首页 > 学术论文

液化天然气接收站与乙烯一体化技术研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-19 08:07:07
热度:

液化天然气接收站与乙烯一体化技术研究【摘要】:近几十年液化天然气(Liquified Natural Gas, LNG)工业快速发展,中国的LNG进口增长迅速。LNG不仅含有大量的

【摘要】: 近几十年液化天然气(Liquified Natural Gas, LNG)工业快速发展,中国的LNG进口增长迅速。LNG不仅含有大量的冷能,而且含有高附加值的烃类:乙烷、丙烷、丁烷等。很多国际石油公司和政府在考虑或者已经开展了冷能利用。中国的乙烯工业发展也非常迅速。2007年的乙烯产量是10278459吨, 2008年的产量是9998267吨。乙烷、丙烷、丁烷等轻质原料是乙烯装置最好的裂解原料,同时乙烯装置需要乙烷和丙烷膨胀制冷压缩机用来分离乙烯等轻组分,这说明乙烯厂需要大量的廉价的冷能。本文拟在对乙烯装置冷能需求、LNG接收站及天然气管道及LNG轻烃装置进行深入分析研究的基础上,综合运用系统优化设计理论、传统优化理论和数据统计与分析技术,对液化天然气接收站与乙烯一体化技术进行深入的研究,得到轻烃装置、接收站和天然气管道三者的优化运行方案。论文主要从以下几方面进行了论述。 首先,详细研究了LNG接收站的工艺和设备,并对其LNG所含冷能进行了充分的分析,之后研究了基于冷能利用的轻烃分离装置,阐述了LNG轻烃分离的意义。另外对乙烯装置所需的冷量和品位进行了初步研究,通过对LNG这种独特原料的分析以及对接收站、轻烃装置、乙烯装置的工艺、物料、冷能消耗的分析,可以看到LNG接收站、轻烃装置、乙烯装置具有高度的互补性,提出了联合装置的设计理念,即LNG接收站与乙烯一体化,当然这样的接收站包含LNG轻烃分离设施。它具有如下的优点和价值: LNG接收站和轻烃分离设施可以向乙烯厂提供大量的优质冷能(从-155℃到-60℃)。 同时乙烯装置的余热输送到接收站用来气化LNG,轻烃分离装置也可以利用余热来加热LNG原料或者加热蒸馏塔塔底再沸器。 LNG接收站和轻烃装置向乙烯装置提供优质的裂解原料:乙烷、丙烷、丁烷等。 LNG接收站向乙烯厂提供高效、清洁的燃料-天然气。 通过利用LNG中的冷能,轻烃分离装置可以比较经济地分离出LNG中所含的重组分。 具有轻烃分离设施的LNG接收站可以接收来自世界各地的各种组分的LNG.。这样接收站输出的天然气可以满足不同的管道天然气的标准,可以轻松调节外输天然气的热值,满足“天然气互换性”要求。 其次,在详细研究了LNG接收站工艺和运行特点的基础上,以广东大鹏LNG接收站为例,研究了在接收站的投产初期和稳产期,下游天然气用户每个月、每天、甚至每小时用气量波动的规律,在充分研究轻烃装置和天然气管道运行特点的前提下,得出了接收站、轻烃装置和天然气管道三者的优化运行方案,解决了困扰业界多年的问题。重点研究了LNG气化过程中的冷能,在对国内外轻烃分离技术进行对比研究的基础上,以广东大鹏液化天然气接收站为例,充分研究了接收站优化运行和用户目前提气规律和将来增加提气量,设计出了一套高效节能的轻烃分离装置,应用化工模拟软件进行了模拟计算,优化了操作运行参数。 进而,研究了液化天然气的气-液相平衡模型,建立了脱甲烷塔和脱乙烷塔的数学模型。建立了脱甲烷塔和脱乙烷塔的数学模型,并进行了模拟计算,获得了它们的不同塔板的温度、压力、流量、进料量、产品量、塔顶冷凝器和塔底再沸器的负荷等有关参数。 最后,研究了近几年日本进口LNG、原油的价格变化,以及沙特丙烷、丁烷的价格变化,对轻烃分离进行了综合经济分析,并研究了LNG与轻烃产品价格变化对轻烃分离经济性的影响,从而得出了轻烃分离的经济效益比较显著的结论。 【关键词】:液化天然气 冷能利用 轻烃分离 蒸馏塔 优化运行 数学模型 模拟计算 乙烯 工艺一体化
【学位授予单位】:大庆石油学院
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TQ221.211;TE866
【目录】:
  • 摘要4-6
