30×104 m3d天然氣凝液回收裝置工程設(shè)計(jì)

1、30104 m3/d 天然氣凝液回收裝置工程設(shè)計(jì)說明書1. 概述概述1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求設(shè)計(jì)任務(wù)：本工程設(shè)計(jì)是完成油氣儲(chǔ)運(yùn)工程專業(yè)課程學(xué)習(xí)之后，為使學(xué)生能對(duì)油氣儲(chǔ)運(yùn)工程專業(yè)有一個(gè)更加系統(tǒng)、全面的了解，并綜合利用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行工程設(shè)計(jì)而開設(shè)的的實(shí)踐環(huán)節(jié)課。通過本課程的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，使學(xué)生深入理解油氣儲(chǔ)運(yùn)工程的基本理論和技術(shù)，掌握油氣儲(chǔ)運(yùn)工程的設(shè)計(jì)思路及方法。設(shè)計(jì)的基本要求：工程設(shè)計(jì)應(yīng)符合現(xiàn)代執(zhí)行的技術(shù)規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。要求繪制的工藝流程圖和相關(guān)圖樣完整和規(guī)范。在工藝計(jì)算及設(shè)備選型時(shí)，確保理論依據(jù)充分，使用的圖表和公司正確，計(jì)算步驟簡(jiǎn)明，計(jì)算結(jié)果正確、可靠。盡可能采用國內(nèi)外油氣儲(chǔ)運(yùn)工程的新技術(shù)、新工藝

2、和設(shè)備。1.2 設(shè)計(jì)原則 采用透平膨脹機(jī)法的前提條件是有自由壓力能供利用的場(chǎng)合，當(dāng)具有一定壓力的天然氣流通過透平膨脹機(jī)時(shí)，其膨脹過程近似于等熵膨脹過程，發(fā)出膨脹功的同時(shí)，氣流的溫度將急劇下降，因此，氣流中的烴組分將被冷凝下來。按照一定的方式組合工藝流程，可以使產(chǎn)生的冷量得到合理利用，天然氣凝析液將充分回收，這就是透平膨脹機(jī)法加工天然氣的理論基礎(chǔ)。1.3 遵循的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范1干氣：符合天然氣 （GB17820-1999）中的要求2液化石油氣：符合油田氣液化石油氣 （GB9052.1-1998）的要求3穩(wěn)定輕烴：符合穩(wěn)定輕烴 （GB9053-1998）中的要求 4氣液分離器的直徑按 GB 50350

3、-2005油氣集輸設(shè)計(jì)規(guī)范5脫乙烷塔直徑和高度的計(jì)算公式采用容器和液液混合器的工藝設(shè)計(jì)6冷凝器選型依據(jù) GB 151-1999管殼式換熱器 、JB/T 4714-92浮頭式換熱器和冷凝器型式與基本參數(shù)7重沸器選型依據(jù) GB 151-1999管殼式換熱器8加熱爐的設(shè)計(jì)計(jì)算方法依據(jù) SY/T 0538-2004管式加熱爐規(guī)范 1.4 設(shè)計(jì)內(nèi)容1.4.1 膨脹機(jī)制冷工藝研究?jī)?nèi)容本項(xiàng)目在完成了天然氣凝液回收工藝技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究了膨脹機(jī)制冷在天然氣凝液回收工程中的應(yīng)用。根據(jù)給定的天然氣氣質(zhì)工況和處理規(guī)模， 以 SY/T 0076-2003天然氣脫水設(shè)計(jì)規(guī)范 、SY/T 0077-2003 天

4、然氣凝液回收設(shè)計(jì)規(guī)范及其相關(guān)技術(shù)設(shè)計(jì)規(guī)范為依據(jù)，對(duì) 30104 m3/d 膨脹機(jī)制冷天然氣凝液回收工程進(jìn)行了工藝流程設(shè)計(jì)、流程模擬、工藝參數(shù)研究和主要工藝設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算。本應(yīng)用工程完成了以下的研究?jī)?nèi)容：（1） 膨脹機(jī)制冷凝液回收工藝方案研究；（2） 工藝流程設(shè)計(jì)及流程模擬；（3） 工藝參數(shù)研究及優(yōu)選；（4） 主要工藝設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算。1.4.2 氣質(zhì)工況及處理規(guī)模氣體處理規(guī)模：30104 m3/d進(jìn)站壓力：3.54.0 MPa進(jìn)站溫度：2030 干氣外輸壓力：1.82.0 MPa天然氣氣質(zhì)組成見表 7-1。表表 1-1 天然氣組成表（干基）天然氣組成表（干基）組分N2CO2C1C2C3iC4mol%

