【正文】 可摻入產(chǎn)品氣中,還可進(jìn)入工廠燃料氣系統(tǒng)中。 分子篩脫水一般采用兩塔或三塔流程,巴彥淖爾市磴口縣項(xiàng)目中采用的是兩塔流程。在三塔或多塔流程中,受進(jìn)料條件等因素影響切換程序可以有多種選擇,例如三塔流程可采用一塔吸附、一塔再生、另一塔冷卻或二塔吸附、一塔再生及冷卻的切換程序。5．不易受液態(tài)水的損害。2．脫水用分子篩如3A或4A分子篩，它不吸附重?zé)N，從而避免因吸附重?zé)N而使吸附劑失效。在上游的脫碳裝置出現(xiàn)短時(shí)間波動(dòng)而導(dǎo)致天然氣沒有達(dá)標(biāo)時(shí),分子篩可以發(fā)揮一定的凈化作用,因此本項(xiàng)目選擇4A分子篩作為脫水吸附劑。Al2O38H2OY（鈉Y型）～69～10Na2O2SiO22SiO2Al2O3Al2O3X型分子篩能吸附所有能被A型分子篩吸附的分子，并且具有稍高的濕容量【11】。分子篩是一種天然或人工合成的沸石型硅鋁酸鹽。硅膠對極性分子和不飽和烴具有明顯的選擇性，因此可用于天然氣脫水。為了防止生成膠質(zhì)沉淀，活性氧化鋁宜在177～316℃下再生，即床層再生氣體在出口時(shí)最低溫度需維持在177℃，方可恢復(fù)至原有的吸附能力，因此其再生耗熱量較高?；钚匝趸X是一種極性吸附劑，它對多數(shù)氣體和蒸汽都是穩(wěn)定的，是沒有毒性的堅(jiān)實(shí)顆粒，浸入水或液體中不軟化、溶脹或破裂，抗沖擊和抗磨損的能力強(qiáng)。固體吸附劑一般用于低含水天然氣的深度脫水。但在天然氣脫水過程中，膜材料的滲透將損失部分甲烷，且處理量不大。⑵ 溶劑吸收脫水法 該法利用某些溶劑對天然氣中的水有很好的溶解能力且不與天然氣中的水或烴類發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的特點(diǎn)，它們的混合液的蒸氣壓很低，溶劑可再生和循環(huán)使用。目前，LNG原料氣的脫水方法可援用天然氣的常用脫水法，主要包括低溫冷凝法、溶劑吸收法、固體吸附脫水法和膜法脫水法。所以，對LNG原料氣必須進(jìn)行脫水處理。天然氣預(yù)處理主要是脫除其中的有害雜質(zhì)及深冷過程中可能結(jié)晶的物質(zhì)，也就是天然氣中的H2S、CO水分、重?zé)N和汞等雜質(zhì)。由于天然氣在液化前經(jīng)過凈化處理，清除掉了不利于天然氣液化流程順利進(jìn)行的成分，因此它比管輸氣更為清潔的燃料。所以如何控制再生氣加熱爐中氣體的溫度，采用什么樣的控制系統(tǒng)是本文研究的關(guān)鍵。本文主要針對巴彥淖爾華油天然氣LNG項(xiàng)目天然氣液化過程中的脫水系統(tǒng)進(jìn)行了研究。隨著LNG生產(chǎn)的發(fā)展，天然氣液化工藝經(jīng)歷了繁一簡一繁(在一個(gè)新的高度上)的變化過程，其主要目的是為了降低能耗，提高技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。⑥LNG工廠的生產(chǎn)線向大型化發(fā)展。裝置停機(jī)，包括計(jì)劃停機(jī)和非計(jì)劃停機(jī)，對裝置的有效工作時(shí)間有很大影響，要把計(jì)劃停機(jī)和非計(jì)劃停機(jī)控制到最低水平。③實(shí)現(xiàn)LNG系統(tǒng)的優(yōu)化。此外，2005年～2010年，亞洲(包括我國大陸及臺(tái)灣在內(nèi))LNG的供需缺口將由15～35Mt擴(kuò)大到30～70Mt，因此，今后我國的LNG工業(yè)也將會(huì)有較大發(fā)展。我國首家進(jìn)口液化天然氣(LNG)利用項(xiàng)目廣東液化天然氣接收站和輸氣干線項(xiàng)目，于2002年4月18日在北京正式簽署項(xiàng)目合作原則協(xié)議。上海煤氣公司建設(shè)的平湖燃?xì)廨斉涔こ桃夯烊粴庹{(diào)峰站位于上海市東北。中科院低溫技術(shù)實(shí)驗(yàn)中心分別為四川綿陽燃?xì)饧瘓F(tuán)總公司、中國石油天然氣總公司勘探局與吉林石油管理局研制一套實(shí)驗(yàn)性天然氣液化示范裝置，液化量分別為300升/小時(shí)、500升/小時(shí)【8】。最大的LNG工廠在馬來西亞鼓蒂，其天然氣處理能力為70106m3/d。