混合制冷剂对天然气液化的影响范文

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《大众科技杂志》2015年第三期

1混合制冷剂的选择

制冷剂的选择主要依据其本身的基础热物性及节流特性，其中常压沸点、临界参数等是选择制冷剂最为基础的数据，然后还要考虑如三相点温度等，以避免因三相点温度过高，导致制冷剂在低温下出现固相析出而堵塞管道。通常混合制冷剂由氮气、甲烷、乙烷、丙烷等组成。为了把天然气液化，必须用低沸点工质，才能获得液化甲烷等级的温度。沸点较高的重组分在预冷和液化循环中使用；而沸点较低的轻组分则在液化和深冷循环中使用。由表1可知，丙烷、异戊烷和乙烷可用于天然气的预冷，甲烷、乙烯和氮气用于天然气的液化。根据气源组分不同、地域不同，选择不同的制冷剂，由物料和热量平衡计算确定制冷剂以一定比例混合来满足工艺要求。

2混合制冷剂的高效利用

制冷剂的冷量利用大多都是通过节流制冷和回热获得。节流制冷是高温高压气体通过节流元件后焓不变而压力降低伴随着温度下降。结合回热措施，天然气液化单元现在常用带气液分离器的內复叠循环。在内复叠循环系统内出现两相流动，基本气液相流速不同，会导致液相或气相积存，由于非共沸混合物气液相浓度不同会造成循环浓度变化，在节流元件处相变潜热产生不同温度等级的冷量，由表1、2知甲烷的气化潜热最大，但绝热指数大，压缩功耗也大，因此甲烷含量对循环系统提供深冷量很关键。采用高沸点的制冷剂可以减小因工质压力差而造成相变区间的差异，并充分利用低压相变潜热大于高压相变潜热，从而改善两相区回热换热器内的热当量匹配，进而减小回热换热器内固有换热器温差，最终减小换热器固有换热㶲损失；换热程度好，节流前温度低，节流过程的㶲损也小，因此丙烷、异戊烷可以达到这个效果。

每一个制冷剂在内复叠循环系统内都很重要，有效的配比可以提高制冷循环系统的热力学效率。

混合制冷剂液化流程运行时，原料气的压力、温度、组分，混合制冷剂组分和循环压力，LNG的储存温度、压力等都会影响比功耗，运行成本。而这些参数又是相互关联、互为影响的，因此在组织液化流程、确定工艺参数时需要借助工艺模拟反复计算调整、不断优化参数、在流程合理可行的基础上，调整混合制冷剂的最佳配比，实现高液化、低功耗。

作者：郑华贾菁王天将单位：河南中原绿能高科有限公司