天然气膜分离提氦的分子动力学模拟研究进展

1

作者 董航 梁筱万 +2 位作者 郭男 张顺克 赵健 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第17期7023-7030,共8页

氦气是一种极其重要却又十分稀缺的资源。在中国,氦气的主要来源是从天然气中提取。天然气中氦气的含量较低,因此提取的难度较大,天然气膜分离提氦技术是近年来比较热门的技术,但该项技术目前尚不成熟,实际实验的难度较大,通过分子动力... 氦气是一种极其重要却又十分稀缺的资源。在中国,氦气的主要来源是从天然气中提取。天然气中氦气的含量较低,因此提取的难度较大,天然气膜分离提氦技术是近年来比较热门的技术,但该项技术目前尚不成熟,实际实验的难度较大,通过分子动力学(molecular dynamics,MD)模拟就可以很好地解决相关的问题。综述了近年来用于MD模拟天然气膜分离提氦热门的膜材料,采用MD模拟时膜模型的构建方法,模拟力场的选择以及对膜材料分离性能的评价方法。二维类石墨烯薄膜和混合膜材料是目前比较热门的膜材料,COMPASS和UFF力场的应用比较广泛,氦透过大多数膜材料的能量势垒较低,多数膜材料对氦气和甲烷的选择性和渗透率都较高,研究结果对膜分离天然气提氦实际投产具有很好的指导意义。 展开更多

关键词 分子动力学模拟 氦气 天然气提氦 膜分离

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联产轻烃回收与LNG提氦工艺设计与模拟

2

作者 肖荣鸽 李雨泽 +1 位作者 刘亚龙 刘鸿嘉 《现代化工》 CAS 北大核心 2025年第1期239-244,共6页

为了降低单一工艺中提氦的能量消耗及设备成本、使氮气循环膨胀制冷提供的冷量得到更加充分的利用,将自产冷剂制冷+膨胀制冷+冷箱集成换热的直接换热(DHX)轻烃回收工艺与天然气低温提氦工艺相结合,设计出一种可以同时生产C_(3)+、粗氦以... 为了降低单一工艺中提氦的能量消耗及设备成本、使氮气循环膨胀制冷提供的冷量得到更加充分的利用,将自产冷剂制冷+膨胀制冷+冷箱集成换热的直接换热(DHX)轻烃回收工艺与天然气低温提氦工艺相结合,设计出一种可以同时生产C_(3)+、粗氦以及LNG的联产工艺。通过对关键参数影响因素分析,确定了膨胀机出口的压力为1.2 MPa、DHX塔顶回流温度为-70℃、一级提氦塔进料温度为-50℃、压缩泵出口压力为5 MPa、低温分离器进料温度为35℃、制冷剂流量为4000 kmol/h。模拟计算得出,联产工艺C_(3)+回收率为78.95%、粗氦回收率为93.77%、粗氦浓度为60.43%、LNG产量为663.84 kmol/h。联产工艺与单一工艺相比总压缩机能耗降低了12.95%、单位综合能耗降低14.10%。研究表明,联产轻烃回收与LNG提氦工艺在能耗和投资成本方面具有较大优势,具有一定的经济价值。 展开更多