5、1.4390.12089.7165.8051.8270.245組分nC4iC5nC5C6C7mol%0.4610.1460.1400.06020.0408天然氣凝液回收裝置產(chǎn)品為石油液化氣、穩(wěn)定輕烴、商品天然氣，其產(chǎn)品質(zhì)量符合國家質(zhì)量指標(biāo)。裝置的操作范圍為 80120%。1.4.1.4. 3 3 工藝方法選用工藝方法選用根據(jù)天然氣組成表 7-1，丙烷及丙烷以上組分含量為 2.92 mol%，該天然氣屬于貧氣。原料氣壓力為 3.54.0 MPa，干氣外輸壓力為 1.82.0 MPa，有壓差可利用，由于膨脹機(jī)制冷工藝具有流程簡(jiǎn)單、能耗低、技術(shù)成熟等特點(diǎn)，膨脹機(jī)制冷是目前國內(nèi)外天然氣凝液回收工藝中應(yīng)

6、用最廣泛的回收工藝，因此該凝液回收裝置工藝首選膨脹機(jī)制冷工藝。應(yīng)用軟件 HYSYS 2004，對(duì)工藝流程進(jìn)行了模擬計(jì)算，丙烷收率達(dá) 80%以上，因此該制冷工藝選用膨脹機(jī)制冷是合理可行的。為了防止在天然氣凝液回收裝置中形成水合物，堵塞管道和設(shè)備，在工藝流程中必須選用合適的脫水工藝。經(jīng)模擬計(jì)算，膨脹機(jī)出口溫度達(dá)-80 以下，所以必須控制天然氣水合物的形成溫度-80 以上，其脫水裝置必須滿足深度脫水，在目前天然氣脫水的主要方法有三甘醇脫水和分子篩脫水， 三甘醇脫水的露點(diǎn)降只能達(dá)到 50左右，而分子篩脫水能滿足該裝置脫水要求，因此裝置選用 4A 分子篩脫水工藝。1.5 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)天然氣凝液回收裝

7、置主要生產(chǎn)干氣、液化石油氣和穩(wěn)定輕烴產(chǎn)品，各產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)均滿足國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求。裝置理論計(jì)算的 C3收率為 86.11%。干氣外輸壓力為 1.82.0 MPa，產(chǎn)品指標(biāo)符合天然氣 （GB17820-1999）中一類天然氣的要求。液化石油氣符合油田氣液化石油氣 （GB9052.1-1998）的要求。穩(wěn)定輕烴符合穩(wěn)定輕烴 （GB9053-1998）中 1 號(hào)穩(wěn)定輕烴的要求。表表 1-2 干氣、液化石油氣、穩(wěn)定輕烴指標(biāo)干氣、液化石油氣、穩(wěn)定輕烴指標(biāo)項(xiàng)目干氣液化石油氣穩(wěn)定輕烴溫度，44.1044.8245.31壓力，kPa2033.721300300質(zhì)量流量，kg/h14490978.2125

8、8.84標(biāo)況下氣體體積，m3/h20270飽和蒸汽壓（37.8） ，kPa1114.89101.71分子量17.1647.8277.04流體密度，kg/m313.77485.64612.45低位熱值，MJ/m336.29氮?dú)?.0147960.0000000.000000二氧化碳0.0012340.0000010.000000甲烷0.9224540.0000010.000000乙烷0.0588410.0349290.000000丙烷0.0026090.6680010.000003異丁烷0.0000390.1022930.000687正丁烷0.0000270.1917260.017684異戊烷0

9、.0000010.0024770.362161正戊烷0.0000000.0005710.358372己烷0.0000000.0000000.155620庚烷0.0000000.0000000.105473摩爾組成水0.0000000.0000000.0000002. 天然氣凝液回收工藝流程天然氣凝液回收工藝流程2.1 工藝方案根據(jù)天然氣組成表 3-1，丙烷及丙烷以上組分含量為 2.92 mol%，該天然氣屬于貧氣。原料氣壓力為 3.54.0 MPa，干氣外輸壓力為 1.82.0 MPa，有壓差可利用，由于膨脹機(jī)制冷工藝具有流程簡(jiǎn)單、能耗低、技術(shù)成熟等特點(diǎn)，膨脹機(jī)制冷是目前國內(nèi)外天然氣凝液回收工

10、藝中應(yīng)用最廣泛的回收工藝，因此該凝液回收裝置工藝首選膨脹機(jī)制冷工藝。應(yīng)用軟件 HYSYS 2004，對(duì)工藝流程進(jìn)行了模擬計(jì)算，丙烷收率達(dá) 80%以上，因此該制冷工藝選用膨脹機(jī)制冷是合理可行的。為了防止在天然氣凝液回收裝置中形成水合物，堵塞管道和設(shè)備，在工藝流程中必須選用合適的脫水工藝。經(jīng)模擬計(jì)算，膨脹機(jī)出口溫度達(dá)-80 以下，所以必須控制天然氣水合物的形成溫度-80 以上，其脫水裝置必須滿足深度脫水， 在目前天然氣脫水的主要方法有三甘醇脫水和分子篩脫水， 三甘醇脫水的露點(diǎn)降只能達(dá)到 50左右，而分子篩脫水能滿足該裝置脫水要求，因此裝置選用 4A 分子篩脫水工藝。2.2 工藝流程2.2.1 工藝