而且，隨著目前正在建造的5座共8系列的LNG工廠的建成，LNG生產(chǎn)能力將再增加2300萬噸/年。例如，將LNG再氣化過程中產(chǎn)生的可觀冷量用于海水淡化、空氣液化、冷凍與冷藏、發(fā)電、空調(diào)及固體低溫粉碎等。此外，英國、德國、澳大利亞以及其它以天然氣為主要燃料的國家也建有這類工廠。其特點(diǎn)是液化能力較小，通常每天可處理天然氣(10～20)104m3，而儲(chǔ)存容量和LNG再氣化能力相對較大。(1)基地型(BaseLoad)基地型LNG工廠多建在氣源附近，生產(chǎn)大量的LNG供應(yīng)遠(yuǎn)離氣源的用戶或供出口。日本一直是最主要的用戶(約占LNG進(jìn)口總額的2/3)，其次是韓國和中國臺(tái)灣。在西歐市場，從阿爾及利亞出口到法國、意大利和比利時(shí)，從利比亞出口到西班牙，從尼日利亞出口到法國、意大利和西班牙。1997年貿(mào)易量達(dá)7921萬噸，占全世界天然氣消費(fèi)量的4%。1970年，利比亞成為非洲第一個(gè)LNG生產(chǎn)與出口國，其目標(biāo)市場是西班牙。1959年，世界上第一艘LNG運(yùn)輸船“甲烷先鋒”(MethanePioneer)號從美國的路易斯安納州載運(yùn)sooom3LNG，橫渡大西洋成功地抵達(dá)英國的坎威 (Canvey)島。城市天然氣是現(xiàn)代化城市人們生活和工業(yè)生產(chǎn)的一種主要能源，因其辛烷值高,燃燒充分,不留碳黑雜質(zhì),基本沒有污染,被譽(yù)為“清凈燃料”或“綠色燃料”。推廣高效燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)、先進(jìn)的燃?xì)馊紵?、高效燃?xì)庵评?、加熱系、家用小型燃?xì)庋b置、燃?xì)鉄?、電、冷?lián)供系統(tǒng)、天然氣汽車、先進(jìn)的天然氣合油和天然氣化工技術(shù)以及LNG系統(tǒng)技術(shù)。天然氣產(chǎn)業(yè)本身是現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)進(jìn)步的產(chǎn)物，是智力密集、技術(shù)密集，低投入低風(fēng)險(xiǎn)的行業(yè)?！?】天然氣主要成分是甲烷，此外還含有乙烷、丙烷、丁烷及戊烷以上的烷類，是重要的基本有機(jī)化工原料。因此，它不僅被廣泛作為鋼鐵、非金屬礦產(chǎn)、玻璃、食品、陶瓷、造紙等工業(yè)的能源，同時(shí)也是發(fā)電廠的主要燃料。我國1998年消費(fèi)天然氣214億m3，總體利用如圖12所示。(3) LNG的燃燒與爆炸 LNG具有天然氣的易爆易燃特性，在162℃的低溫條件下，其燃燒范圍為6％～13％（體積百分比）；LNG著火溫度即燃點(diǎn)隨組分的變化而變化，其燃點(diǎn)隨重?zé)N含量的增加而降低，純甲烷著火溫度為650℃。LNG蒸發(fā)氣的組成主要取決于液體的組成，它一般含氮?dú)?0％（約為LNG中N2含量的20倍），甲烷80％及微量乙烷。由表11所示，LNG的主要成分是甲烷，其中還有少量的乙烷，丙烷，丁烷及氮表11 商業(yè)LNG的基本組成組分％組分％甲烷92～98丁烷0～4乙烷1～6其它烴類化合物0～1丙烷1～4惰性成分0～3氣等惰性組分。 液化天然氣的概念和基本性質(zhì) 液化天然氣(Liquefied Natural Gas即LNG)是天然氣的一種應(yīng)用形式。而液化天然氣正可解決這個(gè)問題。據(jù)世界能源專家預(yù)測，大約在2020年以后，天然氣在世界能源結(jié)構(gòu)中的比重將趕上并超過石油，成為世界第一大能源，二十一世紀(jì)將成為“天然氣的世紀(jì)”。