• 2.2.6 PRICO 工艺31-32
• 2.3 LNG 工艺选择32-33
• 2.4 本章小结33-34
• 第三章 预处理34-43
• 3.1 MDEA 脱碳单元34-36
• 3.2 脱硫、汞单元36-38
• 3.2.1 脱硫方法介绍36-37
• 3.2.2 脱汞方法介绍37-38
• 3.2.3 脱硫、汞流程38
• 3.3 分子筛脱水单元38-40
• 3.4 脱苯、重烃单元40-42
• 3.5 本章小结42-43
• 第四章 天然气液化及主要设备43-52
• 4.1 天然气液化43-45
• 4.1.1 天然气液化流程43-44
• 4.1.2 PRICO 工艺特点44
• 4.1.3 液化单元运行情况44-45
• 4.2 LNG 用换热器45-48
• 4.2.1 板翅式换热器数值模拟理论基础45-47
• 4.2.2 板翅式换热器数值模拟结果47-48
• 4.3 LNG 的储存48-50
• 4.3.1 常压低温储存49-50
• 4.3.2 带压子母罐储存50
• 4.4 LNG 储罐50-51
• 4.5 本章小节51-52
• 第五章 LNG 的应用情况52-56
• 5.1 天然气预处理运行情况52-54
• 5.1.1 脱碳单元运行情况52-53
• 5.1.2 脱水单元运行情况53-54
• 5.2 液化单元运行情况54
• 5.3 LNG 储存与罐装运行情况54-55
• 5.4 本章小结55-56
• 结论与展望56-57
• 结论56
• 展望56-57
• 参考文献57-60
• 致谢60-61
• 附件61

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