11、流程簡(jiǎn)述工藝流程簡(jiǎn)述通過對(duì)多種工藝流程方案的優(yōu)化組合，在上述工藝參數(shù)研究及優(yōu)選基礎(chǔ)上，對(duì)全流程進(jìn)行了模擬計(jì)算和優(yōu)化，確定了膨脹機(jī)制冷工藝流程，如圖 1-4 和圖1-5 所示。本裝置采用了膨脹機(jī)制冷工藝和分子篩脫水工藝，液烴分餾采用脫乙烷塔和脫丙丁烷塔。脫乙烷塔重沸器和脫丙丁烷塔重沸器熱源由水蒸汽提供，再生氣加熱爐采用燃?xì)夤苁郊訜釥t。天然氣處理裝置通過對(duì)原料氣進(jìn)行脫水、制冷及分餾等處理單元，分離出液化石油氣和穩(wěn)定輕烴等高附加值組分。本次設(shè)計(jì)天然氣處理裝置采用分子篩脫水、膨脹機(jī)制冷工藝流程。具體流程描述如下：原料氣（3.5 MPa，30 ）進(jìn)分子篩吸附器（X-301A/B）進(jìn)行吸附脫水。原料氣自上

12、而下吸附，分子篩吸附器出口原料氣含水小于 1 ppm（V） 。分子篩出口原料氣經(jīng)分子篩出口過濾器（F-301A/B）除去其中夾帶的分子篩粉塵和雜質(zhì)后進(jìn)制冷單元。分子篩干燥器采用兩塔操作流程，8 小時(shí)自動(dòng)切換 1 次，原料氣切換到已再生完畢的分子篩 X-301B 進(jìn)行吸附脫水，X-301A 經(jīng)再生、冷吹完成再生過程。X-301B 吸附周期為 8 小時(shí)，再生加熱時(shí)間為 4 小時(shí) 30 分鐘，冷吹時(shí)間為 3 小時(shí) 12 分鐘，備用切換時(shí)間為 18 分鐘。分子篩再生過程為同壓再生。再生氣及冷吹氣引自膨脹壓縮機(jī)增壓端出口管線。再生氣經(jīng)燃?xì)饧訜釥t（H-301）加熱至 275 ，從下部進(jìn)入 X-301A/B

13、 對(duì)分子篩進(jìn)行再生，分子篩出再生氣經(jīng)再生氣冷卻器（E-307）冷卻至 45 ，進(jìn)入再生氣分離器（D-303） ，分出游離水后作為生活及裝置用氣。分子篩脫水單元來原料氣（3.45 MPa，30 ）進(jìn)入冷箱（E-301） ，與脫乙烷塔頂來氣和低溫分離器分出的凝液換冷至-60.9后進(jìn)低溫分離器（D-302） 。D-302 分出的氣體經(jīng)膨脹壓縮機(jī)組（K-301）膨脹端膨脹至 1.7 MPa、-87.7 ，進(jìn)脫乙烷塔（T-301）上部，低溫分離器分出的低溫凝液節(jié)流降溫至 1.76 MPa、-75.0 進(jìn)冷箱（E-301）復(fù)熱至 5進(jìn)脫乙烷塔（T-301）中部。脫乙烷塔（T-301）頂氣相（1.7 MPa

14、，-81.6 ）經(jīng)冷箱復(fù)熱至 1.67 MPa、25 作為干氣產(chǎn)品外輸，脫乙烷塔（T-301）底凝液經(jīng)脫乙烷塔重沸器加熱至 67.5 后進(jìn)脫丙丁烷塔（T-302）上部。制冷系統(tǒng)最低操作溫度為-87.7 ，CO2的冰點(diǎn)為-152 ，因此不會(huì)發(fā)生CO2凍堵現(xiàn)象。脫乙烷塔塔底來的輕烴（1.75 MPa，67.5 ）進(jìn)脫丙丁烷塔（T-302） 。脫丙丁烷塔為全塔，脫丙丁烷塔塔底操作壓力為 1.35 MPa，塔底操作溫度 147.2 。脫丙丁烷塔頂氣相經(jīng)脫丙丁烷塔塔頂液化氣冷凝器（E-304）冷凝至 44.8 后進(jìn)脫丙丁烷塔塔頂回流罐（D-304） ，液體經(jīng)脫丙丁烷塔塔頂回流泵（P-301）提升后，部分

