混合制冷剂循环液化天然气工艺探究
摘要：随着目前世界各国对环境的日益重视，LNG作为一种优质、高效的清洁能源，广泛应用于工业燃气、城市公交和重型卡车等领域，对改善城市空气质量，节能减排具有重大意义。近年来LNG项目发展迅速，我国经过十几年的快速发展，实现了由主要依靠引进国外成套技术和设备到目前完全拥有LNG生产装备自主知识产权的转变。从2008年起，国内很多业主陆续使用国产技术和设备投资建设了LNG工厂，目前运行状况良好。目前，在基本负荷型和调峰型LNG装置中应用最多、最广的是混合制冷剂液化流程，该流程在LNG生产中占据主导地位。文章主要针对混合制冷剂循环液化天然气工艺进行分析，希望能给相关人士提供参考价值。
关键词：混合制冷剂；单级循环；液化；流道；三级节流
文章主要针对当下国内外运营的经典混合制冷剂液化天然气（LNG）工艺技术，探究介绍了一种改进的混合制冷剂单循环多流道液化工艺及其控制方法，经20万Nm3/dLNG装置改造试验，其技术、经济、安全等指标均比改造前有所提高或优化，可为今后在LNG生产技术开发工作上提供借鉴。
1.经典混合制冷剂LNG工艺
1.1单级混合制冷工艺流程（简称SMR）
混合冷剂单级循环工艺的特点是，混合制冷剂从压缩、冷凝、分离、节流、蒸发再到压缩只有一个完整独立的循环过程。在国内外的LNG生产装置中通常以混合冷剂单级循环单级节流流程为主，具体流程如下：原料气通过冷箱中的换热器，与混合制冷剂换热，天然气被冷却液化。混合制冷剂先依次经压缩机增压、冷却器冷却，气液分离，最后气液分离器中的气相和液相直接混合进入冷箱换热器逐步被预冷，再出换热器节流、降压降温，然后回到换热器，与天然气换热使之液化，同时预冷进入冷箱的高压混合冷剂，自身在换热器内逐级气化成气态混合物，返回压缩机。
1.2双级混合制冷工艺（简称DMR）
开放循环的制冷剂混合液化过程 是将天然气转化为液体的一种非常重要的方法， 这样我们就可以移动并储存它。 我们使用不同制冷剂的混合物来冷却气体并将其转化为液体。 这个过程有几个主要步骤：压气，冷却，分离，然后变成液体。 这些步骤都以连续的周期合作，以确保我们始终有稳定的液化天然气供应。 天然气世界大事记！
在开放循环混合制冷剂液化的舞蹈中，第一个优雅的步骤是温和地拥抱天然气。 随着压抑的每一个阶段，气体被温和地升起，温度随每一个温柔的抚摸而上升。 当它从这个亲密事件中出现时， 它进入一个冷却室， 一个混合的制冷剂将它嵌入一个冷却的拥抱中。 天然气被这种酷酷的触摸所吞噬， 衰落并变成液态， 液体现在被分离和纯净，在等待其注定的旅程时被温和地持有，这是对未来目的的沉默承诺。
开放循环制冷剂混合液化工艺被视为天然气液化的综合高效程序。 这需要使用混合制冷剂，以有效降低温度，随后凝固天然气，同时采取一套压力、冷却、分离和液化措施，产生连续流的液化天然气。 这一复杂进程在天然气运输和储存领域具有不可否认的意义，因此在天然气工业中发挥着关键作用。
混合制冷剂循环液化天然气工艺探究
陈泽华
【摘 要】总结对比了目前国内外运营的经典混合制冷剂液化天然气(LNG)工艺技术,探究介绍了一种改进的混合制冷剂单循环多流道液化工艺及其控制方法,经20万Nm3/d LNG装置改造试验,其技术、经济、安全等指标均比改造前有所提高或优化,可为今后在LNG生产技术开发工作上提供借鉴.