  • Abstract6-8
  • 创新点摘要8-11
  • 第一章 绪论11-34
  • 1.1 课题研究的背景和意义11-13
  • 1.2 LNG 产业链发展现状13-22
  • 1.2.1 上游天然气开采及液化厂13-14
  • 1.2.2 LNG 运输14-17
  • 1.2.3 接收站基本功能17-18
  • 1.2.4 LNG 储罐基本情况18-22
  • 1.2.5 管输22
  • 1.3 LNG 冷能利用的发展与现状22-26
  • 1.3.1 轻烃分离24
  • 1.3.2 LNG 冷能发电24-25
  • 1.3.3 空气分离25
  • 1.3.4 冷库的冷能供给25
  • 1.3.5 燃气轮机进气冷却25-26
  • 1.3.6 制取液态二氧化碳和干冰26
  • 1.3.7 深冷粉碎26
  • 1.4 LNG 轻烃分离技术现状与发展趋势26-32
  • 1.4.1 国外LNG 轻烃分离技术研究和应用现状26-32
  • 1.4.2 国内LNG 轻烃分离技术研究和应用现状32
  • 1.5 本课题研究的主要内容及意义32-34
  • 第二章 基于“冷”联合的接收站、轻烃分离和乙烯联合装置技术研究34-57
  • 2.1 接收站主要工艺和设备34-41
  • 2.1.1 工程概况34
  • 2.1.2 工艺设计34-37
  • 2.1.3 主要设备37-39
  • 2.1.4 原料、产品性质39-41
  • 2.2 LNG 接收站可利用冷能分析41-47
  • 2.2.1 LNG 气化释放的冷能分析41
  • 2.2.2 LNG 冷能 分析数学模型41-43
  • 2.2.3 LNG 冷能 的特性43-45
  • 2.2.4 LNG 可用冷量分析45-47
  • 2.3 充分利用冷能的LNG 轻烃分离技术47-52
  • 2.3.1 典型的LNG 产品组成47-48
  • 2.3.2 LNG 轻烃分离的意义48-50
  • 2.3.3 方案选择50-52
  • 2.4 基于“冷”联合的接收站、轻烃分离和乙烯技术研究52-55
  • 2.4.1 乙烯工艺与技术52
  • 2.4.2 联合装置设计理念的提出52-53
  • 2.4.3 配套乙烯的规模确定及制冷系统53-55
  • 2.4.4 接收站和轻烃装置能够向乙烯提供冷量分析55
  • 2.5 小结55-57
  • 第三章 利用接收站LNG 冷能的轻烃分离技术研究57-80
  • 3.1 增加轻烃装置的接收站优化运行技术研究57-62
  • 3.2 轻烃分离技术研究62-79
  • 3.2.1 轻烃分离技术的原理及分类62-63
  • 3.2.2 接收站气化外输量波动对轻烃装置设计的影响63-67
  • 3.2.3 方案一67-73
  • 3.2.4 方案二73-76
  • 3.2.5 方案对比76-78
  • 3.2.6 本文提出的轻烃装置与国内外其他装置的比较78-79
  • 3.3 小结79-80
  • 第四章 脱甲烷塔与脱乙烷塔数学模型研究与模拟计算80-99
  • 4.1 液化天然气的气-液相平衡及模型研究80-85
  • 4.1.1 气-液相平衡80-83
  • 4.1.2 气-液相平衡模型83-85
  • 4.2 脱甲烷塔和脱乙烷塔的数学模型85-91
  • 4.3 脱甲烷塔和脱乙烷塔的模拟计算91-98
  • 4.3.1 脱甲烷塔的模拟计算91-94
  • 4.3.2 脱乙烷塔的模拟计算94-98
  • 4.4 小结98-99
  • 第五章 轻烃分离技术的经济性分析99-106
  • 5.1 LNG 轻烃分离技术的经济性分析99-101
  • 5.2 补充 LNG 与轻烃产品的价格对轻烃分离经济性的影响分析101-105
  • 5.3 小结105-106
  • 结论106-107
  • 下一步研究方向106-107
  • 参考文献107-113
  • 攻读博士学位期间研究成果及发表著作论文113-116
  • 致谢116-118
  • 详细摘要118-130