15、回流入塔，部分作為液化石油氣產(chǎn)品去液化石油氣儲(chǔ)罐。脫丙丁烷塔塔底重沸器（E-303）出來的輕烴經(jīng)穩(wěn)定輕烴冷卻器（E-305）冷至 45 ，節(jié)流至 0.3 MPa 后，進(jìn)輕烴儲(chǔ)罐。2.2.2 工藝特點(diǎn)工藝特點(diǎn) 在工藝流程設(shè)計(jì)中，采用成熟可靠的工藝技術(shù)，提高工程開發(fā)水平和裝置的經(jīng)濟(jì)效益。其工藝特點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：（1）原料氣氣質(zhì)較貧，有壓差可利用，本裝置采用膨脹機(jī)制冷工藝，工藝流程簡(jiǎn)單，制冷效果好，回收率高。（2）工藝流程合理，充分利用國內(nèi)成熟技術(shù)，所有塔器中均采用高效金屬規(guī)整填料，降低了塔高，節(jié)省了設(shè)備投資。（3）采用多股流板翅式換熱器，充分回收制冷設(shè)備提供的冷量以提高丙烷收率。（4）本裝置采用的膨

16、脹機(jī)凝液回收工藝具有能耗低、技術(shù)成熟、安全可靠、節(jié)省工程投資等優(yōu)點(diǎn)。2.3 物料表、流程圖物料表30104m3/d 膨脹機(jī)制冷天然氣凝液回收裝置物料平衡表膨脹機(jī)制冷天然氣凝液回收裝置物料平衡表30104m3/d 膨脹機(jī)制冷天然氣凝液回收裝置物料平衡表（續(xù)表）膨脹機(jī)制冷天然氣凝液回收裝置物料平衡表（續(xù)表）物料點(diǎn)123101112氣體分率11010.85841溫度（）30303030243.430壓力（kPa）350035003500350035003500摩爾流量(mole/h）558.2558.20.00005580.2000558.2質(zhì)量流量(/h)1.011e+0041.011e+0040

17、.00001.011e+0043.6031.011e+004熱流量(kJ/h)-4.272e+007-4.272e+0070.0000-4.267e+007-4.817e+007-4.272e+007分子量18.1118.1118.0218.1118.0218.11流體密度(/m3)27.5127.51846.727.5119.6827.51分子量0.91400.91402.955e-0020.91400.9140粘度（cP)1.221e-0021.221e-0020.79721.218e-0021.221e-0020.01440.01440.00000.01440.00000.01440.0

18、0120.00120.00010.00120.00000.00120.89680.89680.00000.89720.00000.89680.05800.05800.00000.05810.00000.05800.01830.01830.00000.01830.00000.01830.00240.00240.00000.00240.00000.00240.00460.00460.00000.00460.00000.00460.00150.00150.00000.00150.00000.00150.00140.00140.00000.00140.00000.00140.00060.00060.0

19、0000.00060.00000.00060.00040.00040.00000.00040.00000.00040.00040.00040.99990.00001.00000.0004摩爾分?jǐn)?shù)1.00001.00001.00001.00001.00001.0000物料點(diǎn)131415s6s7s8氣體分率1.00000.00001.00001.00000.00000.9385溫度（）3030203535-60.22壓力（kPa）35003500101.3345034503420摩爾流量(mole/h）558.20.00001.00005580.2000558.0質(zhì)量流量(/h)1.011e+00

20、40.000018.111.011e+0043.6031.011e+004熱流量(kJ/h)-4.272e+0070.0000-7.644e+004-4.254e+007-5.684e+004-4.529e+007分子量18.1118.0218.1118.1118.0218.11流體密度(/m3)27.51846.70.755026.51100149.48分子量0.91402.955e-0020.99710.91992.424e-002粘度（cP)1.221e-0020.79721.1071e-0021.232e-0020.71850.01440.00000.01440.01440.00000

21、.01440.00120.00010.00120.00120.00000.00120.89680.00000.89590.89720.00000.89720.05800.00000.05800.05810.00000.05810.01830.00000.01820.01830.00000.01830.00240.00000.00240.00240.00000.00240.00460.00000.00460.00460.00000.00460.00150.00000.00150.00150.00000.00150.00140.00000.00140.00140.00000.00140.00060

22、.00000.00060.00060.00000.00060.00040.00000.00040.00040.00000.00040.00040.99990.00140.00001.00000.0000摩爾分?jǐn)?shù)1.00001.00001.00001.00001.00001.000030104m3/d 膨脹機(jī)制冷天然氣凝液回收裝置物料平衡表（續(xù)表）膨脹機(jī)制冷天然氣凝液回收裝置物料平衡表（續(xù)表）物料點(diǎn)s9s10s11s12s13s14氣體分率0.93850.00001.00000.21100.70320.9673溫度（）-60.22-60.22-60.22-74.065.000-87.65壓力（k

23、Pa）342034203420176017301700摩爾流量(mole/h）558.034.33523.734.3334.33523.7質(zhì)量流量(/h)1.011e+00411049001110411049001熱流量(kJ/h)-4.529e+007-3.813e+006-4.148e+007-3.813e+006-3.447e+006-4.188e+007分子量18.1132.1617.1932.1632.1617.19流體密度(/m3)49.48506.2844.55146.837.5023.69分子量0.12270.7454粘度（cP)0.12629.533e-0030.01440.