关键词 轻烃回收 提氦 HYSYS 氮气膨胀 能耗

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国内最大单井常温提氦装置关键指标考核评估

3

作者 徐文强 马悦 +7 位作者 刘波 郭霄雄 黄娅 刘泽军 党世皓 陶哲学 邱奎 陈历波 《石油与天然气化工》 北大核心 2025年第4期36-42,共7页

目的国内最大的单井常温提氦装置采用两级膜分离耦合两级变压吸附工艺,对其运行性能的评估可为我国贫氦天然气提氦技术发展提供关键实践数据。该装置采用简易孔板流量计导致测量误差,关键指标的考核面临重大挑战。方法基于氦气(He)与二... 目的国内最大的单井常温提氦装置采用两级膜分离耦合两级变压吸附工艺,对其运行性能的评估可为我国贫氦天然气提氦技术发展提供关键实践数据。该装置采用简易孔板流量计导致测量误差,关键指标的考核面临重大挑战。方法基于氦气(He)与二氧化碳(CO_(2))的物料平衡,建立了:①利用可测组分数据反推原料气流量的计算方法;②无须流量数据的一级膜分离氦收率与一级变压吸附氦损失率计算公式。结果①产品气组分远超设计标准:φ2(He)=98.50%,φ2(H2)=1.50%,φ2=1.14×10^(−6),φ2(CO_(2))<0.10×10^(−6);②关键指标优于设计值:装置氦收率为82.25%,一级膜分离氦收率为93.21%,一级变压吸附氦损失率为0.17%,二级膜分离一段氦提浓倍数为14.5。结论所提出的评估方法有效解决了孔板流量计测量误差导致的考核难题,为单井提氦装置性能评价提供了可靠框架。装置运行的优异表现证实了该膜分离耦合变压吸附工艺的工业化应用可行性。 展开更多

关键词 提氦 膜分离 变压吸附 氦收率 单井 性能评估

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Aspen HYSYS联合Box-Behnken响应面法优化L-BOG深冷提氦工艺研究

4

作者 游赟 颜黎 +1 位作者 程晓明 周新渊 《石油与天然气化工》 北大核心 2025年第2期40-50,共11页

目的优化调节某L-BOG深冷提氦装置的关键工艺参数。方法采用Aspen HYSYS建立流程模型,分析精馏塔温度、回流比等参数对能耗及回收效果的影响,并通过Box-Behnken响应面法设计建立交互作用条件组合试验,模拟得出组合参数优化调节数据。结... 目的优化调节某L-BOG深冷提氦装置的关键工艺参数。方法采用Aspen HYSYS建立流程模型,分析精馏塔温度、回流比等参数对能耗及回收效果的影响,并通过Box-Behnken响应面法设计建立交互作用条件组合试验,模拟得出组合参数优化调节数据。结果模拟结果显示,精馏塔压力对流程的影响极小,而降低温度、增加回流比以及高位塔板进料均提高了氦回收率,响应曲面分析明确了各变量对氦体积分数和冷凝器、再沸器功率影响的显著性排序。经模型优化,设定精馏塔进料温度为-160℃,塔顶回流比为0.655,进料位置为5#塔板,装置设备总能耗降低了20.31%,氦回收率提升了0.12个百分点。结论基于HYSYS模拟联合Box-Behnken响应面法建立的多因素预测回归模型,可为L-BOG深冷提氦装置提供合理的组合参数运行值,显著降低了设备能耗并提高了氦回收率。 展开更多

关键词 L-BOG 提氦 深冷工艺 Aspen HYSYS Box-Behnken响应面法

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天然气提氦联产液化工艺设计与分析

5

作者 裴向兵 冯光飞 +3 位作者 张谭 冯建秋 蒋轲 邓宝康 《石油与天然气化工》 北大核心 2025年第3期57-63,共7页

目的 目前国内天然气提氦虽能降低能耗,但仍存在氦气产品纯度低、设备众多、流程复杂等问题。为此,开发一种高效低耗的联产工艺,提升产品纯度并简化流程。方法 提出了一种单塔加两级分离器配合混合冷剂制冷的联产工艺,通过深冷塔和分离... 目的 目前国内天然气提氦虽能降低能耗,但仍存在氦气产品纯度低、设备众多、流程复杂等问题。为此,开发一种高效低耗的联产工艺,提升产品纯度并简化流程。方法 提出了一种单塔加两级分离器配合混合冷剂制冷的联产工艺,通过深冷塔和分离器实现了氦气的逐级提纯,并利用支持向量机(SVM)配合改进海鸥算法(ISOA)实现了工艺关键参数和指标的优化。结果 该工艺只有氦气和LNG两种产品,整个流程形成闭环控制,氦气产品纯度(以摩尔分数计)可超80%,优于文献报道;总能耗与所有关键参数相关,LNG液化率与深冷塔的参数设置有关,氦气收率和氦气产品纯度与深冷塔和两级分离器的参数设置有关;ISOA-SVM模型在总能耗、LNG液化率、氦气收率和氦气产品纯度预测结果上的相对误差分别为0.54%、0.98%、0.63%和0.69%,优于其余对比模型,具有较强的泛化能力和鲁棒性;优化后总能耗可在现有基础上降低16.21%,氦气收率可达97.06%,氦气产品纯度可达85.09%。结论 该工艺通过低温精馏即可得到高收率高纯度的氦气,工艺综合性能优势明显。 展开更多

