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题名氮气双膨胀制冷提氦联产乙烷工艺设计与优化
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作者
马国光
周明杰
雷洋
刘璐
邓昊天
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机构
西南石油大学石油与天然气工程学院
深圳燃气集团股份有限公司
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出处
《低碳化学与化工》
CAS
北大核心
2024年第10期110-118,共9页
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文摘
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%。
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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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Keywords
nitrogen double expansion refrigeration
helium extraction from natural gas
ethane recovery
co-production process
parameter optimization
BP neural network algorithm
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分类号
TE646
[石油与天然气工程—油气加工工程]
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