24、00170.01520.00170.00170.01520.00120.00190.00120.00190.00190.00120.89720.43850.92720.43850.43850.92720.05810.21690.04760.21690.21690.04760.01830.18030.00760.18030.18030.00760.00250.03030.00040.03030.03030.00040.00460.06640.00060.06640.06640.00060.00150.02280.00010.02280.02280.00010.00140.02210.00000.

25、02210.02210.00000.00060.00970.00000.00970.00970.00000.00040.00660.00000.00660.00660.00000.00000.00000.00000.00000.00000.0000摩爾分?jǐn)?shù)1.00001.00001.00001.00001.00001.000030104m3/d 膨脹機(jī)制冷天然氣凝液回收裝置物料平衡表（續(xù)表）膨脹機(jī)制冷天然氣凝液回收裝置物料平衡表（續(xù)表）物料點(diǎn)s15s16s17s18s19s20氣體分率1.00000.00000.00000.00001.00001.0000溫度（）-82.0658.0042.3

26、9155.330.0050.37壓力（kPa）170017501500155016702055摩爾流量(mole/h）541.516.4614.292.162541.5541.5質(zhì)量流量(/h)9275829.8663.3166.592759275熱流量(kJ/h)-4.529e+007-2.123e+006-1.765e+006-3.413e+005-4.057e+007-4.017e+007分子量17.1350.4246.4077.0217.1317.13流體密度(/m3)21.97482.1479.9468.611.7913.58分子量0.83416.648e-0025.529e-002

27、7.150e-0020.96230.9633粘度（cP)8.003e-0039.478e-0029.263e-0028.339e-0021.173e-0021.246e-0020.01480.00000.00000.00000.01480.01480.00120.00000.00000.00000.00120.00120.92440.00000.00000.00000.92440.92440.05690.09660.01120.00000.05690.05690.00260.53500.61600.00000.00260.00260.00000.08180.09400.00120.00000.

28、00000.00000.15540.17630.01770.00000.00000.00000.04950.00230.36150.00000.00000.00000.04750.00030.35890.00000.00000.00000.02040.00000.15530.00000.00000.00000.01380.00000.10530.00000.00000.00000.00000.00000.00000.00000.0000摩爾分?jǐn)?shù)1.00001.00001.00001.00001.00001.0000工藝流程圖：2.3.1 工藝參數(shù)研究及流程模擬工藝參數(shù)研究及流程模擬（1） 膨脹

29、機(jī)制冷回收原理流程工藝流程是因原料氣氣源條件（氣量、壓力和組成） 、產(chǎn)品要求和建設(shè)環(huán)境等因素的不同而變化。工藝流程的合理與否是裝置達(dá)到較高的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益的前提，因此，為獲得較低的運(yùn)行成本、較少的建設(shè)投資、盡可能高的產(chǎn)品收率和產(chǎn)品質(zhì)量，必須合理地設(shè)計(jì)工藝流程。根據(jù)現(xiàn)有原料氣工況條件和裝置生產(chǎn)的產(chǎn)品-石油液化氣和輕油，則組成工藝流程的基本單元是原料氣預(yù)分離、脫水、膨脹機(jī)制冷、低溫分離、液烴分餾。對(duì)于采用透平膨脹機(jī)制冷的工藝流程，將制冷、低溫分離、液烴分餾單元從整個(gè)流程中統(tǒng)一考慮，使其達(dá)到比較合適的膨脹比，并充分合理利用膨脹機(jī)產(chǎn)生的制冷量以取得盡可能低的制冷溫度，是流程設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。根據(jù)天然氣氣質(zhì)工況

30、和處理規(guī)模，對(duì)天然氣凝液回收工藝進(jìn)行了設(shè)計(jì)，其膨脹機(jī)制冷天然氣凝液回收原理流程如圖 1-1 所示。回收裝置生產(chǎn)的產(chǎn)品為石油液化氣和輕油。圖中序號(hào) 113 代表流程中的主要物流點(diǎn)。原料氣經(jīng)原料氣分離器 A1 分離其中的游離水、固體雜質(zhì)等，進(jìn)入分子篩吸附器 A2 脫水，原料氣脫水后進(jìn)入換熱器 A3 冷卻后，進(jìn)入低溫分離器 A4，分離器 A4 的氣相經(jīng)渦輪膨脹機(jī) A8 降壓降溫后，直接進(jìn)入脫乙烷塔 A5 頂部，分離器的液相經(jīng)節(jié)流閥 A13 降壓后，經(jīng)換熱器 A3 復(fù)熱后進(jìn)入脫乙烷塔 8 中部。從脫乙烷塔 8 頂部出來的低溫干氣經(jīng)換熱器 A3，由膨脹機(jī)同軸壓縮機(jī)增壓成為干氣，該干氣的小部分作為分子篩干

