四川某天然气脱硫装置的适应性分析与节能改造

【摘要】：四川某50×104Nm3/d天然气脱硫装置是为满足当地气田开发需要而于1991年建成投产的。随着开发进程的持续、开发程度的加大,近年来气田的气质气量都发生了明显变化,在原有装置和工况条件下,净化气质量难以满足净化要求,为保证装置平稳运行,应该及时根据处理原料气条件的变化调整操作参数或进行装置改造。基于这样的认识,本文研究该装置的适应性,以期为装置的及时调参以达到平稳生产和节能降耗的目的提供依据。 本文运用HYSYS模拟软件,通过单因素和响应面分析确定原料气气质、处理量、温度及压力等因素变化后的操作参数,为脱硫装置的适应性生产提供预测依据。通过优化工况条件下的操作参数,使装置在满足净化要求的条件下能耗减少。根据优化后的工艺参数对天然气脱硫装置的主要设备进行核算,结果显示除MDEA闪蒸罐外,其它主要设备均能满足需求。 对装置进行用能分析,提出热泵精馏和多段吸收两种流程改造方案,分别通过利用塔顶物流的汽化潜热和降低吸收过程中的能量损失以达到节能降耗的目的。对改造流程模拟计算和对比分析得出：相比现有流程,两种改造流程能耗分别降低了29.1%和9.42%。 【关键词】：天然气脱硫 适应性分析 最优化 改造方案
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TE96;TE644
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第1章 绪论7-16
• 1.1 研究意义及背景7-8
• 1.2 天然气脱硫技术现状8-14
• 1.2.1 干法脱硫技术8-9
• 1.2.2 湿法脱硫技术9-12
• 1.2.3 生物脱硫技术12-13
• 1.2.4 其它脱硫技术13-14
• 1.3 研究方法14
• 1.4 研究内容14
• 1.5 技术路线14-16
• 第2章 装置基本情况16-19
• 2.1 装置设计条件与工艺16-17
• 2.1.1 设计条件16
• 2.1.2 工艺16-17
• 2.2 运行现状17-19
• 第3章 装置的适应性分析19-36
• 3.1 模型的选择与模拟流程的建立19-21
• 3.1.1 模型的选择19
• 3.1.2 模拟流程的建立19-21
• 3.2 模型的验证21-22
• 3.3 装置适应性模拟计算22-29
• 3.3.1 原料气酸气含量的变化22-25
• 3.3.2 原料气温度变化25-26
• 3.3.3 原料气压力变化26-28
• 3.3.4 原料气处理量变化28-29
• 3.4 响应面分析29-35
• 3.4.1 试验设计29-30
• 3.4.2 试验结果30-31
• 3.4.3 回归方程方差分析31-32
• 3.4.4 模型方程的验证32-35
• 3.5 当前工况的适应性分析35-36
• 第4章 工艺参数优化36-50
• 4.1 可调变量对优化目标的影响36-38
• 4.2 优化因素的确定及约束条件38-42
• 4.2.1 优化因素的确定38
• 4.2.2 优化因素的约束条件38-42
• 4.3 响应面分析42-48
• 4.3.1 试验设计43
• 4.3.2 试验结果43-46
• 4.3.3 回归方程方差分析46-48
• 4.4 多变量的约束最优化48-50
• 第5章 设备核算50-58
• 5.1 分离器50-53
• 5.2 吸收塔和再生塔53-56
• 5.3 贫富液换热器56-58
• 第6章 用能分析及流程改进探讨58-73
• 6.1 现有工艺流程用能分析58-59
• 6.2 热泵流程59-65
• 6.2.1 热泵基本原理59-61
• 6.2.2 流程的模拟61-63
• 6.2.3 参数的确定63-65
• 6.3 半贫液流程65-70
• 6.3.1 节能原理65-66
• 6.3.2 流程的模拟66-68
• 6.3.3 参数的确定68-70
• 6.4 能耗对比70-73
• 第7章 结论与建议73-74
• 7.1 结论73
• 7.2 建议73-74
• 致谢74-75
• 参考文献75-80
• 附录80-85
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果85

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