油气回收系统设计及运行特性计算

论文总字数：32507字

摘 要

油气中含有多种易挥发且饱和蒸气压很高的有机烃组分，在油气的运输加工以及贮存过程中油气很容易挥发进入空气中，对空气产生一系列的污染问题，对大气层危害较大。除了产生一系列的环境问题之外，还会造成油气损耗使其经济性降低，随着油气回收技术的发展，国家为响应节能减排的号召，对油气排放所制定的标准越来越严格，各大油品生产场所对油气回收装置的需求量越来越大以用来回收利用扩散到空气中的油气成分 ，研究新型的效率高成本低的油气回收装置是当前时代的热点和难点问题。

本文首先阐明这一研究课题的研究背景，以及目前油气回收技术的发展状况。进行油气回收系统的流程设计，在分析比较多种油气回收工艺和方法的特点和原理之后，选用冷凝法作为油气回收系统的设计方案。根据实际情况和工程需要分别设计油气处理和制冷循环的系统流程方案。

设计完整个系统的流程之后，进行制冷系统的热力计算，并且利用Aspen plus软件对各部件模块进行详细核算。对各部件进行初步设计，对系统中各换热器进行设计计算。利用Aspen plus软件对油气的冷凝特性进行分析研究，对油气中各种有机烃组分随着冷凝温度的变化进行研究，为进一步优化系统各种设计参数奠定基础。

对油气三级冷凝模块进行灵敏度分析和优化设计，以同时达到符合标准的油气回收率和系统装置总能耗最小为原则，对三级冷凝模块的每一级冷凝温度进行优化设计，对其他影响因素如进气压力等进行分析，从多方面实现系统参数的最优化。论文针对压缩机的运行工况对系统运行的影响进行了特性分析。

关键词：冷凝法，油气回收，设计，模拟分析

Abstract

The oil and gas contains a variety of volatile organic hydrocarbon components with high saturated vapor pressure. During the transportation and processing of oil and gas, oil and gas are easily volatilized into the air, causing a series of pollution problems to the air and causing greater harm to the atmosphere. . In addition to generating a series of environmental problems, it will also cause oil and gas losses to reduce its economics. With the development of oil and gas recovery technology, the response to the call for energy conservation and emission reduction, the country has become more and more strict with the standards for oil and gas emissions. The demand for oil and gas recovery equipment in oil production sites is increasing to recover the oil and gas components that are diffused into the air. The research on high efficiency and low cost of new oil and gas recovery devices is a hot and difficult issue in the current era.

After designing the process of the oil and gas recovery system, analyzing and comparing the characteristics and principles of various oil and gas recovery processes and methods, the design of the refrigeration system is based on the condensation method. According to the actual situation and engineering needs, the system flow plan of the oil and gas side and the refrigerant side are designed separately.

The study of various organic hydrocarbon components in oil and gas with the change of condensation temperature lays a foundation for further optimization of various parameters of the system. Sensitivity analysis and optimization design of the oil and gas tertiary condensing module to optimize the design of the condensing temperature of each stage of the three-stage condensing module based on the principle of achieving the same standard oil and gas recovery rate and minimum system energy consumption. Factors such as intake pressure are analyzed to optimize the optimal system parameters. And the characteristics of the compressor module are analyzed.

KEY WORDS: Condensation method,Oil and gas recovery,design,Simulation analysis

目 录

第一章 绪论 1

1.1油气回收的研究背景与目的 1

1.1.1研究背景 1

1.1.2研究目的和意义 1

1.2油气回收技术 2

1.2.1一次油气回收系统 2

1.2.2 二次油气回收系统 2

1.2.3 三次油气回收系统 2

1.3国内外油气发展的研究现状 2

1.3.1 国外研究现状 2

1.3.2 国内研究现状 3

1.4本课题研究的主要内容 3

第二章 油气回收制冷系统的流程设计 4

2.1 油气回收的主要方法 4

2.1.1.吸附法 5

2.1.2.吸收法 5

2.1.3.膜分离法 6

2.1.4.冷凝法 6

2.2 油气回收系统方案的分析与选择 7

2.2.1 油气回收方法的分析 7

2.2.2 油气回收处理装置的方法选择 8

2.3 油气回收系统流程设计 8

2.3.1 油气侧回收流程设计 8

2.3.2 制冷系统方案设计 9

2.4 本章小结 10

第三章 冷凝式油气回收制冷系统设计 10

3.1 制冷系统构成及热力计算 10

3.1.1 油气回收制冷系统流程与工作原理 10

3.1.2 系统的热力计算与各部件初步设计 12

3.1.3 运用Aspen Plus中各模块系统参数设计计算 13

3.2 各主要部件的选型设计 17

3.2.1.压缩机的型号选择 17

3.2.2.热力膨胀阀 17

3.2.3.干燥过滤器 18

3.3 各换热器的设计 18

3.3.1 水冷式管壳式冷凝器的设计计算 18

3.3.2 第二级浅冷模块缠绕管式换热器设计 22

3.4 本章小结 25

第四章 冷凝式油气回收系统特性分析与优化设计 26

4.1 油气的冷凝特性 26

4.1.1 研究对象 26

4.1.2 研究方法 26

4.2 影响油气回收率和装置能耗的因素分析与系统优化 28

4.2.1 模型建立 28

4.2.2 油气回收率随第三级冷凝温度的变化 28

4.2.3 装置总能耗与油气回收率的关系 30

4.2.4 第二级冷凝温度对油气回收率的影响 31

4.2.5 第二级冷凝温度对装置冷凝负荷的影响 32

4.2.6 其他因素对油气回收率影响 34

4.3 压缩机的特性分析 35

4.3.1 压缩机进气温度与排气温度的关系 35

4.3.2 压缩机排气压力对排气温度的影响 35

4.3.3 制冷系统压缩机前后压力对压缩机耗功的影响 36

4.4 本章小结 37

第五章：总结与展望 37

5.1 总结 37

5.2 展望 38

参考文献： 38

致 谢 39

符号表

第一章 绪论

1.1 油气回收的研究背景与目的

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