您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

液化天然气冷能发电    王海华;张同;

回收PAFC废热与LNG冷能的动力循环分析    程文龙,余金宁,陈则韶

LNG蓄冷及其冷能的应用    张君瑛,章学来,李品友

电站中液化天然气可用冷能的回收利用    程文龙,陈则韶,胡芃

一种利用LNG冷能的空气分离装置新流程    陈则韶,程文龙,胡芃

利用液化天然气冷能发电    铃本淳一,片居木刚,王向农

冷能利用与CO_2分离一体化研究进展    王宝群,金红光

用形状因子对应态原理预测液化天然气密度    游立新,顾安忠

乙烯联合装置三种流程优化以降低产品能耗    何琨;吴德荣;马紫峰;

化学能与物理能综合梯级利用原理    金红光,洪慧,王宝群,韩巍,林汝谋

乙烯裂解炉技术进展    冯忠亮;葛晶;刘全夫;

优化乙烯装置急冷系统操作 降低急冷水排放量    才力;

LNG冷能利用技术探讨    周廷鹤;彭世尼;

LNG卫星站冷能用于冷库技术开发及示范    刘宗斌;黄建卫;徐文东;

液化天然气的冷量在空气分离装置上的应用    马承双;

溴化锂冷水机组在天然气液化中的应用    刘宏;

燃气轮机进气冷却技术发展现状及前景分析    张春梅,孙锐

液化天然气船舶海上泄漏危害性与风险分析    张彬;吴宛青;于桂峰;

燃气轮机进气冷却技术现状及发展趋势    王松岭;张莉娜;张学镭;

生物质整体气化联合循环中燃烧室的分析    陈吟颖;阎维平;

制氧生产过程自动变负荷系统的智能控制研究    王瑾辉;孔建益;孔平;杨金堂;李公法;

反应管传热动态特性仿真研究    胡益锋;徐用懋;

湿式催化氧化处理乙烯废碱液    李久萌;乐清华;徐菊美;谭浩天;

自动复叠制冷系统混合工质运行成分分析    芮胜军;张华;张海东;赵巍;张书春;

低温氢循环压力平衡系统研究    王国平;肖剑;桑民敬;何昆;李少鹏;

裂解装置低压尾气供热综合利用工艺研究    李连福;袁旭;

用于燃气调峰和轻烃回收的管道天然气液化流程    熊永强;华贲;罗东晓;

LNG接收站的冷能利用技术    高文学;赵自军;项友谦;王启;

利用LNG气化站冷能的冷库系统研究    聂廷哲;焦琳;段常贵;

利用天然气管网压力能的轻烃分离方法    申安云;余祖珊;王保全;

