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本研究针对现有L,NG冷量利用方式的不足,以过程系统能量优化技术与炯分析理论为指导,分析了LNG冷量<火用>的特性,提出将LNG冷量集成优化利用技术,并将其用于空分换热系统的改进,初步建立了按照深冷、中冷、次中冷、浅冷四个冷量利用温度带匹配的LNG冷量集成利用模型。其中深冷利用部分用于空分装置;中冷利用干冰制备装置:次中冷利用部分主要是冷冻库装置。
在对LNG冷量炯分析数学模型的认真研究的基础上,得到了LNG冷量<火用>与环境温度、系统压力以及LNG组成的影响。当环境温度增大,LNG冷量炯将随之增大;系统压力增大,LNG的低温<火用>将随之降低;LNG的冷<火用>还将随着甲烷摩尔分数的增加而增加。
根据对LNG冷量炯的具体分析,结合本文的研究思路,作者提出对LNG冷量集成利用的两种方案。即:按LNG组分的不同,将LNG的“湿气”资源首先进行轻烃分离,进而进一步将LNG冷量应用于乙烯装置的深冷改造;将LNG的“干气”资源中大量的LNG冷<火用>,按温位的不同梯级利用。
对空分换热系统改进后,与原有工艺相比,将空分、液化二氧化碳、低温冷库集成优化利用。LNG冷量的新工艺模型,冷量回收率由50%提高到了94%。并且大大降低了空分装置、液化二氧化碳、冷库的操作费用以及设备投资费用。通过与单一利用LNG冷量的空分装置模拟结果的对比,用三个独立氮气循环系统,由于降低了在换热系统中循环氮气的量,致使氮气压缩机的功耗比原流程降低了1/3。通过模拟结果证明集成利用流程优化操作参数是切实可行的。