31、燥器 A2 的再生氣，其余部分外輸。從脫乙烷塔 A5 底部出來的液烴靠壓差直接進(jìn)入脫丙丁烷 A6 塔，塔頂產(chǎn)品為石油液化氣，塔底產(chǎn)品為穩(wěn)定輕烴。在進(jìn)行模擬流程之前，將天然氣凝液回收裝置流程圖變換成信息流程圖，如圖 1-2 所示。系統(tǒng)信息流程圖 A 代表節(jié)點(diǎn)，S 代表流，圖中節(jié)點(diǎn) A3A13 各節(jié)點(diǎn)代表的工藝設(shè)備與圖 1-1 相同，流 S1S13 的序號(hào)與工藝流程圖 1-1 中序號(hào)對(duì)應(yīng)。采用序貫?zāi)K法對(duì)流程進(jìn)行模擬，在流程中有多股循環(huán)流股，序貫?zāi)K法無法直接應(yīng)用。因此根據(jù)信息流程圖 1-2 對(duì)流程進(jìn)行分塊和切割，選定圖1-2 中物流 S2 的溫度（低溫分離器的溫度）為收斂變量，用直接迭代法對(duì)方程

32、進(jìn)行求解。（2） 工藝參數(shù)研究及優(yōu)選對(duì)于采用透平膨脹機(jī)制冷的工藝流程，將制冷、低溫分離、液烴分餾單元從整個(gè)流程中統(tǒng)一考慮，使其達(dá)到比較合適的膨脹比，并充分合理利用膨脹機(jī)產(chǎn)生的制冷量以取得盡可能低的制冷溫度，是工藝參數(shù)研究和工藝模擬計(jì)算的關(guān)鍵。圖 1-1 膨脹機(jī)制冷的天然氣凝液回收原理流程A1原料氣分離品；A2脫水吸附器；A3換熱器；A4低溫分離器；A5脫乙烷塔；A6脫丙丁烷塔；A7膨脹機(jī)組壓縮端；A8膨脹機(jī)組膨脹端；A 9、A10再沸器；A 11冷凝器；A12回流罐；A13節(jié)流閥圖 1-2 50104 m3/d 膨脹機(jī)制冷凝液液回收系統(tǒng)信息圖如圖 1-1 所示，工藝流程的關(guān)鍵工藝參數(shù)是膨脹機(jī)出

33、口壓力、低溫分離器的溫度，低溫分離器的溫度主要取決于氣體組成和膨脹機(jī)出口壓力。確定膨脹機(jī)出口壓力值應(yīng)滿足下工藝條件。滿足外輸干氣壓力大于 1.8 MPa；膨脹機(jī)膨脹比為 25；滿足脫丙丁烷塔冷凝器水冷的要求；脫乙烷塔塔底自流進(jìn)入脫丙丁烷塔中部。根據(jù)以上工藝條件，優(yōu)選膨脹機(jī)出口壓力值，通過工藝模擬計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見表 1-2。表中數(shù)據(jù)計(jì)算條件：原料氣通過原料氣分離器、脫水吸附器等設(shè)備的壓力降為 50 kPa，三股物流通過板翅式換熱器的壓力降為 30 kPa，膨脹機(jī)壓縮端的絕熱效率為 70%，不計(jì)板翅式換熱器的熱損失。表 1-2 中的丙烷回收率是指液化氣中丙烷含量與原料氣中丙烷含量之比。從表 1-2

34、 中可以看出，當(dāng)膨脹機(jī)出口壓力為 1.61.8 MPa 時(shí)，低溫分離器的溫度為-58-66 ，膨脹機(jī)出口溫度達(dá)-83-95 ，其丙烷回收率為79%92%，表明對(duì)于給定的氣質(zhì)條件和技術(shù)要求，膨脹機(jī)制冷效果較好，選用膨脹機(jī)制冷工藝回收天然氣凝液是合理的。通過對(duì)表 1-2 中的計(jì)算結(jié)果對(duì)比分析，結(jié)合國內(nèi)天然氣凝液回收技術(shù)水平，認(rèn)為膨脹機(jī)出口壓力、脫乙烷塔塔頂壓力控制在 1.6 MPa 以上，脫丙丁烷塔塔頂壓力控制在 1.3 MPa 以上是可行的。 根據(jù)工藝流程和選定的膨脹機(jī)出口條件，在滿足下列工藝的條件，進(jìn)一步優(yōu)化以板翅式換熱器 A3 為中心的換熱網(wǎng)絡(luò)，盡可能降低低溫分離器的溫度，提高通過換熱器復(fù)熱