s actual situation, introduces the basic knowledge of liquefied natural gas (LNG) technology and the dehydration process, natural gas system using molecular sieve dehydration indepth dehydration. Recycle gas is dehydration process of reheating furnace is one of the key equipment, puter control system, control of PCI card and IPC 6011A 610 of bustion process control puter adopted cascade ratio control scheme. In the system operation process, for the production of tracking and actual conditions, so this topic by MCGS software design for the manmachine interface, realtime monitoring of production process, and ensure the normal operation of production safety.Key words: liquefied natural gas； Molecular sieve dehydration；Recycle gas furnace；Automatic control目 錄摘要 IAbstract II目 錄 III第一章 引言 1 液化天然氣概述 1 液化天然氣的概念和基本性質(zhì) 1 液化天然氣的特性 2 2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 4 4 國內(nèi)LNG研究現(xiàn)狀 6 LNG未來的發(fā)展趨勢 7 本文研究的主要內(nèi)容及意義 8第二章 分子篩脫水系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 9 9 分子篩脫水系統(tǒng) 9 天然氣脫水方法的選擇 10 11 13 分子篩脫水的設(shè)備 14第三章 再生氣加熱爐控制系統(tǒng) 16 16 17 自動(dòng)控制方案的選擇 17 被控參數(shù)和控制參數(shù)的選擇 18 測控儀表的選擇 19 25 29 29 30 34 調(diào)節(jié)器PID參數(shù)整定 36第四章 監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 38 MCGS組態(tài)軟件概述 38 MCGS組態(tài)軟件簡介 38 MCGS組態(tài)軟件的系統(tǒng)構(gòu)成 39 MCGS組態(tài)軟件的功能和特點(diǎn) 39 加熱爐監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 41 41 報(bào)警顯示和報(bào)警數(shù)據(jù) 42 報(bào)表與曲線顯示 43第五章 結(jié)論 46參考文獻(xiàn) 47致謝 49 第一章 引言 液化天然氣概述隨著世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展及人口數(shù)量的急劇增長，世界能源的需求量也不斷增長，而溫室效應(yīng)和各種有害物質(zhì)的排放對人類生存環(huán)境造成了極大的挑戰(zhàn)。本課題結(jié)合巴彥淖爾華油天然氣LNG項(xiàng)目的實(shí)際情況，介紹了液化天然氣技術(shù)的基本知識及天然氣的脫水工藝流程，采用分子篩脫水系統(tǒng)對天然氣進(jìn)行深度脫水。本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文）題 目：分子篩脫水系統(tǒng)—再生氣加熱爐控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：學(xué) 號：專 業(yè)：班 級：指導(dǎo)教師： 教授49 / 55分子篩脫水系統(tǒng)—再生氣加熱爐控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)摘要液化天然氣(LNG)作為天然氣的一種應(yīng)用形式，在天然氣的儲(chǔ)存和運(yùn)輸方面都具有十分明顯的優(yōu)越性。所以，對液化天然氣原料氣必須進(jìn)行脫水處理。