天然气浅冷装置参数运行优化技术研究

【摘要】： 天然气公司现有浅冷装置10套，均为氨制冷装置，多在八十年代初建成投产，为七十年代的工艺水平。随着技术的发展，这些装置部分工艺趋于落后，存在较多不合理环节。同时随着装置的多年运行，装置运行参数偏离设计值，存在水冷器与前后单元传热温差匹配不合理、装置运行参数不匹配、循环水使用不合理、装置中有效余冷、余热未回收、制冷机与系统匹配不合理等问题。 本课题通过对分公司10套浅冷装置运行现状、存在问题的综合比较，确定以中七浅冷为研究对象，先后四次到中七浅冷装置进行装置工艺流程、各季节运行典型工况、装置标定数据、单元设备性能参数进行调研，掌握了装置目前存在的制冷能力下降、轻烃收率低等问题。通过运用制冷系统热动力学分析方法、过程系统节能分析方法及目前化工行业普遍应用的PRO／Ⅱ计算软件对目前装置的运行参数进行分析和计算，确定研究方向和研究内容；运用最优化方法，以装置效益最大和公用工程消耗最低为原则确定优化目标，优化参数和优化计算的约束条件，进行系统优化设计，制定优化方案并进行装置优化改造和考核。 本课题于2006年8月在中七30×10~4Nm~3／d浅冷装置上实施优化改造，经现场考核：中七浅冷装置流程优化后，制冷温度由-20.2℃降至-28.5℃，年增产轻烃2800吨，少产干气120万方，节约循环水68万吨，节电53.5万度，年创经济效益389.5万元。 【关键词】：浅冷装置 轻烃 运行参数 优化 制冷温度
【学位授予单位】：大庆石油学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TE936
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 引言10-11
• 第一章 文献综述11-16
• 1.1 国内外天然气轻烃回收现状及发展11
• 1.2 浅冷装置11-12
• 1.2.1 浅冷装置工艺流程11-12
• 1.2.2 浅冷装置生产中存在的主要问题12
• 1.3 最优化技术的发展12-13
• 1.4 轻烃回收装置优化的研究进展13-14
• 1.4.1 通过建立优化模型实现优化13-14
• 1.4.2 轻烃回收模拟软件的开发14
• 1.5 课题研究的背景和意义14-16
• 第二章 实际生产数据分析16-25
• 2.1 原料气16
• 2.2 实际生产装置运行参数16
• 2.3 换热器参数16-18
• 2.4 实际生产数据初步分析18-25
• 2.4.1 冬季工况18-20
• 2.4.2 春季工况20-21
• 2.4.3 夏季工况21-23
• 2.4.4 秋季工况23-25
• 第三章 装置建模及流程模拟25-36
• 3.1 现有生产装置建模25-26
• 3.2 实际工况流程模拟26-31
• 3.2.1 冬季工况26-27
• 3.2.2 春季工况27-28
• 3.2.3 夏季工况28
• 3.2.4 秋季工况28-29
• 3.2.5 物料平衡及轻烃收率29-31
• 3.3 换热器设计的若干基本原则31-33
• 3.3.1 壳程及管程的确定31
• 3.3.2 流速31
• 3.3.3 壳程数确定——计算换热器串联台数31-32
• 3.3.4 对数平均温差校正系数32-33
• 3.4 中七浅冷装置换热器存在问题汇总33-36
• 3.4.1 水冷器33-34
• 3.4.2 贫富换热器34-35
• 3.4.3 氨蒸发器35-36
• 第四章 装置流程优化设计36-42
• 4.1 优化工艺流程简图及流程叙述36-39
• 4.2 优化工况分析39-40
• 4.3 优化流程与原流程产品产量及回收率比较40-41
• 4.4 优化工况存在的问题41
• 4.5 效益分析41-42
• 第五章 现场实验及考核42-47
• 5.1 现场实验42-43
• 5.1.1 原则42
• 5.1.2 流程优化改造时间42
• 5.1.3 改造内容42-43
• 5.2 装置考核43-44
• 5.2.1 考核步骤及时间43
• 5.2.2 考核方法43-44
• 5.2.3 考核工况44
• 5.2.4 数据录取方法44
• 5.3 考核及结果分析44-47
• 5.3.1 生产情况考核44-46
• 5.3.2 能耗情况考核46
• 5.3.3 考核结果46-47
• 结论47-48
• 参考文献48-50
• 致谢50-51
• 详细摘要51-54

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