关键词 天然气 提氦 LNG 联产 氦气收率 氦气产品纯度

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天然气低温-膜分离提氦工艺模拟设计

6

作者 王文 杨敏 +1 位作者 谷团 袁训永 《现代化工》 北大核心 2025年第S1期386-391,共6页

针对现有提氦方法能量消耗大、提取效率低、经济运行费用高等问题,对液化天然气(LNG)中低温氦的提取工艺流程展开研究,并利用HYSYS软件进行模拟计算。结果表明,天然气低温-膜分离提氦工艺的氦气回收率可达90.66%,氦气浓度(体积分数)可达... 针对现有提氦方法能量消耗大、提取效率低、经济运行费用高等问题,对液化天然气(LNG)中低温氦的提取工艺流程展开研究,并利用HYSYS软件进行模拟计算。结果表明,天然气低温-膜分离提氦工艺的氦气回收率可达90.66%,氦气浓度(体积分数)可达99.99%,LNG产量为4.24×10^(6)kmol/h,LNG液化率为99.87%,压缩机总能耗7.13×10^(7)kW。该低温-膜分离提氦流程在获得精氦与LNG两种产物的基础上,能够进一步提升氦的回收率与浓度,减少能源消耗与投资费用,实现能源的高效利用。 展开更多

关键词 联产LNG 天然气 低温-膜分离 提氦

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天然气提氦工艺关键技术研究进展

7

作者 谢福寿 杨迪 +1 位作者 陈兵 韩泽 《天然气工业》 北大核心 2025年第4期155-169,共15页

中国氦气资源匮乏,如何从天然气中高效、低成本提取氦气是缓解氦气资源紧张的主要途径。为此,全面系统梳理归纳了从天然气中提取氦气最常用的3种技术,即低温法、变压吸附法和膜分离法,并介绍了各技术的特点。天然气提纯氦气的方式有很多... 中国氦气资源匮乏,如何从天然气中高效、低成本提取氦气是缓解氦气资源紧张的主要途径。为此,全面系统梳理归纳了从天然气中提取氦气最常用的3种技术,即低温法、变压吸附法和膜分离法,并介绍了各技术的特点。天然气提纯氦气的方式有很多,工艺设计时需要针对不同原料气组成以及参数对不同的提氦工艺技术进行筛选、集成和具体论证,在保证氦气回收率和纯度前提下,亟需形成提取氦气成本最低的工艺流程。研究结果表明:①低温法是通过沸点差异来实现与其他气体的分离,考虑天然气组分及经济性,通常应用在初步的提纯并得到液化天然气;②变压吸附法是利用吸附剂对气体的选择性吸附进行分离,通常使用在最终提纯;③膜分离法是利用膜根据气体分子大小差异进行分离,由于其能耗低、纯度相对较低等特点通常与其他技术耦合使用,具体选择与实际相结合。结论认为:①结合天然气液化联产提出的主动式+被动式新型氦气提取技术,其粗氦回收率超过99%,后续集成其他技术进行纯化,可得到纯度超过99.99%的高纯氦气,该技术既采用了BOG提氦(即被动式提氦)技术,又避免了由于环境影响造成的提氦不连续;②通过归纳总结3种提氦工艺的适用范围和阶段,同时提出的主动式+被动式新型天然气提氦耦合天然气液化工艺技术,可以为中国提氦行业的高质量发展提供新思路。 展开更多

