丁基橡胶合成工艺中LNG冷能利用的研究

论文摘要

液化天然气（LNG）作为清洁能源在全球的供需情况呈延续快速增长势头。在LNG被用作燃料或化工原料之前,必须在接收站加热使之汽化为常温气体,大量高质量低温位冷能大多随海水带走,造成了大量优质冷资源浪费。丁基橡胶合成工艺是一个温度在-95℃～-102℃的典型低温反应,生产过程所需冷量通过丙烯、乙烯复迭制冷系统获得,制冷系统庞大复杂,需要消耗大量的电能,造成丁基橡胶整个工艺高能耗的问题。若能将LNG拥有的高品质冷能利用于丁基橡胶生产过程中,那么就可以大大减少资源的浪费,达到提高经济效益的目的。文中通过分析环境温度、压力、组成、以及临界性质等因素对LNG冷火用的影响,提出以乙烯作为中间冷媒,将LNG的冷量置换出来,传递给冷量用户;并结合某5万t/a丁基橡胶的一条生产线为例,分别对不同压力下LNG冷火用分布进行分析,设计了将高压下的LNG具有大量高品位的冷能用于该丁基橡胶工艺制冷系统中,替代原有工艺中电压缩制冷功耗的两种方案,即乙烯全部作为冷媒方案和乙烯部分作为冷媒方案。应用研究结果表明,LNG冷能在丁基橡胶工艺中可替代原工艺中约1534.1kW的冷量负荷,完全实现用LNG作为冷源,不用压缩制冷,可节省约4000kW的冷剂压缩制冷系统功耗,同时论文对两种方案进行了能耗对比分析,得到乙烯部分作为冷媒的方案较好。论文研究了LNG冷能利用的一个新领域,可大大简化丁基橡胶原有的工艺流程单元,有助于克服目前丁基橡胶合成装置制冷系统动力消耗过高的问题,并可以有效地降低丁基橡胶的生产成本,提高了丁基橡胶产品的市场竞争力,同时也减少了LNG汽化过程造成的环境污染,降低LNG下游供气价格,具有良好的经济和社会效益。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 能源发展面临的问题与挑战
• 1.1.2 国内外LNG发展概况
• 1.1.3 LNG冷资源概述
• 1.2 丁基橡胶行业发展现状
• 1.3 本论文的研究内容、研究目的和研究意义
• 1.3.1 本论文的研究内容和研究目的
• 1.3.2 本论文的研究意义
• 第二章 LNG冷能利用现状与发展瓶颈
• 2.1 LNG冷能利用技术
• 2.1.1 利用LNG冷能发电
• 2.1.2 LNG冷能用于制造二氧化碳和干冰
• 2.1.3 LNG冷能用于空气分离
• 2.1.4 LNG冷能用于轻烃分离
• 2.1.5 LNG冷能用于低温粉碎
• 2.2 国内外 LNG 冷能利用现状
• 2.3 LNG冷能利用技术存在的问题
• 第三章 丁基橡胶的合成工艺
• 3.1 国内外丁基橡胶行业面临的问题与挑战
• 3.1.1 丁基橡胶的性能与需求
• 3.1.2 国内外丁基橡胶生产现状
• 3.2 现有丁基橡胶合成工艺
• 3.3 丁基橡胶合成工艺制冷系统
• 3.3.1 丙烯制冷系统
• 3.3.2 乙烯制冷系统
• 3.4 丁基橡胶合成工艺中制冷负荷参数
• 3.5 本章小结
• 第四章 丁基橡胶合成工艺中LNG冷能利用技术的可行性研究
• 4.1 火用的基本概念及LNG冷火用
• 4.1.1 火用的基本概念
• 4.1.2 LNG的冷火用
• 4.2 LNG冷火用特性的分析
• 4.2.1 环境温度对LNG冷量火用的影响
• 4.2.2 压力对LNG冷量火用的影响
• 4.2.3 组成对LNG冷量火用的影响
• 4.2.4 不同压力下LNG的冷能分布
• 4.2.5 临界区域LNG汽化潜热
• 4.3 本文中LNG冷能利用的条件
• 4.4 本章小结
• 第五章 丁基橡胶合成工艺中LNG冷能的利用
• 5.1 丁基橡胶合成工艺的制冷系统
• 5.1.1 传统丁基橡胶工艺的制冷系统的冷媒
• 5.1.2 利用LNG冷能的丁基橡胶合成工艺制冷系统的冷媒
• 5.2 LNG冷能用于丁基橡胶合成工艺制冷系统设计分析
• 5.2.1 乙烯全部作为冷媒的合成工艺设计分析
• 5.2.2 乙烯全部作为冷媒的生产工艺分析
• 5.2.3 乙烯部分作为冷媒的合成工艺设计分析
• 5.2.4 乙烯部分作为冷媒的生产工艺分析
• 5.3 方案设计的对比分析
• 结论与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果
• 致谢
• 附件