天然气凝液回收

1、1234567891011121314151617181920一、概述一、概述212223 中 高 压 气 原 料 气 低 压 气 预 分 离 压 缩 净 化 冷 凝 分 离 液 烃 分 馏 制 冷 产 品 储 配 24252627四个过程：四个过程：1.蒸发过程蒸发过程 2.压缩过程压缩过程 3.冷凝过程冷凝过程 4.膨胀过程膨胀过程2829因环保的要求，因环保的要求，氟利昂、氨将逐氟利昂、氨将逐步限制使用。步限制使用。30311.实际制冷循环在温熵图上的表示实际制冷循环在温熵图上的表示32(1)压缩过程，以线段压缩过程，以线段1-2表示表示 (2)冷却、冷凝及过冷过程，以线段冷却、冷凝及过

2、冷过程，以线段2-2-3-3表示表示 (3)节流膨胀过程，以线段节流膨胀过程，以线段34表示表示 (4)蒸发过程，以线段蒸发过程，以线段4-1表示表示3334制冷系数制冷系数值值越大，循环越大，循环的经济性越的经济性越高高35实qwHHHHe11421(8-12) 理实(8-13) 361QGq373836003600eeTwGWN（8-17）实际功率实际功率NP亦称轴功率，即电机所输的实际亦称轴功率，即电机所输的实际功率。功率。 NNPT（8-18）394041节流膨胀过程示意图节流膨胀过程示意图42gCHgCH22222211H1、H2 缩口前后两截面处流体的焓值；缩口前后两截面处流体的焓

3、值； C1、C2 缩口前后两截面处的流速；缩口前后两截面处的流速； g重力加速度。重力加速度。(8-19)43 节流膨胀过程是等焓过程节流膨胀过程是等焓过程。节流时，微小压。节流时，微小压力变化所引起的温度变化称为微分节流效应。一力变化所引起的温度变化称为微分节流效应。一般用般用H表示微分节流效应系数：表示微分节流效应系数：21HH )(pTaH(8-20)(8-21)44TpTpHppVcpuca)(11(8-23)内能变化项内能变化项流动功变化项流动功变化项01Tppuc450)(1TpppVc流动功变化项：流动功变化项：TpppVc)(14647物料平衡物料平衡： F=V+L (8-36

4、) 某一组分有某一组分有： fi=vi+li (8-37) xf=fi/Fi yi=vi/Vi xi=li/L (8-38) 48lfk VLiii(/)1)/(iiiikVLfkVL= li V= Vi 49热量平衡方程热量平衡方程 ： LVLHVHFHf 以上各式中的以上各式中的符号意义见书符号意义见书5051 气体进行等熵膨胀时，由于压力变化而引起的温度变化，气体进行等熵膨胀时，由于压力变化而引起的温度变化，称为等熵膨胀效应。该效应又分为称为等熵膨胀效应。该效应又分为微分等熵膨胀效应微分等熵膨胀效应和和积分积分等熵膨胀效应等熵膨胀效应。 微分等熵膨胀效应是指微小压力变化所引起的温度变化。

5、微分等熵膨胀效应是指微小压力变化所引起的温度变化。通常用通常用as表示微分等熵膨胀效应系数表示表示微分等熵膨胀效应系数表示。 )(sspTa(8-26)52ppTpaTTTppsppssdd212112(8-28)53 0)(,0,0ppTVTc )(ppsTVcTa(8-27)故故 0sa 等熵膨胀过程总是产生冷效应，膨胀结果气体的温度等熵膨胀过程总是产生冷效应，膨胀结果气体的温度总是降低的。总是降低的。cp气体的气体的定压热容定压热容545521HHHS(8-29) 实际上，压缩气体通过膨胀机进行绝热膨胀，在对外作实际上，压缩气体通过膨胀机进行绝热膨胀，在对外作功的同时存在着摩擦、泄漏和冷

6、量损失等各种现象。因此，功的同时存在着摩擦、泄漏和冷量损失等各种现象。因此，膨胀过程实际不是等熵的，而是熵增大的不可逆过程。膨胀过程实际不是等熵的，而是熵增大的不可逆过程。5621HHH(8-30)21210HHHHHHs 膨胀机的绝热效率是衡量膨胀过程偏离等熵过程的尺度。膨胀机的绝热效率是衡量膨胀过程偏离等熵过程的尺度。透平膨胀机的绝热效率可达透平膨胀机的绝热效率可达75%85%。57HGWG气体流量，气体流量，kg/h；H实际膨胀过程的焓差，实际膨胀过程的焓差，kJ/kg。5859 11n 1 11niiniiiiiyxixKy相平衡方程相平衡方程 60 iiiLxVyFz物料平衡方程物料

7、平衡方程 ：热量平衡方程热量平衡方程 ： 1LVLSVSFS膨胀机出口的实际焓值膨胀机出口的实际焓值 ： )(2112HHHH6162 计 算 膨 胀 机 入 口 条 件 下 的 H1、 S1 在 膨 胀 机 出 口 压 力 P2下 假 定 出 口 温 度 T2 作 平 衡 闪 蒸 计 算 ， 求 H2、 S2和 汽 化 率e 比 较S1= S2？ 计 算 等 熵 出 口 焓 差H1-H2 计 算 实 际 出 口 焓2H 计 算 实 际 出 口 温 度 和 实 际 功 是否63膨膨胀胀机机输出输出功类功类输出输出热类热类活塞式膨胀机活塞式膨胀机(容积型容积型)透平式膨胀机透平式膨胀机(速度型速

8、度型)热分离机热分离机气波制冷机气波制冷机646566676869 正升压透平膨胀机组正升压透平膨胀机组 C压气机；压气机；T涡轮；涡轮；H1冷却器；冷却器；H2冷箱；冷箱；S1一级分离器；一级分离器；S2二级分离器二级分离器70逆升压透平膨胀机组逆升压透平膨胀机组C压气机；压气机；T涡轮；涡轮；H2冷箱；冷箱；S1一级分离器；一级分离器； S2二级分离器二级分离器7172738-25热分离机的工作原理热分离机的工作原理74757677多管式热分离机结构示意图多管式热分离机结构示意图 l l喷嘴；喷嘴；22共鸣箱；共鸣箱；33接收管；接收管；44小室小室78旋转式热分离机结构示意图旋转式热分离

9、机结构示意图7980图图8-19 8-19 膨胀机过程的原理流程图膨胀机过程的原理流程图 81图图8-20 500低温分离工艺原理流程图低温分离工艺原理流程图 82图图8-21 杏九联杏九联20万万Nm3/d油田气深冷分离试验装置流程图油田气深冷分离试验装置流程图 83图图8-22 温米装置优化工艺流程图温米装置优化工艺流程图 8485kevLfkedii)/(.式中式中 di 某个被分离组分之流量，某个被分离组分之流量，kmol/h； ke烃类的假平衡常数，可由图烃类的假平衡常数，可由图830查得，查得， 它是它是 烃类沸点的函数；烃类沸点的函数； 8687天然气液化后天然气液化后的体积只有原的体积只有原来的来的1/625左右左右88图图8-31 装置方块流程图装置方块流程图 899091图图8-32 复叠式制冷液化循环原理流程复叠式制冷液化循环原理流程 9293组分组分氦氦甲烷甲烷乙烯乙烯丙烷丙烷丁烷丁烷戊烷戊烷体积体积（%）03203234441220815389495