关键词 天然气提氦 低温法 变压吸附法 膜分离法 BOG 主动式+被动式

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提氦技术发展现状分析 被引量：1

8

作者 丁宇 黄河 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1-4,8,共5页

氦(He)作为高科技稀有气体是一种重要的战略物质,我国是氦贫乏国家,其资源战略意义日趋突出。阐述了世界氦资源分布、我国氦资源利用和提氦技术现状,详细介绍了天然气提氦技术中的吸收法、吸附法、水合物法、膜分离法、低温法和联合法等... 氦(He)作为高科技稀有气体是一种重要的战略物质,我国是氦贫乏国家,其资源战略意义日趋突出。阐述了世界氦资源分布、我国氦资源利用和提氦技术现状,详细介绍了天然气提氦技术中的吸收法、吸附法、水合物法、膜分离法、低温法和联合法等,并指出这些方法的优缺点和应用水平,为今后提氦技术发展提供参考。 展开更多

关键词 氦 天然气提氦 提氦技术 氦资源分布

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LNG接收站BOG回收与提氦联产工艺设计及优化 被引量：1

9

作者 肖荣鸽 刘鸿嘉 +3 位作者 李雨泽 庞琳楠 夏海平 张青松 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期64-70,共7页

为了解决当前BOG回收工艺以及BOG提氦工艺存在回收率低和高能耗等问题,提出一种联产工艺,将LNG接收站BOG回收工艺与BOG提氦工艺相结合。使用HYSYS模拟单一工艺和联产工艺,分析影响工艺综合能耗及粗氦浓度的关键参数。保持粗氦浓度为92.6... 为了解决当前BOG回收工艺以及BOG提氦工艺存在回收率低和高能耗等问题,提出一种联产工艺,将LNG接收站BOG回收工艺与BOG提氦工艺相结合。使用HYSYS模拟单一工艺和联产工艺,分析影响工艺综合能耗及粗氦浓度的关键参数。保持粗氦浓度为92.61%,以综合能耗最小为优化目标,结合响应面法和遗传算法对关键参数进行优化,得到最优参数:BOG压缩机出口压力为600 kPa,低压泵出口压力700 kPa,海水泵出口压力4 000 kPa,深冷塔进料温度为-150℃,深冷塔进料压力为1 000 kPa。与单一工艺相比,该联产工艺有明显的节能优势,综合能耗减少16.17%,BOG回收率达到84.21%,粗氦的回收率和浓度分别达到95.83%和92.61%。结论表明:该联产工艺在能耗和投资成本方面具备明显的优势。 展开更多

关键词 LNG接收站 BOG回收 BOG提氦 联产工艺 HYSYS 参数优化 能耗

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LNG储罐BOG气体三塔-氮膨胀法低温提氦工艺设计与模拟优化

10

作者 阎凤元 郑国婷 +3 位作者 孙恒 代龙宇 郑恒飞 徐嘉明 《低碳化学与化工》 CAS 北大核心 2024年第11期133-140,共8页

液化天然气(LNG)储罐产生的蒸发气(BOG)中氦气含量较高,故可以BOG为原料提纯氦气。传统两塔-膨胀制冷提氦工艺分离效率不高,生产的氦气产品浓度有限。为此提出了三塔-氮膨胀法低温提氦工艺,并利用HYSYS软件进行了模拟和优化。结果表明,... 液化天然气(LNG)储罐产生的蒸发气(BOG)中氦气含量较高,故可以BOG为原料提纯氦气。传统两塔-膨胀制冷提氦工艺分离效率不高,生产的氦气产品浓度有限。为此提出了三塔-氮膨胀法低温提氦工艺,并利用HYSYS软件进行了模拟和优化。结果表明,三塔-氮膨胀法低温提氦工艺在LNG液化率、氦气产品浓度和氦气回收率等指标上明显优于传统两塔-膨胀制冷提氦工艺。三塔-氮膨胀法低温提氦工艺经过进一步优化,可在总能耗少量增加的条件下,使氦气产品浓度(物质的量分数)达到95.60%,氦气回收率达到99.99%。该工艺仅采用低温精馏即得到了高回收率高浓度的氦气,综合性能优势明显。 展开更多