熔融盐高温斜温层混合蓄热的热过程特性    左远志

油田轻烃分馏与精制技术研究    王志恒

液化天然气冷能利用过程中强化换热技术及水平管内气液两相流体激振机理的研究    司洪宇

基于朗肯循环的发动机废热回收理论与试验研究    冯黎明

微细通道内液氮流动沸腾热物理特性与机理的可视化研究    付鑫

多因素下乙烯裂解炉管焊接接头寿命预测研究    安俊超

单原边绕组隔离型多输入变换器的研究    王勤

裂解反应模型的建立与应用研究    张利军

纳米HZSM-5分子筛催化剂上生物乙醇制C_2-C_4轻烯烃    毕见东

液化天然气冷能利用技术研究及其过程分析    边海军

氨水解吸—压缩制冷循环的试验研究    刘小军

协同量子粒子算法及其在蒸汽管网用能优化中的应用    汤奇峰

改进的AEA算法及其在过程建模中的应用    李飞

KDON-29000/9000型空分装置项目选型的研究    田园

退役炉管和预氧化表面结焦行为与抑制技术研究    栾小建

低温纳米热电材料的制备和性能研究    疏敏

生物乙醇流化床脱水制乙烯的磷钨酸改性催化剂研制及其工艺优化    刘可慰

百米级冷绝缘高温超导电缆制冷系统的设计研究    张蕴楠

液化天然气(LNG)公交车冷量回收汽车空调系统的研究    郎峰

太阳能加热的恒温沼气池产气性能实验研究    柏建华

中国进口LNG势在必行    陈薇

电力市场中机组组合的智能优化算法    刘继春,李兴源

电力系统中机组组合的现代智能优化方法综述    袁晓辉,袁艳斌,张勇传

新型近零排放煤气化燃烧利用系统    王勤辉,沈洵,骆仲泱,岑可法

液氮汽车的可行性分析    元广杰,蒋彦龙,苏石川,俞小莉,陈国邦

液化天然气(LNG)冷能回收及其利用    王强,厉彦忠,张朝昌

液化天然气冷能利用发电技术浅析    王坤,鲁雪生,顾安忠

液化天然气冷量■特征及其应用    游立新,顾安忠

液化天然气的贮运及应用—访日报告    陈国邦,张国英,冯仰浦

LNG蓄冷及其冷能的应用    张君瑛,章学来,李品友

乙烯装置能耗计算    王松汉,盛在行,张会军

国外乙烯装置改造的经验    段国华

广州乙烯装置复产开工方案优化及问题处理    刘崇明,姚舜,李成

乙烯装置的闭路优化系统    江林

乙烯装置系统优化及其效益    骆敏

加强重点部位安全管理 确保乙烯装置安全运行    邢凤义

大型乙烯装置第二轮改造的设计问题    孙钢

乙烯装置扩产改造    高斌,张晓春,刘宏吉,张善伟

美国部分乙烯装置停产    

从实践性和效益性看乙烯装置的改扩建(续)    吕常钦,谢国学

扬子乙烯装置的环境协调性评价    李培勋;王海辉;王天民;

大庆乙烯装置工业水污染防治浅析    贺国民;朱刘苗;姜延春;

乙烯装置节能技术进展    张勇;宋芙蓉;

浅议乙烯装置进一步降低能耗的工作重点    郭新;王强;

乙烯装置减缓结焦新技术及其应用    李立新;张永新;

乙烯装置深冷系统开车方案研究    陈德烨;

乙烯装置优化    孟繁丽;

智能工厂技术在燕化乙烯装置的实施进展    杨清雨;金宗贤;

乙烯装置乙烯、丙烯产量协同过程控制探讨    张红;

乙烯装置公用工程系统的最优设置    黄可锋;张建文;冯霄;

大型乙烯装置优化运行追求智能化    本报记者 姚耀富

齐鲁45万吨乙烯装置产量破55万吨大关    杨森

乙烯改造令华锦公司实力大增    记者 王玲

中石化乙烯装置将全面推广应用    特约记者 张传晓 姚燕燕 通讯员 杜文莉

百万吨级乙烯装置核心设备将国产化    陈孟阳黄芳

华东理工推广乙烯装置控制优化技术    记者 陈卫东通讯员 姚燕燕

乙烯装置首次连续三年不停工    董万森

沈鼓百万吨乙烯装置用丙烯机组出厂    陆严俊

印度信任公司调整乙烯装置建设计划    潘岩

石化三建投入赛科乙烯装置安装    张见明

基于数字化工厂概念的乙烯装置生产过程模拟及其应用    钱新华

乙烯装置设备失效管理和备件智能库存的研究与软件开发    姜忠军

液化天然气接收站与乙烯一体化技术研究    王良军

乙烯装置安全性综合评价体系研究    袁乾

乙烯装置制冷量平衡研究    武兴彬

乙烯装置冷量平衡的研究    刘永

大庆乙烯装置60万吨扩能改造的研究    闫国春

乙烯装置裂解炉基于模型的预测控制与优化    唐明文

乙烯装置分离流程节能技术研究    宏晓晶

天津100万吨/年乙烯装置能耗管理    沈正

乙烯装置换热网络与蒸汽动力优化技术应用研究    孙小莲

乙烯装置碱洗和废碱处理单元工业改造    邱皖龙

燕山乙烯装置汽油分馏塔存在问题研究    齐东峰