毕业时间：2015年6月（硕士）

毕业去向：邯郸中船718所

导师：史权 教授； 企业导师 杜云散 高级工程师； 田晓良 高级工程师

学科专业：化学工程

研究方向：新能源化工

 

学位论文题目

液化天然气混合制冷循环模拟及冷剂选择

Software Process Simulation for Mixed Gas Refrigerant Cycle in LNG Processing: Refrigerant Composition and Equipment Selection

 

论文摘要

天然气是一种高效的清洁能源，储运技术是合理利用这一资源的关键问题。天然气液化后成为液化天然气（LNG），其体积缩小为原来的1/625，方便了储存和运输，另外其燃烧性能较好，LNG已经在诸多领域得到了应用，并以迅猛的速度向前发展。本论文以一个日处理天然气量为100万方中小型LNG工厂项目为目标，利用化工模拟软件对LNG工厂各主要操作单元进行模拟，重点围绕该工艺中最为关键的天然气液化环节，研究混合制冷剂配比及操作条件。

论文分析了LNG性质及技术发展前景，综述了LNG工厂常用的一些工艺，并对比几种液化制冷技术。针对天然气和制冷剂复杂的物性特点，对混合制冷循环建立热力学模型。

依据工厂规模、原料气组成和当地环境等因素选择出一套较合理的工艺流程。对比几种常用化工模拟软件，最终选取在天然气行业使用较广的ProMax作为模拟工具，并利用该软件对各单元进行模拟。

通过分析几种常用制冷剂，确定以甲烷、乙烯、丙烷、异戊烷和氮气作为冷剂成分，通过调节各组分的比例，选出针对该工厂一个最合适的配比。结果表明，单位产品能耗和压缩机功耗会随着冷剂中甲烷、乙烯或氮气含量的增加而升高，随着丙烷或异戊烷含量的增加而降低。原料气中甲烷含量的增加也会使得工厂能耗呈降低趋势。从热力学角度分析，高低压制冷剂的温度和压力也会对流程造成影响。最后针对LNG工厂中泵和换热器较多的特点，总结了制冷工艺中泵和换热器的选取方法。

关键词：LNG；流程模拟；混合制冷剂