关键词 BOG 提氦 氮膨胀 三塔工艺

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基于Incopat专利信息的膜法天然气提氦技术发展态势分析

11

作者 张超 郑佩君 +2 位作者 费鹏飞 路厚源 罗双江 《膜科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期163-173,共11页

氦是一种与天然气伴生的不可再生惰性气体,在高温气冷堆、核磁共振、半导体制造和大科学装置等领域都发挥着不可替代的作用.近年来,全球氦气的消耗量逐年增加,但氦气的生产能力无法满足其消费量.开发低成本、高效率的天然气提氦技术具... 氦是一种与天然气伴生的不可再生惰性气体,在高温气冷堆、核磁共振、半导体制造和大科学装置等领域都发挥着不可替代的作用.近年来,全球氦气的消耗量逐年增加,但氦气的生产能力无法满足其消费量.开发低成本、高效率的天然气提氦技术具有重要意义.本文使用Incopat全球专利检索和分析系统,精确检索了天然气提氦的相关专利技术,介绍氦气分离领域专利的总体情况和揭示重点专利,系统总结和讨论了该技术的发展趋势.通过对重点专利技术的深入分析发现,中国、美国、日本、德国和俄罗斯的技术创新能力和活跃程度相对较高,是该技术领域的专利主要持有国,前三位的提氦技术为深冷法、膜分离法和多技术耦合法,膜分离技术是重点专利中快速发展的分离技术;本文从膜材料和膜分离工艺两个方向,重点概述天然气提氦膜分离技术最新研究进展.研究发现,开发和设计具有成本效益的膜工艺,例如膜分离与低温技术耦合工艺等进行系统集成和优化,是进一步提高提氦经济性的关键.本文旨在揭示天然气提氦技术,尤其是膜分离氦气技术的全球研发态势,帮助研究人员准确把握研究趋势,为科研机构制定科学政策和战略计划提供支持. 展开更多

关键词 天然气提氦 专利分析 膜分离

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氮气双膨胀制冷提氦联产乙烷工艺设计与优化

12

作者 马国光 周明杰 +2 位作者 雷洋 刘璐 邓昊天 《低碳化学与化工》 CAS 北大核心 2024年第10期110-118,共9页

国内某气田天然气中乙烷和氦气含量(物质的量分数)逐年升高,回收价值凸显。提出了一种氮气双膨胀制冷提氦联产乙烷工艺,采用HYSYS软件对该工艺进行了流程模拟,并对工艺流程的关键参数(低温分离器温度、脱甲烷塔塔顶回流比、二级提氦塔... 国内某气田天然气中乙烷和氦气含量(物质的量分数)逐年升高,回收价值凸显。提出了一种氮气双膨胀制冷提氦联产乙烷工艺,采用HYSYS软件对该工艺进行了流程模拟,并对工艺流程的关键参数(低温分离器温度、脱甲烷塔塔顶回流比、二级提氦塔进料温度、二级提氦塔塔顶回流比、氮气膨胀端入口压力、氮气膨胀端出口压力和氮气制冷剂流量)对工艺指标的影响规律开展了研究。基于最优化理论,以C_(2)收率最大和二次粗氦浓度最大时装置总能耗最小为目标,采用Back Propagation(BP)神经网络算法对关键参数进行了寻优。结果表明,装置总能耗主要受低温分离器温度、氮气膨胀端出口压力和氮气制冷剂流量影响,C_(2)收率主要受低温分离器温度和脱甲烷塔塔顶回流比影响,氦收率主要受二级提氦塔进料温度影响。关键参数最佳组合为:低温分离器温度为-95.30℃,氮气制冷剂流量为1549.22 kmol/h,氮气膨胀端入口压力为3.25 MPa,氮气膨胀端出口压力为0.44 MPa,脱甲烷塔塔顶回流比为0.13,二级提氦塔进料温度为-150.57℃,二级提氦塔塔顶回流比为0.80。相比于优化前,优化后装置总能耗降低了1.46%,C_(2)收率提升了5.64%,二次粗氦浓度(物质的量分数)提升了1.81%。 展开更多