35、物流 6 的溫度，降低脫乙烷塔塔底重沸器的熱負(fù)荷。 冷流與熱流的換熱溫度比較接近； 對(duì)數(shù)平均溫差低于 15 ，不宜超過 20 ； 冷熱流的溫差不小于 5 的窄點(diǎn)。板翅式換熱器的熱端溫差取 5 ，原料氣經(jīng)分子篩吸附器溫度升高 5 ，物流點(diǎn) 1 的溫度為 30 ，物流點(diǎn) 9 的溫度為 25 ，主要優(yōu)選低溫分離器液相經(jīng)節(jié)流降壓降溫、板翅式換熱器復(fù)熱后物流點(diǎn) 6 的溫度，工藝計(jì)算的條件如下： 不計(jì)板翅式換熱器的熱損失； 膨脹機(jī)出口壓力為 1.7 MPa，等熵效率為 80%； 脫乙烷塔塔頂、脫丙丁烷塔塔頂?shù)膲毫Ψ謩e為 1.7 MPa、1.3 MPa； 物流點(diǎn) 1 的溫度與物流點(diǎn) 9 的溫度差為 5 ；

36、液化氣和穩(wěn)定輕烴符合國家質(zhì)量指標(biāo)。應(yīng)用 HYSYS 軟件對(duì)以板翅式換熱器為中心的換熱網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行工藝流程模擬計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見表 1-3。從表 1-3 可以看出，提高物流點(diǎn) 6 溫度升高，物流點(diǎn)2 溫度（即低溫分離器溫度）也相應(yīng)降低，有利于提高液化氣收率，降低脫乙烷塔重沸器的熱負(fù)荷。但如果將物流點(diǎn) 6 溫度升高至 15 ，冷熱物流的最小溫差為 1.524 ，其溫差較小，用板翅式換熱器難于實(shí)現(xiàn)。通過換熱網(wǎng)絡(luò)工藝計(jì)算和分析，控制冷熱物流的最小溫差為 5 時(shí)，計(jì)算方案 3 中各物流點(diǎn)較為滿意，表 7-2 中計(jì)算方案 3 中冷熱流通道的溫度與熱流量關(guān)系如圖 7-3 所示。物流點(diǎn) 6 溫度為 5 ，物流點(diǎn) 2

37、 溫度（即低溫分離器溫度）為-60.939 ，丙烷回收率達(dá)到 86%以上，其凝液回收裝置具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。本裝置生產(chǎn)液化氣和穩(wěn)定輕烴，設(shè)置脫乙烷塔和脫丙丁烷兩個(gè)分餾塔。脫乙烷塔為二股進(jìn)料，第一股進(jìn)料為膨脹機(jī)出口物流，進(jìn)入脫乙烷塔塔頂，第二股進(jìn)料為低溫分離器底部液相，經(jīng)節(jié)流、復(fù)熱進(jìn)入脫乙烷塔中部。脫乙烷塔的關(guān)鍵控制參數(shù)為脫乙烷塔底部產(chǎn)品流中乙烷含量。為使液化氣符合國家質(zhì)量指標(biāo)，控制脫乙烷塔底部產(chǎn)品流中乙烷含量為 3%。應(yīng)用 HYSYS 軟件通用塔模型，脫乙烷塔工藝參數(shù)研究的主要內(nèi)容如下： 理論塔板數(shù)； 第二股進(jìn)料位置； 塔底溫度和熱負(fù)荷。表表 1-2 膨脹機(jī)出口壓力優(yōu)選表膨脹機(jī)出口壓力優(yōu)選表項(xiàng)

38、 目方案一方案二方案三壓力，MPa3.453.453.45物流 1溫度，303030等熵效率，%808080出口壓力，MPa1.61.71.8膨脹機(jī)出口溫度-94.76-87.71-82.76壓力，MPa3.423.423.42低溫分離器（物流 2）溫度，-65.919-60.94-57.55壓力，MPa1.631.731.83物流 6溫度，555壓力，MPa1.571.671.77物流 9溫度，252525壓力，MPa1.912.032.14外輸干氣（物流 20）溫度，44.0644.1043.35塔頂壓力，MPa1.61.71.8脫乙烷塔塔頂溫度，-85.38-81.61-78.12壓力，

