第8章天然氣凝液回收第1節(jié)

1、1第第8章章 提取天然氣中的液烴提取天然氣中的液烴天然氣凝液是從天然氣中回收天然氣凝液是從天然氣中回收c2+的烴類混的烴類混合物的總稱。一般包括乙烷合物的總稱。一般包括乙烷 、液化石油氣和天、液化石油氣和天然汽油。然汽油。nglnatural gas liquid ，天然氣凝液。，天然氣凝液。lpgliquefied petroleum gas 液化石油氣。液化石油氣。lngliquefied natural gas,液化天然氣。液化天然氣。2主要內(nèi)容主要內(nèi)容 天然氣凝液回收方法天然氣凝液回收方法 低溫分離法工藝低溫分離法工藝 多元汽液平衡和精餾多元汽液平衡和精餾 制冷技術(shù)制冷技術(shù) 主要工藝設(shè)

2、備主要工藝設(shè)備3基本要求基本要求 了解天然氣凝液回收方法和工藝特點(diǎn)；了解天然氣凝液回收方法和工藝特點(diǎn)； 掌握制冷工藝的原理和特點(diǎn)；掌握制冷工藝的原理和特點(diǎn)； 掌握天然氣凝液回收流程及其應(yīng)用。掌握天然氣凝液回收流程及其應(yīng)用。48.1 概概 述述 回收天然氣凝液的必要性；回收天然氣凝液的必要性； 天然氣凝液回收方法；天然氣凝液回收方法；5一、回收天然氣凝液的必要性一、回收天然氣凝液的必要性有利于改善天然氣質(zhì)量，降低烴露點(diǎn)，有利于改善天然氣質(zhì)量，降低烴露點(diǎn)，防止在管輸中有液態(tài)烴凝結(jié)。防止在管輸中有液態(tài)烴凝結(jié)?；厥漳旱漠a(chǎn)品是重要的民用燃料和化回收凝液的產(chǎn)品是重要的民用燃料和化工原料；工原料； 提高資

3、源的綜合利用率，有良好的經(jīng)濟(jì)提高資源的綜合利用率，有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。效益和社會(huì)效益。6二、天然氣凝液回收方法二、天然氣凝液回收方法 吸附法吸附法 油吸收法油吸收法 低溫分離法低溫分離法71. 吸附法吸附法 吸附法是利用具有多孔結(jié)構(gòu)的固體吸附吸附法是利用具有多孔結(jié)構(gòu)的固體吸附劑（如活性氧化鋁或活性炭）對(duì)烴類組分吸劑（如活性氧化鋁或活性炭）對(duì)烴類組分吸附能力強(qiáng)弱的差異而實(shí)現(xiàn)氣體中重組分與輕附能力強(qiáng)弱的差異而實(shí)現(xiàn)氣體中重組分與輕組分的分離。主要用于天然氣中回收重?zé)N類，組分的分離。主要用于天然氣中回收重?zé)N類，且處理規(guī)模較小且處理規(guī)模較小(小于小于60104m3/d)及較貧的及較貧的天然氣天然

4、氣(液烴含量液烴含量1314ml/m3)。 8吸附法的特點(diǎn)和應(yīng)用情況吸附法的特點(diǎn)和應(yīng)用情況 工藝裝置簡(jiǎn)單，投資費(fèi)用較??；工藝裝置簡(jiǎn)單，投資費(fèi)用較?。?但生產(chǎn)產(chǎn)品單一（液化氣和天然汽油），但生產(chǎn)產(chǎn)品單一（液化氣和天然汽油），再生能耗高，運(yùn)行成本較高。再生能耗高，運(yùn)行成本較高。 吸附劑的吸附容量等問(wèn)題未能得到很好吸附劑的吸附容量等問(wèn)題未能得到很好解決。解決。 未得到廣泛的應(yīng)用。曾在美國(guó)用過(guò)未得到廣泛的應(yīng)用。曾在美國(guó)用過(guò)。9吸附劑吸附劑 工業(yè)上常用于回收天然氣液烴的吸附劑工業(yè)上常用于回收天然氣液烴的吸附劑有活性炭、硅膠、硅藻土等。有活性炭、硅膠、硅藻土等。1kg的活性的活性炭具有炭具有106m2的有

5、效吸附面積，其吸附能的有效吸附面積，其吸附能力很強(qiáng)。因此，活性炭就成為工業(yè)上提力很強(qiáng)。因此，活性炭就成為工業(yè)上提取液烴的重要吸附劑。取液烴的重要吸附劑。 10吸附法工藝流程吸附法工藝流程圖圖8-3 吸附法提取液態(tài)烴的流程吸附法提取液態(tài)烴的流程i原料氣；原料氣；ii液體（冷凝液液體（冷凝液+水）；水）；iii再生氣；再生氣；iv）脫去脫去汽油的氣體；汽油的氣體；v在原料氣流中的經(jīng)過(guò)分離的再生氣；在原料氣流中的經(jīng)過(guò)分離的再生氣；1原料氣原料氣入口分離器；入口分離器；2加熱再生氣的部分；加熱再生氣的部分；3、4吸收塔；吸收塔；5換熱器；換熱器；6再生氣分離器再生氣分離器112. 油吸收法油吸收法油吸