关键词 氮气双膨胀制冷 天然气提氦 乙烷回收 联产工艺 参数优化 BP神经网络算法

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基于㶲分析的天然气提氦联产LNG工艺优化

13

作者 蒋洪 刘清松 +1 位作者 祝梦雪 程祥 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期122-132,共11页

㶲分析是评估能量品位和能量利用效率的有效手段。基于㶲分析结果,可以准确识别工艺流程中不可逆性损失的位置及其产生的原因,并可为工艺优化提供方向。为提高某天然气凝液回收提氦联产LNG装置其关键设备的㶲效率,降低装置整体能耗,在采用... 㶲分析是评估能量品位和能量利用效率的有效手段。基于㶲分析结果,可以准确识别工艺流程中不可逆性损失的位置及其产生的原因,并可为工艺优化提供方向。为提高某天然气凝液回收提氦联产LNG装置其关键设备的㶲效率,降低装置整体能耗,在采用改进的㶲分析方法基础上,基于Aspen HYSYS软件,详细分析了该装置关键设备的效能,进而提出工艺优化方案。研究结果表明:①㶲损可划分为4类,改进的㶲分析方法能得出设备的各类㶲损占比,用于评估设备的改进潜力;②在大多数设备中,内源性㶲损大于外源性㶲损,压缩机和空冷器主要为可避免内源性㶲损,冷箱的主要㶲损类别各异,塔器主要为不可避免㶲损;③采用多级闪蒸提浓代替双塔提浓,即脱甲烷塔塔顶气先进入氦气提浓塔预提浓后,再进入液化单元进一步提浓,总压缩功较原方案降低11575 kW,有效能利用率更高。结论认为,改进工艺后的㶲损较原方案降低了约21648.4 kW,系统㶲效率提高了约14.75%,优化结果验证了改进㶲分析在天然气提氦联产LNG工艺中的可行性,为实际工程中提氦工艺的优化提供了参考。 展开更多

关键词 凝液回收 提氦 LNG 㶲分析 㶲损 㶲效率 节能降耗 工艺优化

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天然气提氦技术开发进展 被引量：31

14

作者 李长俊 张财功 +1 位作者 贾文龙 王博 《天然气化工—C1化学与化工》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期108-116,共9页

氦气是一种稀有的战略性资源,随着宇宙探索、国防军工、低温超导等高科技领域发展,其重要性日益凸显。氦气主要从含氦天然气中提取,我国氦资源缺乏,天然气氦含量低,提氦成本高。近年来,在塔里木盆地及渭河盆地相继发现含氦天然气资源,... 氦气是一种稀有的战略性资源,随着宇宙探索、国防军工、低温超导等高科技领域发展,其重要性日益凸显。氦气主要从含氦天然气中提取,我国氦资源缺乏,天然气氦含量低,提氦成本高。近年来,在塔里木盆地及渭河盆地相继发现含氦天然气资源,为我国开展自主提氦提供了资源条件,而提氦技术成为制约氦气产业发展的关键因素。在分析天然气提氦发展历史、总结提氦方法的基础上,着重从传统提氦和集成提氦两个方面阐述了天然气提氦技术:(1)传统提氦技术主要有PSA法、膜分离法及深冷法等,其中,深冷法具有产品纯度和收率高的优点,是最主要的提氦方法;(2)集成提氦技术是将多种提氦技术共用或与天然气其他处理工艺联合应用,如天然气提氦与LNG联产、与膜分离耦合、与NRU集成等,不仅提高了氦的回收率及纯度,而且降低了提氦成本,具有广阔的发展前景。集成创新是未来提氦技术的发展方向。 展开更多

关键词 氦气 天然气提氦 传统方法 集成方法

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联产乙烷的天然气提氦工艺研究 被引量：4

15

作者 周军 彭操 +2 位作者 王璿清 彭井宏 梁光川 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期227-233,共7页

