近年來,隨著我國經濟的飛速發展,科學技術水平的顯著提升,工業能源領域也得到了長足的發展,尤其是天然氣深冷液化工藝流程也隨著長時間的執行和完善,也得到了改進和完善,完全能夠適應當前我們的基本需求,這對于天然氣未來的發展奠定了堅實的基礎。所以本文主要以某公司的天然氣項目的液化工藝特點為例,簡要說明了天然氣液化分離工藝流程的制取特點,從而能夠保證天然氣產品本身的質量,在以往過程中制冷壓縮循環系統往往采取了“混合冷劑+氮氣循環”的制冷工藝特點,與此同時還總結了混合冷劑的冷量調節、混合冷劑的主要組成成分、原料氣的主要成分以及相應原料氣的主要流量等等。因此這將會根據天然氣的基本組成成分的變化對于相應的制冷劑的組成配比進行合理有效的調整,這在一定程度上能夠提升較高的換熱效率,減少工藝損耗等等。
關鍵詞:天然氣;深冷;液化;工藝流程;混合制冷劑;調節要點
目前階段,隨著我國科學技術水平的不斷提升,社會市場中出現了大量的天然氣公司,然而這些公司所開展的項目大部分都是引進了國外先進的技術,在項目的工藝流程方面也是借鑒了國外企業中的優勢特點,因此有關壓縮、凈化、甲烷化和深冷等工序在21世紀初都已經研究出來的,目前中國的天然氣公司已經成為了世界首次開始投入生產的焦爐煤氣制液化天然氣的項目,這在一定程度上完全的實現了煉焦煤氣資源領域的首次突破。因此,經過長時間的使用和研究,不斷的改進和完善工藝流程,這樣在探究和摸索的過程中能夠制定出一條完全符合目前社會經濟發展現狀基本需求的生產工藝路線,但是為了能夠有效的實現持續、穩定以及高效運行的工藝流程,這不僅僅能夠有效的緩解天然氣日益增長的壓力,并且還能夠對于我國的能源安全以及節能減排等方面都有著一定的意義。
1工藝系統流程的簡要分析和說明
1.1工藝流程系統的簡要介紹
在天然氣產品制作的整個流程當中,焦爐煤氣首先需要進入一種卷簾干式的氣柜,這里的主要目的就是讓天然氣經過一定緩沖作用,最后進入螺桿壓縮機當中去,并且還要將壓強隨之而不斷的升高,然后將其送至凈化機構中去,目的是出去天然氣表面當中的焦油霧滴,并且還需要往裝置中加入一定的氧化鐵脫硫槽,保證產品的成分當中不含硫成分。這樣以來進過層層的反應和篩選,就能夠將產品當中的雜質除去干凈,除此之外甲烷的合成技術往往也是給整個項目帶來了一定的可靠性,這同時也代表著這是國內第一家的焦爐煤氣制液化天然氣應用于主要生產過程中的先例所在,在這個過程中需要將甲烷中80%左右的原料進入脫碳裝置當中去,這樣能夠將二氧化碳的含量降低到最低,最后才能進入深冷液化工序。因此這首先需要經過干燥脫水、預冷、深冷液化、低溫精餾、液化天然氣的儲存以及后續的充裝銷售工作等等,整個流程當中的尾氣處理工作也是很重要的。
1.2干燥脫水
由于在甲烷脫碳的過程中,脫碳工序中的氣體也會隨之而進入相應的干燥單元,首先需要保證環境的溫度處于40℃,但是從原料的組成來看的話,氣體是完全能夠滿足相關的凈化要求的,因此這就意味著在裝置的設定過程中只需要考慮到把程序當中的二氧化碳和水分完全的去除就可以了。所以這個工序所采取的脫水工序往往是利用復合床層的吸附結構,因此這就意味著在不同的壓力和溫度下吸附的容量也將會存在這一定的壓力和選擇吸附的主要特性,這還需要完全的脫除工藝氣體當中的水分和二氧化碳,采取這樣的方式可以將水分的含量完全控制在標準的范圍之內,這樣能夠滿足工藝的基本需求,避免故障現象的出現。
1.3深冷液化的分離
