溷合制冷剂循环膨胀机内复迭天然气液化流程设计

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1、低温与超导制冷技术Cryo．＆Supercond．第40卷第12期RefrigerationVol．40No．12混合制冷剂循环膨胀机内复叠天然气液化流程设计鹿来运，张镨，郭开华(中山大学工学院，广州510006)摘要:提出一种混合制冷剂循环膨胀机内复叠天然气液化流程(HybridJT－exp)。采用自主开发的流程模拟TM程序，分别对C3/MRC流程、AP－X流程和HybridJT－exp流程进行了模拟，并以单位能耗为指标对三种流程进TM行了优化。优化结果发现，HybridJT－exp流程综合特性曲线匹配效果最好，其流程总功耗和单位能耗与

2、AP－X流程相当;与C3/MRC流程相比，其流程总功耗降低约9．5%，单位能耗降低约9．6%。HybridJT－exp流程可作为TMAP－X流程的一种替代技术方案。关键词:混合制冷剂;膨胀机;内复叠;天然气液化Mixed－refrigerantJ－TcyclehybridwithexpandernaturalgasliquefactionprocessdesignLuLaiyun，ZhangPu，GuoKaihua(SchoolofEngineering，SunYat－SenUniversity，Guangzhou510006，China

3、)Abstract:ThreeliquefactioncyclesforLNG(liquefiednaturalgas)productionarecomparedinthispaper．ThefirsttwoareTMC3/MRCcycleandAP－Xprocess，whicharewellknownnaturalgasliquefactionprocessesdevelopedbyAPCI．Anotheroneisthenovelconceptofhybridcycle，whichisbasedonmixed－refrigerantJ

4、－Tcyclehybridwithexpander(HybridJT－expprocess)．ThispaperdescribesthedetailedprocessesofHybridJT－expprocessandthequantitativecomparisonresultsbycom-puterprocesssimulationprogramundersomerealisticphysicalconstraints．ItisfoundthatthehotandcoldcompositecurvesfortheHybridJT－ex

5、pprocessmatchbest．ThetotalpowerconsumptionandtheminimumspecificenergyconsumptionoftheHybridTMJT－expprocessareequivalentwiththeAP－Xprocess，comparedwiththeC3/MRCcycle，thetotalpowerconsumptionisre-ducebyabout9．5%，theminimumspecificenergyconsumptiondropbyabout9．6%．TheHybridJT

6、－expprocesscanbeusedTMasanalternativetechnologysolutionwithAP－Xprocess．Keywords:Mixed－refrigerant，Expander，Auto－Cascade，Liquefactionofnaturalgas［4］1引言PhillipsOptimizedCascadeProcess采用丙烷预冷循环，其驱动压缩机采用可变速燃气轮机，具有美国APCI公司设计的丙烷预冷混合制冷剂更高灵活性、易操作;德国Linde公司MixedFluid［5］液化流程(C3/MRC)

7、［1］具有流程简单、效率高、运CascadeProcess(MFCP)预冷段采用混合制冷行稳定等优点，目前世界上80%以上的基本负荷剂，流程效率和单条生产线规模都有了进一步提［2］高;荷兰壳牌公司DualMixedRefrigerant型天然气液化装置采用C3/MRC流程。随着［6］全球LNG行业的迅猛发展和天然气气田开发力Process(DMR)预冷段采用乙烷、丙烷与少量甲度的不断加强，“规模效益”(Economiesof烷、丁烷混合物作为制冷剂，天然气预冷温度可达［3］Scale)逐渐成为人们研究开发新型天然气液化到－40℃，工艺设备

8、少、灵活性更大;法国Axens［7］流程的主要考虑因素，即在液化流程效率相当的公司AxensLiquefinTMProcess预冷段用混合情况下，大大增加天然气液化工厂单条生产线产制冷剂替代丙