为了解决单一的天然气深冷分离提氦工艺中设备能耗大、投资大、效率低的问题,将天然气深冷分离提氦工艺与膜分离提氦工艺结合以提高氦体积分数与回收率,同时结合天然气乙烷回收工艺实现冷能的最大化利用,建立了联产乙烷的天然气深冷-膜... 为了解决单一的天然气深冷分离提氦工艺中设备能耗大、投资大、效率低的问题,将天然气深冷分离提氦工艺与膜分离提氦工艺结合以提高氦体积分数与回收率,同时结合天然气乙烷回收工艺实现冷能的最大化利用,建立了联产乙烷的天然气深冷-膜分离提氦工艺。利用HYSYS软件对联产乙烷的天然气深冷-膜分离提氦工艺与单一的天然气乙烷回收工艺和深冷-膜分离提氦工艺进行流程模拟。模拟结果表明,4种典型乙烷回收工艺中气体过冷工艺的乙烷回收率最高,可达90.13%;将天然气深冷分离提氦工艺与膜分离提氦工艺结合后氦体积分数由66.77%提高到了99.6%;联产乙烷的天然气深冷-膜分离提氦工艺可以有效地集成回收和利用冷量,相较天然气深冷-膜分离提氦工艺+部分干气循环工艺,总压缩能耗低23.10%,单位综合能耗低20.46%。 展开更多

关键词 乙烷回收 天然气深冷分离提氦 天然气膜分离提氦 联产工艺

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天然气提氦与制LNG结合工艺分析 被引量：20

16

作者 马国光 杜双 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期74-78,共5页

氦气作为一种不可再生能源,因其应用广泛而成为国家重要的战略性物资之一,目前从天然气中提取氦气仍是氦气的主要工业来源。文中将天然气提氦工艺与制LNG工艺进行结合生产,并探索经济地获取LNG及粗氦2种产品的流程参数。利用HYSYS软件... 氦气作为一种不可再生能源,因其应用广泛而成为国家重要的战略性物资之一,目前从天然气中提取氦气仍是氦气的主要工业来源。文中将天然气提氦工艺与制LNG工艺进行结合生产,并探索经济地获取LNG及粗氦2种产品的流程参数。利用HYSYS软件对联合流程进行模拟,找到影响流程能耗的关键参数并分析。对关键参数进行分析后发现,对于该流程,适当提高一级提浓塔进料温度、氮气制冷剂低压压力,适当降低一级提浓塔进料压力、氮气制冷剂高压压力、制冷剂流量,对流程的能耗有降低的作用。但通过对LNG液化率和粗氦体积分数的要求,一级塔进料温度应不低于-117℃,不高于-113℃,一级塔进料压力应高于2.2 MPa。最终可以制得的粗氦体积分数为63.6%,LNG液化率达92.9%。 展开更多

关键词 天然气提氦 LNG HYSYS模拟

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天然气提氦技术现状及建议 被引量：37

17

作者 李均方 何琳琳 柴露华 《石油与天然气化工》 CAS 北大核心 2018年第4期41-44,共4页

介绍了天然气提氦资源市场与技术现状,总结了天然气提氦工艺特点,综述公司天然气提氦技术的发展历程,并分析了该技术存在的主要问题,对下一步技术发展提出相关建议。

关键词 深冷加工 天然气 提氦

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天然气轻烃回收与提氦联产工艺 被引量：29

18

作者 荣杨佳 王成雄 +3 位作者 赵云昆 胡成星 饶冬 诸林 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期127-135,共9页