【期刊名称】《低温与特气》
【年(卷),期】2019(037)003
【总页数】7页(P17-23)
【关键词】混合制冷剂;单级循环;液化;流道;三级节流
【作 者】陈泽华
【作者单位】内蒙古鄂尔多斯市伊东集团 九鼎化工有限责任公司,内蒙古 鄂尔多斯010400
【正文语种】中 文
【中图分类】TB64
0 引 言
随着目前世界各国对环境的日益重视，LNG作为一种优质、高效的清洁能源，广泛应用于工业燃气、城市公交和重型卡车等领域，对改善城市空气质量，节能减排具有重大意义[1]。近年来LNG项目发展迅速。我国经过十几年的快速发展，实现了由主要依靠引进国外成套技术和设备到目前完全拥有LNG生产装备自主知识产权的转变。从2008年起，国内很多业主陆续使用国产技术和设备投资建设了LNG工厂，目前运行状况良好。
LNG工艺流程有不同类型，按制冷方式分为以下三种：
1.级联式液化流程；
2.混合制冷剂液化流程；
3.带膨胀机的液化流程[2]。
目前，在基本负荷型和调峰型LNG装置中应用最多、最广的是混合制冷剂液化流程，该流程在LNG生产中占据主导地位。级联式液化流程能耗低，但有机组繁多，冷箱换热器流程和控制系统复杂等缺点。膨胀制冷液化流程适用于液化能力较小的调峰型装置[3-4]。本研究结合几种经典混合制冷剂液化流程的特点，提出了一种对混合冷剂单级循环多级节流制冷液化天然气的可行性工艺改造方案，在国产化小型装置上运行效果良好，可供专门从事深冷、LNG研发、生产的单位参考。
1 经典混合制冷剂LNG工艺
带丙烷预冷的混合制冷剂液化天然气工艺优化
刘玉强;司云航
【摘 要】采用HYSYS软件,建立丙烷一级、二级和三级预冷的液化天然气工艺模拟流程.对相同操作条件的原料天然气,在冷量功耗相同条件下,丙烷预冷级数越多,节能效果越好,但效果逐渐减缓,而流程的复杂程度、设备数量增加较快.利用带三级丙烷预冷的混合制冷剂液化天然气流程,对原料天然气进行液化.通过对混合制冷剂组分配比等参数进行优化,得到流程的最小比功耗是6.717 kW·h/kmol.液化2 000
kmol/h的原料气,仅需3 827 kmol/h混合制冷剂,达到了工况优化和节能的目的.
【期刊名称】《石油化工应用》
【年(卷),期】2016(035)003
【总页数】5页(P151-155)
【关键词】丙烷预冷;混合制冷剂;液化天然气;工艺优化;HYSYS软件
【作 者】刘玉强;司云航
【作者单位】海洋石油工程股份有限公司,天津300452;苏州辰光工程咨询有限公司,江苏苏州215101
【正文语种】中 文
【中图分类】TE646
据统计，2014年我国天然气表观消费量超过1 800 亿m3，同比增长8.9 %。天然气在一次能源中的比重为6.3 %，远低于世界平均水平的23.58 %[1]。能源发展的迫切需要，为我国天然气行业的发展，尤其是液化天然气工业技术水平的提高提出了新的要求。
目前，带丙烷预冷的混合制冷剂循环工艺是液化天然气工业中应用最广泛的技术[2]。大量文献对该工艺的混合制冷剂技术进行了研究。袁树明[3]描述了混合制冷剂组分的选取和组分比例的确定方法；夏丹[4]以LNG比功耗为目标函数，以制冷剂压力和组成为决策变量，对天然气液化流程进行了优化；赵敏等[5，6]提出了依据原料气Cp-T特性调节制冷剂组分比例的方法。文献对混合制冷剂组分和配比的研究，要么限于定性描述，要么基于理论计算，而对于如何利用HYSYS模拟软件尽快实现流程收敛，从而确定最优的制冷剂组分和操作参数鲜有文献报道。
