混合制冷劑中重烴對天然氣液化流程的影響及其吸附研究.pdf

1、噴油螺桿壓縮機具有體積小、效率高、運動部件少等優(yōu)點，非常適合在小型天然氣液化裝置中應(yīng)用。但是在壓縮過程中，潤滑油與壓縮工質(zhì)會充分接觸，產(chǎn)生互溶現(xiàn)象。本課題以噴油螺桿壓縮機在混合制冷劑液化流程中的應(yīng)用為背景，識別噴油螺桿壓縮機在應(yīng)用中的技術(shù)限制，并從以下三個方面進行了分析討論。
　　(一)分析異丁烷與異戊烷組分對混合制冷劑液化流程的影響
　　混合制冷劑中異丁烷與異戊烷組分更易與潤滑油發(fā)生互溶，本文采用HYSYS流程軟件，分析多

2、組分混合制冷劑中的重烴組成異丁烷和異戊烷組分變化對液化流程的影響，得到以下結(jié)論：
　　(1)隨異丁烷或異戊烷含量的增加，混合制冷劑流量和系統(tǒng)比功耗先減小后增加，最優(yōu)比功耗分別為0.28 kWh/Nm3和0.25kWh/Nm3，混合制冷劑中不含異丁烷和異戊烷時，功耗比其他兩種工況分別升高14.3％和25.0%。
　　(2)異丁烷與異戊烷組分偏離最優(yōu)值時，LNG換熱器的換熱效果變差，冷熱流體的最大溫差升高，換熱器中損增加，系統(tǒng)的

3、火用效率降低。
　　(3)與異丁烷相比，異戊烷在降低系統(tǒng)比功耗、提高系統(tǒng)火用效率方面的作用更大。
　　(4)增加預(yù)冷循環(huán)，流程比功耗會降低，R507預(yù)冷工質(zhì)效果最好，比功耗降低24%。
　　(二)分析三組分混合制冷劑液化流程的優(yōu)劣性
　　潤滑油與混合制冷劑的互溶導致混合制冷劑組分配比及監(jiān)測控制難度增大，針對這一問題，本文減少混合制冷劑組分，模擬優(yōu)化三組分混合制冷劑流程，并與氮膨脹流程對比，得到以下結(jié)論：
　

4、　(1)氮氣-甲烷-丙烷三組分液化流程性能最好，功耗最小為0.359kWh/Nm3，比氮氣-甲烷-異丁烷和氮氣-甲烷-異戊烷三組分的能耗分別降低15.53%和47.36%。
　　(2)與氮膨脹流程相比，氮氣-甲烷-丙烷三組分液化流程比功耗降低41.91%，火用效率提高42.07%。
　　(3)相比混合制冷劑流程，氮膨脹流程換熱器尺寸較小，但關(guān)鍵動設(shè)備數(shù)量更多。綜合考慮能耗影響，氮氣-甲烷-丙烷三組分液化流程應(yīng)用更有優(yōu)勢。

5、r>　　(三)實驗探究活性炭對甲烷-丙烷混合氣體的動態(tài)吸附特性
　　噴油螺桿壓縮機采用活性炭除油技術(shù)使除油精度達到1ppm，該過程對混合制冷劑會產(chǎn)生一定的吸附作用。本文以甲烷-丙烷混合氣體為研究對象，分析了壓力、溫度、組分和流量對活性炭吸附性能的影響，得到以下結(jié)論：
　　(1)隨著吸附壓力的升高和吸附溫度的降低，活性炭對甲烷和丙烷的吸附能力有所增加。隨著丙烷含量的增加及樣品氣流量的增加，丙烷的吸附穿透時間縮短。
　　(