關(guān)鍵詞：液化天然氣；分子篩脫水；再生氣加熱爐；計(jì)算機(jī)控制Molecular sieve dehydration system recycle gas furnace control system designAbstractLiquefied natural gas (LNG) as an application form of natural gas, natural gas storage and transportation in all aspects of the superiority is very obvious. Liquefied natural gas in saturated water under certain conditions may form hydrocarbon hydrate, serious when may jam liquefaction system equipment and piping. To contain the H2S, CO2 gas, due to the effect of water, they will form corrosive acid, thus causing serious corrosion equipment and piping. So, for LNG feedgas must undertake dehydration.The subject of oil gas LNG project bayinnaoer China39。合理利用天然氣己成為世界各國改善環(huán)境和維持經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的最佳選擇。到“西氣東輸”管線建成時(shí)，上海將成為我國天然氣的集中聚集地，這必然引起天然氣的儲(chǔ)存空間問題。所以深入研究天然氣液化技術(shù)，對我國今后發(fā)展LNG工業(yè)具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。【1】一般商業(yè)LNG的組成如表11所示。(1) LNG的蒸發(fā) LNG儲(chǔ)存在絕熱儲(chǔ)罐中，任何熱量滲漏到罐中，都會(huì)導(dǎo)致一定量的LNG汽化為氣體，這種氣體被稱為蒸發(fā)氣。蒸發(fā)氣沿地面形成一個(gè)層流，從環(huán)境中吸收熱量逐漸上升和擴(kuò)散，同時(shí)將周圍的環(huán)境空氣冷卻至露點(diǎn)以下，形成一個(gè)可見的云團(tuán)，這可作為蒸發(fā)氣移動(dòng)方向的指南，也可作為蒸發(fā)氣空氣混合物可燃性的指示。不過目前情況正在發(fā)生改變。天然氣替代其它燃料，可以進(jìn)一步減少一氧化碳(CO)、二氧化碳(C02)、氧氮化物(NOx)及烴類等的排放有利于環(huán)境保護(hù)。截止目前，在全世界40多個(gè)國家推廣了以天然氣作為燃料的汽車約120多萬輛,且發(fā)展勢頭還在擴(kuò)大。由于它的投資回收率比石腦油裂解高很多，因此，對于天然氣資源豐富、價(jià)格便宜的地區(qū)，這種生產(chǎn)稀烴的技術(shù)將有很強(qiáng)的競爭力。因此，應(yīng)該抓住大好機(jī)遇，迎挑戰(zhàn)，依靠高科技，積極拓寬天然氣應(yīng)用領(lǐng)域，大力開發(fā)應(yīng)用我國的天然氣資源。由于以氣態(tài)貯存和運(yùn)輸天然氣需龐大的體積和很高的壓力，而在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，液化天然氣(LNG)的密度約相當(dāng)于氣態(tài)的625倍，這使得以液態(tài)貯存和運(yùn)輸天然氣具有很高的經(jīng)濟(jì)性。天然氣液化技術(shù)始于1914年，但直到1941年才開始在美國的克利夫蘭建成了世界上第一座工業(yè)規(guī)模的LNG生產(chǎn)裝置。1969年，位于美國阿拉斯加的肯奈LNG裝置投產(chǎn)，開始向日本出口LNG。自1990年以來，全球LNG貿(mào)易量以年均7%以上的速度增長。有三大進(jìn)口地區(qū)—西歐、北美和亞太地區(qū)(前兩者占l/4，后者占3/4)。長期以來，這一市場一直保持著并將繼續(xù)保持對國際LNG市場的支配地位。LNG工廠具有投資費(fèi)用大、操作條件特殊、配套要求嚴(yán)格等特點(diǎn)【7】。(2)調(diào)峰型(peakshaving)調(diào)峰型LNG工廠多建在用戶