2014年第6期（总第381期）
节能
ENERGY CONSERVATION
基于液化天然气LNG接收站冷量的
空分流程模拟研究杨勇，陈贵军，王娟，杨翠翠
（大连理工大学能源与动力学院，辽宁大连116024）
摘要：道过流程模拟软件AspenPlus对大连液化天然气(LNG)接收站冷能用于空气分离的流程进行模拟。模拟计算采用三元物系模型，使用P-R方程进行流程的气、液相平衡计算，得到系统中关键设备的热力参数和工艺参数。根据软件模拟结果对流程进行分析及改进，得到能效更高、LNG消耗
量更少的空分流程，从而使LNG冷量得到更充分的利用，产生更多的经济效益和社会效益关键词：液化天然气（LNG)；冷能利用；空气分离；流程模拟
中图分类号：TQ116.15文献标识码：A文章编号：1004-7948[2014)06-0023-05 doi:103969/j. issn.1004 7948.2014.06.006
1研究背景
殖着能源需求的不断增加和环境题的目益严重，人类正在寻找新的能源来补充或代替原有常规能源。天然气作为一种高效优质清洁能源，正迅速被开发利用。由于我国已探明大然气储量很少我国天然气消费很大程度上依靠从国外进口。为了便于大量储存和运输，天然气通常被液化，变成低温的液化天然气（LNG），在供给用户使用时，再将 LNG气化，气化过程中放出大量的冷量可以被利用。
LNG是通过低温工艺冷冻液化而成的低温
（-162℃)液体混合物，蕴藏大量的低温能量，每生产1tLNG的动力消耗约为850kWh。在供给用户时，一般需要将LNG通过汽化器汽化成常温天然气。在气化过程中释放大量的冷能，其值约为 830kJ/kg。目前的工艺中该部分冷能通常随海水被舍弃，造成能源的极大浪费，以及冷海水对环境的冷污染。通过特定工艺技术合理利用LNG冷能，可以达到节省能源、节能减排、提高经济效益的目的。目前,LNG冷能利用主要应用于空气分离、冷能发电、低温冷库、深冷粉碎、海水淡化、液化 co，几个方面1]。
2003年，我国在广东深圳大鹏湾兴建了第一座LNG接收站，之后又陆续批准建设了一批接收站项目。2011年，大连LNG接收站一期工程建成，建设规模300x10t/a，二期工程计划扩建到
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600×10*t/a。大连LNG接收站位于辽宁省大连市保税区大孤山半岛鲈鱼湾海域，在大连30万t 矿名码头和30方t原油码头之盾，周围有众多台油化工企业，对空气分离市场有很大的需求。依据接收站附近的具体情况，拟建LNG接收站冷能用于空分装置。
本文重点对LNG冷量的空分流程进行了探讨，并采用系统流程模拟软件根据大连LNG接收
站冷能利用空分装置的具体情况对其进行模拟。 2流程模拟及结果分析
流程的模拟、计算及优化由国际上比较通用的流程模拟软件AspenPlus来完成[3。该流程得到
的主产品为液氧和液氮，而不是气态的产品。 2.1模拟流程的建立
大连LNG接收站冷能利用空分装置具体工艺流程如图1所示21。从图1可以看到，空分系统中有详细的空气处理过程及制氩过程。空气进入冷箱前一般要进人纯化系统，除去空气中灰尘、二氧化碳、水和碳氢化合物等杂质。文献[3]中已对空分纯化系统进行了详细的介绍，因此文中对该部分不作介绍，文中把空气当做已处理好的气体进人冷箱，考虑到制取氩系统是一个相对独立的系统，重点对除制氩系统以外的流程进行模拟。通过对流程的分析处理，得到大连LNG接收站冷能利用空分装置模拟流程图（见图2）。