在國內大量的天然氣公司,深冷液化工序往往采用了目前科學技術研究所提供的一種焦爐煤氣綜合利用制取液化天然氣的分離工藝,這個工序采取的是“溴化鋰初冷+氟利昂預冷+低溫精餾”的液化分離工藝制取成為合格的天然氣產品,這個具體的流程為:干燥的原料氣體在進入原料冷卻器當中去,在這個過程中與溴化鋰預冷機組冷水換熱之后會初步的降低一定的溫度的,這樣以來在進入氟利昂預冷機組會將原料氣體進行進一步的降溫之后,會完全的進入冷箱一級、二級、三級和板翅式的熱換器,這樣被返流的低溫介質冷卻之后,溫度也會隨之而逐漸的降低,這樣原料氣體當中的絕大部分甲烷以及部分的氮氣和少許的氫氣,完全的轉變成為液體,這樣作為干燥的單元就能夠再變為氣體進行使用。
2工藝系統流程的調節要點
2.1冷劑冷量的調節措施
在所有的工序過程當中,提供冷量的冷劑主要包含了以下兩個方面:①由氮氣、甲烷、乙烯、丙烷和異戊烷共同組合而成的混合冷劑;②循環氮氣。然而對于冷劑的冷量調節主要包括冷劑流量的的調節以及冷劑壓力的調節,但是隨著混合冷劑流量的不斷增加,制冷量也會隨之而增加;混合冷劑流量的不斷減小,制冷量也會隨之而不斷的減小。因此只有通過調節冷劑壓縮機入口以及相應的回流調節閥,這樣在實際的運行過程中調節幅度較大的時候也會有限的考慮到相關的入口閥的特點,這樣在一定程度上也能夠降低相應的能耗。但是隨著冷劑壓縮機出口壓力的不斷上升,入口壓力也會隨之而下降,這樣以來制冷量也會隨之而增加;但是隨著出口壓力的不斷下降,人口壓力也會隨之而上升,制冷量反而會減少。因此在正常的操作過程中完全可以根據系統所需要的冷量多少來適當的調節壓縮機出入口的壓力狀況。
2.2混合冷劑的組成配比結構
在本工序中冷劑的主要成分完全是根據天然氣液化時溫度的變化曲線來選擇的話,這樣就可以表達出冷量充分利用并且還可以提升液化效率為最終的目的的。然而這個工序當中混合制冷工質完全選擇的是氮氣、甲烷、乙烯、丙烷以及相應的異戊烷,這樣反而能夠提供一種可變的沸點溫度。這樣在冷箱當中的各級熱轉換器當中,甲烷在每一段的過程中都提供了較多的冷量,并且天然氣與甲烷的性質是相一致的,換熱溫差相對比較均勻,換熱效率也很高,這樣在一定程度上能夠為整個液化過程提供最多的冷量,因為僅僅是依靠氮氣是不能滿足低溫地區的基本要求的,這樣就可以利用氮氣沸點相對較低的特性。
2.3原料氣體流量的穩定
天然氣原料氣體流量穩定的調節原則是給整個裝置盡可能的輸送更多的天然氣,這樣才能通過循環制冷系統中所提供的冷量而進入液化的結構。但是,因為系統負荷調整以及焦爐檢修等重要的原因,等待著液化的原料氣流量每天都能多次的發生重要的變化,這樣以來裝置原來的冷量平衡最終也將會被打破,這個時候就必須對循環制冷量進行一定的調節,隨著原料氣流量的不斷增加,隨之循環制冷量也會不斷的增加,會使整個系統的溫度普遍的升高。
3結語
綜上所述,本文主要分析了我國天然氣公司在產品制作的工藝流程特點,并且在這個過程中,焦爐煤氣制取的液化天然氣項目采用甲烷化以及相關的低溫分離技術相結合的重要方式,這樣在一定程度上成功的完成了焦爐煤氣中天然氣的提取,并且還能夠使液化的天然氣的產量大幅度的增加,與此同時這還可以大量的減少廢棄物的排放量,給周圍環境帶來的環保和經濟效果也是十分顯著的。
參考文獻
[1]郭建,王剛,鄭春來,黃勇,王科.天然氣液化中重烴和氮氣脫除工藝優化研究[J].天然氣化工(C1化學與化工),2019,44(05):76-81.
[2]陳霞,張西平,孫哲.天然氣深冷液化工藝流程及操作要點探討[J].江西煤炭科技,2019(04):52-56.
[3]路繩治.新型天然氣液化裝置工藝流程及設備特點分析[J].當代化工研究,2019(04):157-158.
[4]張學武.液化天然氣技術優點及其應用[J].信息記錄材料,2018,19(11):218-219.
作者:羅穎異 單位:貴州昆油能源有限公司
相關論文