为了降低单一提氦过程的能耗和成本,实现冷量的最大化利用,将天然气轻烃回收工艺与提氦工艺有机结合,提出了自产冷剂制冷+膨胀制冷+冷箱集成换热的直接换热(DHX)—闪蒸提氦联产工艺。利用HYSYS软件对联产工艺、DHX轻烃回收和闪蒸提氦单... 为了降低单一提氦过程的能耗和成本,实现冷量的最大化利用,将天然气轻烃回收工艺与提氦工艺有机结合,提出了自产冷剂制冷+膨胀制冷+冷箱集成换热的直接换热(DHX)—闪蒸提氦联产工艺。利用HYSYS软件对联产工艺、DHX轻烃回收和闪蒸提氦单一工艺进行了工艺过程模拟,并分析了关键参数对设备能耗、C_(3)^(+)回收率和粗氦回收率的影响情况,最终确定了DHX塔顶回流温度为-70℃、提氦闪蒸罐进料温度为-166℃等最优工艺参数。模拟计算的结果表明:①创新提出的联产工艺使用了自产冷剂循环制冷,有效地集成并回收冷量,针对给定的原料气条件,与单一提氦工艺相比,C_(3)^(+)回收率达到99.11%,并且粗氦回收率也达93.39%,粗氦浓度达38.30%;②从经济性和热力学角度的比较结果表明,联产工艺的总压缩功耗比单一工艺低1118 kW,约低22.20%,单位综合能耗降低约17.27%。结论认为,直接换热(DHX)—闪蒸提氦联产工艺具有较高的经济价值和性能,为轻烃回收和提氦联产工艺的应用提供了范例。 展开更多

关键词 天然气 轻烃回收 提氦 联产工艺 冷剂制冷 膨胀制冷 HYSYS软件 流程模拟 参数分析

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联产乙烷天然气提氦工艺的经济性与适用性分析 被引量：7

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作者 周军 徐东阳 +2 位作者 梁光川 王璿清 王涛 《石油化工》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期229-236,共8页

为提高氦气开发的程度,提高天然气中氦气的提取率,将乙烷回收工艺与深冷-膜分离提氦工艺相结合,得到联产乙烷的天然气深冷-膜分离提氦技术。经验证,回收率能够达到工艺设计要求。经济性与适用性分析结果表明,在相同操作条件下,联产乙烷... 为提高氦气开发的程度,提高天然气中氦气的提取率,将乙烷回收工艺与深冷-膜分离提氦工艺相结合,得到联产乙烷的天然气深冷-膜分离提氦技术。经验证,回收率能够达到工艺设计要求。经济性与适用性分析结果表明,在相同操作条件下,联产乙烷的天然气深冷-膜分离提氦工艺相比于天然气提氦工艺与乙烷回收工艺的总压缩能耗、综合能耗及单位综合能耗均低20%;且在乙烷含量、含氦量、处理量等波动时,都有较好的适用性。 展开更多

关键词 提氦 深冷分离法 膜分离法 乙烷回收 经济性 适用性

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基于BP神经网络的低温提氦工艺优化 被引量：7

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作者 郭子江 尹晨阳 +2 位作者 马国光 熊好羽 杜双 《天然气化工—C1化学与化工》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期51-56,共6页

氦气是国家重要性战略物资之一,目前氦气的主要工业来源仍是从天然气中提取。为进一步优化低温提氦工艺,降低工艺能耗水平,对已有低温提氦工艺进行了改进,以一级提氦塔进料温度、压力、回流比、制冷剂高压、低压压力和制冷剂流量6个参... 氦气是国家重要性战略物资之一,目前氦气的主要工业来源仍是从天然气中提取。为进一步优化低温提氦工艺,降低工艺能耗水平,对已有低温提氦工艺进行了改进,以一级提氦塔进料温度、压力、回流比、制冷剂高压、低压压力和制冷剂流量6个参数为变量,建立基于BP神经网络算法的综合能耗及提氦浓度预测模型,并对模型进行检验,并运用训练好的BP神经网络对改进工艺的综合能耗及粗氦浓度进行了预测。研究表明:BP模型训练效果较好,可用于综合能耗和粗氦体积分数的预测;通过训练误差分析,确定了模型隐藏层节点数为8时BP模型预测结果最优;利用确定好的BP神经网络预测出最优工艺生产参数,在满足粗氦体积分数不小于63.5%的基础上,综合能耗降低了18.08%。 展开更多

关键词 BP神经网络 低温提氦 HYSYS模拟 能耗分析

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