液化天然气第三章 天然气液化工艺-给.pptx

目录第一节 天然气的液化流程第二节 天然气液化流程的模拟第三节 天然气液化装置第四节 天然气液化关键设备制冷原理：等熵膨胀制冷（膨胀机）等焓膨胀制冷（节流阀）蒸汽压缩制冷绝热去磁制冷He3-He4稀释制冷脉冲管制冷辐射制冷热电制冷????????气体等熵膨胀时，可用表示其微分等熵效应。 ??T ? ???s ??? ?P ?s? ?v ???P ?p? ?v ???T ?pdq TdT Tdq ? dh?vdp ?CpdT ?T ???? dpds ?? Cp? dp对于等熵过程?? ?v ? ? ? ?T ? ? ?P ?s? ?v ?? ?T ? p 1Cp?s ? ?? ??T ???T ?p? ?? ? 0所以气体等熵膨胀时温度总是降低的。区别于节流过程?等焓节流：?1 ? ? ?v ? ?? ?T ?? ?P ?h??T ? ?? ?v ? ? 1Cp?h ? ?? ?? ?v??T ??s ? ??T ??Cp ? ? ? ?T ?p? ?P ?s??T ?p? ? vCp??s ??h?s ??h ?? 0气体的微分等熵效应总是大于微分节流效应。因而对于同样的初参数和膨胀压力范围，等熵膨胀的温降比节流膨胀的要大的多。其差值就等于膨胀机的功耗等熵膨胀还可以回收膨胀功，因而可提高气体液化装置循环的经济性。这就是目前小型天然气液化装置中通常采用膨胀机制冷循环而不选用压缩气体的节流膨胀制冷循环的原因。??第一节 液化工艺流程以制冷方式分，可分为以下三种方式：?级联式液化流程混合制冷剂液化流程带膨胀机的液化流程???通常采用的是包括了上述各种液化流程中某些部分的不同组合的复合流程。天然气液化装置： 由天然气预处理流程、液化流程、储存系统、控制系统和 消防系统等组成。液化流程是其最重要的组成部分。种类：①基本负荷型液化装置②调峰型液化装置③浮式液化天然气生产储卸装置(FPSO)???20世纪60年代最早建设的天然气液化装置，采用当时技术成熟的级联式液化流程；到20世纪70年代又转而采用流程大为简化的混合制冷剂液化流程；20世纪80年代后新建与扩建的基本负荷型天然气液化装置，则几乎无例外地采用丙烷预冷混合制冷剂液化流程。目前，主要是膨胀制冷与混合制冷的混合使用。????1、级联式液化流程 级联式液化流程也被称为阶式(cascade)液化流程、复叠式液化流程或串联蒸发冷凝液化流程，主要应用于基本负荷型天然气液化装置。该液化流程由三级独立制冷循环组成，制冷剂分别为丙烷、乙烯和甲烷。??1、级联式液化流程1、级联式液化流程级联式液化流程的优点是：?能耗低；制冷剂为纯物质，无配比问题；技术成熟，操作稳定。???缺点是：?机组多，流程复杂，初始投资大；附属设备多，要有专门生产和储存多种制冷剂的设备；管道与控制系统复杂。维护不便。???2、混合制冷剂液化流程混合制冷剂液化流程(MRC：Mixed Refrigerant Cycle)是以C1至C5的碳氢化合物及N2等五种以上的多组分混合制冷剂为工质，进行逐级的冷凝、蒸发、节流膨胀得到不同温度水平的制冷量，以达到逐步冷却和液化天然气的目的。MRC既达到类似级联式液化流程的目的，又克服了其系统复杂的缺点。自20世纪70年代以来，对于基本负荷型天然气液化装置，广泛采用了各种不同类型的混合制冷剂液化流程。??2、混合制冷剂液化流程与级联式液化流程相比，其优点是：?机组设备少、流程简单、投资省，投资费用比经典级联式液化流程约低15％～20％；管理方便；混合制冷剂组分可以部分或全部从天然气本身提取与补充。???缺点是：?能耗较高，比级联式液化流程高10％-20％左右；混合制冷剂的合理配比较困难；流程计算须提供各组分可靠的平衡数据与物性参数，计算困难。???混合制冷剂液化流程分为：?闭式混合制冷剂液化流程开式混合制冷剂液化流程丙烷预冷混合制冷剂液化流程CII液化流程????闭式混合制冷剂液化流程?闭式混合制冷剂液化流程（Closed MixedRefrigerant Cycle）的制冷剂循环和天然气液化过程分开，自成一个独立的制冷循环。? 在混合制冷剂液化流程的换热器中，提供冷量的混合工质的液体蒸发温度随组分的不同而不同，在换热器内的热交换过程是个变温过程．通过合理选择制冷剂，可使冷热流体间的换热温差保持比较低的水平。?开式混合制冷剂液化流程?开式混合制冷剂液化流程（Opened MixedRefrigerant Cycle）中天然气既是制冷剂，又是需要液化的对象。?丙烷预冷混合制冷剂液化流程?丙烷预冷混合制冷剂液化流程（C3/MRC：Propane Mixed Refrigerant Cycle），结合了级联式液化流程和混合制冷剂液化流程的优点，流程既高效又简单。所以自20世纪70年代以来，这类液化流