39、MPa1.21.31.3脫丙丁烷塔冷凝器出口溫度，40.71344.8245.40丙烷回收率，%（質(zhì)量）92.7386.1179.26表表 1-3 換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)選計(jì)算方案換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)選計(jì)算方案計(jì)算方案12345物流點(diǎn) 6 的溫度，-5.00.05.010.015.0物流點(diǎn) 2 的溫度，（低溫分離器溫度）-55.49-57.77-60.94-65.10-68.28物流點(diǎn) 5 的溫度，-68.22-71.17-75.73-80.75-84.91物流點(diǎn) 8 的溫度，-78.58-79.95-81.76-82.62-81.99物流點(diǎn) 7 的溫度，（膨脹機(jī)出口溫度）-82.78-84.84-87.99-91

40、.42-94.24脫乙烷塔重沸器熱負(fù)荷，kW132.71126.11116.27106.95100.83液化氣產(chǎn)量，kg/h919.45573.40605.10994.61978.93冷熱物流最小溫差，5553.881.42總對(duì)數(shù)平均溫差，109.3278.216.103.32熱夾點(diǎn)溫度，303030-17.22-19.66冷夾點(diǎn)溫度，252525-21.1-21.09板翅式換熱器特性參數(shù)熱負(fù)荷，kW1051.671091.941156.671233.061301.67脫丙丁烷塔是完全精餾塔，進(jìn)料為脫乙烷塔底部液相，脫丙丁烷塔回流量與理論塔板數(shù)、冷凝器和重沸器熱負(fù)荷相互關(guān)聯(lián)。研究的主要內(nèi)容如下

41、： 理論塔板數(shù)、進(jìn)料位置； 適宜的回流量； 冷凝器和重沸器熱負(fù)荷。應(yīng)用 HYSYS 軟件通用塔模型，對(duì)脫乙烷塔和脫丙丁烷塔進(jìn)行多方案對(duì)比與分析，其優(yōu)選工藝參數(shù)計(jì)算結(jié)果見表 1-4。圖 1-3 冷熱流通道中溫度與熱流量關(guān)系圖表表 1-4 脫乙烷塔和脫丙丁烷塔計(jì)算結(jié)果脫乙烷塔和脫丙丁烷塔計(jì)算結(jié)果項(xiàng) 目脫乙烷塔脫丙丁烷塔塔頂產(chǎn)品壓力，MPa1.71.3塔頂產(chǎn)品溫度，-81.6144.82塔底產(chǎn)品壓力，MPa1.751.35塔底產(chǎn)品溫度，67.5147.25理論塔板數(shù)（不含冷凝器和再沸器）1620進(jìn)料位置（由塔頂向下計(jì)）第一股：1；第二股：108回流比0.8940冷凝器熱負(fù)荷，kW169.19重沸器熱

42、負(fù)荷，k W117.15168.01（3） 工藝流程模擬通過工藝參數(shù)研究及優(yōu)選，確定了工藝流程中的關(guān)鍵參數(shù)，綜合考慮制冷工藝、液烴分餾、換熱網(wǎng)絡(luò)相互影響，應(yīng)用 HYSYS 2004 軟件對(duì)凝液回收全流程進(jìn)一步進(jìn)行了模擬計(jì)算和參數(shù)優(yōu)選，工藝流程中主要物流點(diǎn)的計(jì)算結(jié)果見表1-5。 2.4 能耗流程中燃料氣主要用在再生氣加熱爐；冷卻水主要用在再生氣冷卻器、液化氣回流罐和輕油冷卻器；蒸汽主要用于加熱脫乙烷塔重沸器和脫丙丁烷塔重沸器，電主要是回流泵消耗。流程中蒸汽、電、燃料氣和冷卻水的消耗量見表 1-7。表表 1-7 主體工藝裝置能耗指標(biāo)主體工藝裝置能耗指標(biāo)序號(hào)項(xiàng) 目 量值1水液化氣冷凝器（E-304）

43、循環(huán)用水量，t/h29.1穩(wěn)定輕烴冷卻器（E-305）循環(huán)用水量，t/h3.4 再生氣冷卻器（E-307）循環(huán)用水量，t/h49.2總循環(huán)用水量，t/h81.72電回流泵耗電量，kWh3.03燃料氣再生氣加熱爐（H-301）耗氣量，m3/h89.68 4水蒸汽脫乙烷塔重沸器（E-302）蒸汽用量，kg/h203.4脫丙丁烷塔重沸器（E-303）蒸汽用量，kg/h291.8蒸汽用量，kg/h495.2Then how can we translate poems? According to Wangs understanding, the translation of poems is rela

44、ted to three aspects: A poems meaning, poetic art and language. （1）A poems meaning “Socio-cultural differences are formidable enough, but the matter is made much more complex when one realizes that meaning does not consist in the meaning of words only, but also in syntactical structures, speech rhythms, levels of style.” (Wang, 1991:93).（2）Poetic art According to Wang, “Blys point about the marvelous translation being