新型天然气液化流程.PDF

新型天然气 液化流程 液化天然气技术革命 执行摘要 在消耗相同能量的前提下，CryoMan-SMR™ 流程与传统的混合制冷剂流程相比可以 生产更多的LNG产品并获得更加灵活的生产操作。这些优势均离不开该流程高效节能、 结构简单及操作变量多的特点。 利用该流程效率高的特点多生产LNG产品可以带来可观的经济收益。对于年产100万 吨LNG的液化装置，在消耗相同压缩机轴功的情况下，CryoMan-SMR™流程可以增产最 高达9%的LNG产品，这将为企业每年多带来1.05亿美元的营收。 简介 CryoMan-SMR™是一个新型天然气液化流程，与传统的混合制冷剂流程相比，它在 装置能耗及操作灵活性上都具有明显优势。该流程可被广泛应用于天然气液化，它可以 适应不同的气体组成并具有极具竞争力的功耗水平。该流程的使用由专利权所有人曼彻 斯特大学管理，并通过CryoMan-SMR™联盟进行商业化推广。该联盟由UMIP （曼彻斯 特大学知识产权管理机构）、英国Process Integration Ltd公司（PIL ）及IP Asset Ven- tures公司（IPAV ）构成。其中PIL公司具备制冷系统设计及优化的专业优势，而IPAV则 具有知识产权商业化方面的宝贵经验。 CryoMan-SMR™联盟向客户提供技术评估许可和技术开发许可。客户在获得许可授 权后将可得到PIL公司在流程设计上的技术支持。 CroMan-SMR™ 工艺流程 流程介绍 CryoMan-SMR™流程中，预处理的天然气在冷箱中被不同的混合制冷剂流股冷却并 液化成最终的LNG产品。 混合制冷剂组成的选择是流程设计中的要点之一，曼彻斯特大学专属的优化算法可 以找出最优的组成配比，以实现整个流程最低的压缩机功耗。混合制冷剂在离开多段压 缩机后被空气或冷却水冷却，部分冷凝后在分离罐中分离出气相冷剂和液相冷剂。按照 一定的流量配比，部分气相冷剂与部分液相冷剂进行混合，从而构成冷箱中的轻冷剂和 重冷剂。最优的流量配比也需要通过专属的优化算法针对给定的天然气组成、温度及压 力条件计算出来。 通过气液分离、分流及部分混合获得轻冷剂和重冷剂后，这两股冷剂物流均在冷箱 中先预冷，然后经过膨胀阀或膨胀机进行膨胀。在最优设计中，重冷剂膨胀后的压力通 常高于轻冷剂。膨胀降温后，两股冷剂物流返回至冷箱，为冷箱中的热物流（天然气、 预冷轻重冷剂）提供冷却。此过程中低温冷剂逐渐蒸发并加热至过热状态，最终在离开 冷箱后返回至混合冷剂压缩机。轻冷剂进入压缩机的最低级压力吸入口，而重冷剂则进 入中间级压力吸入口。 CroMan-SMR™ 流程的优势 • 与传统的混合制冷流程相比，在消耗相同的能量下，新流程可使LNG产品的产量增加 6% - 8%。 • 新流程通过更加灵活的操作参数优化使得冷箱内部的换热温差维持在最低水平，从而 提升了系统的用能效率。 • 新流程结构简单且节能降耗。 • 能耗水平趋近于复杂的天然气液化流程。 • 新流程属于单混合制冷循环。 CroMan-SMR™ 流程的技术特点 • 通过气液分离、分流及物流混合在单混合制冷循环中构造出不同组成的混合制冷剂。 • 轻冷剂及重冷剂在不同的压力及温度区间下蒸发，使得冷箱的冷热组合曲线匹配紧密， 减少了换热过程中的有效能损失，从而提升了整个流程的用能效率。 • 在新流程中引入中间压力等级有助于降低压缩机总体功耗，因为只有部分冷剂被送往最 低压力等级进行压缩。 • 新流程引入了新的操作变量，使得混合制冷循环的操作更加灵活，应对操作变化的能力 更强。 • 与其它复杂高效的天然气液化流程相比，新流程结构简单，设备数目少。 不同流程的能耗比较 下表中的数据均为性能优化后的结果： 压缩机功耗 (kW) CryoMan-SMR™流程 天然气压力 (Mpa) 性能提升百分比 传统混合制冷流程 4 2818 2599