6、收法是基于天然氣中各組分在吸收油吸收法是基于天然氣中各組分在吸收油中的溶解度的差異而使輕、重?zé)N組分得油中的溶解度的差異而使輕、重?zé)N組分得以分離的方法。以分離的方法。通常采用石腦油、煤油或通常采用石腦油、煤油或柴油作吸收油。按照吸收操作溫度的不同，柴油作吸收油。按照吸收操作溫度的不同，油吸收法往往分為常溫油吸收和低溫油吸油吸收法往往分為常溫油吸收和低溫油吸收法（冷油吸收法）兩種。收法（冷油吸收法）兩種。12常溫油吸收法的操作溫度為常溫或略常溫油吸收法的操作溫度為常溫或略低于常溫，多用于中小型天然氣凝液回收低于常溫，多用于中小型天然氣凝液回收裝置；冷油吸收法利用制冷將吸收油冷至裝置；冷油吸收法利用

7、制冷將吸收油冷至0-40進(jìn)行操作，該法比常溫油吸收法進(jìn)行操作，該法比常溫油吸收法可多回收可多回收c2+液烴，液烴，c3的回收率可達(dá)的回收率可達(dá)85%90%，常用于較大型的氣體加工廠。，常用于較大型的氣體加工廠。 2. 油吸收法油吸收法13油吸收法的特點(diǎn)和應(yīng)用情況油吸收法的特點(diǎn)和應(yīng)用情況 工藝流程復(fù)雜；工藝流程復(fù)雜； 投資費(fèi)用和運(yùn)行成本高；投資費(fèi)用和運(yùn)行成本高； 直至直至20世紀(jì)世紀(jì)60年代中期還是天然氣分離年代中期還是天然氣分離工藝中使作最多的方法；工藝中使作最多的方法； 但隨著制冷技術(shù)的發(fā)展，自但隨著制冷技術(shù)的發(fā)展，自1970年以后，年以后，油吸收法在新建裝置中已很少采用。油吸收法在新建裝置

8、中已很少采用。14油吸收劑油吸收劑 常溫油吸收工藝使用的吸收油，其相對(duì)常溫油吸收工藝使用的吸收油，其相對(duì)分子質(zhì)量可達(dá)分子質(zhì)量可達(dá)180200，在低溫吸收條，在低溫吸收條件下（件下（-18）則大都為）則大都為100130，都，都是大于是大于c5組分的烷烴。常溫油吸收法由組分的烷烴。常溫油吸收法由于輕烴收率低、消耗指標(biāo)高，已不再使于輕烴收率低、消耗指標(biāo)高，已不再使用。用。15低溫油吸收法工藝流程（補(bǔ)充）低溫油吸收法工藝流程（補(bǔ)充）163. 低溫分離法低溫分離法低溫分離法（冷凝分離法）是利用原低溫分離法（冷凝分離法）是利用原料氣中各烴類組分冷凝溫度的不同，通過(guò)料氣中各烴類組分冷凝溫度的不同，通過(guò)將原

9、料氣冷凝至一定溫度，將沸點(diǎn)較高的將原料氣冷凝至一定溫度，將沸點(diǎn)較高的烴類冷凝分離出來(lái)，并經(jīng)凝液精餾分離成烴類冷凝分離出來(lái)，并經(jīng)凝液精餾分離成合格產(chǎn)品的工藝。合格產(chǎn)品的工藝。 17提供冷量的形式提供冷量的形式提供冷量的方式有外部制冷法、自制冷提供冷量的方式有外部制冷法、自制冷法和混合制冷法等多種形式。法和混合制冷法等多種形式。 18低溫分離法的主要特點(diǎn)低溫分離法的主要特點(diǎn) 工藝流程簡(jiǎn)單，投資少，效益好；工藝流程簡(jiǎn)單，投資少，效益好； 回收率高，回收率高，c3的回收率可達(dá)的回收率可達(dá)90%以上；以上； 適應(yīng)性強(qiáng)，管理方便。適應(yīng)性強(qiáng)，管理方便。19低溫分離法的應(yīng)用情況低溫分離法的應(yīng)用情況 隨著制冷技

10、術(shù)的發(fā)展，特別是隨著制冷技術(shù)的發(fā)展，特別是1964年，年，美國(guó)首次將透平膨脹機(jī)用于天然氣凝液美國(guó)首次將透平膨脹機(jī)用于天然氣凝液回收，使天然氣回收凝液技術(shù)開始了新回收，使天然氣回收凝液技術(shù)開始了新的發(fā)展階段。的發(fā)展階段。 目前，低溫分離法已廣泛應(yīng)用于天然氣目前，低溫分離法已廣泛應(yīng)用于天然氣凝液回收裝置。凝液回收裝置。 208.2 商用產(chǎn)品的技術(shù)條件及規(guī)范商用產(chǎn)品的技術(shù)條件及規(guī)范 國(guó)標(biāo)國(guó)標(biāo)9052.19052.18888規(guī)定了丙烷、丁烷規(guī)定了丙烷、丁烷和丙丁烷混合物的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和丙丁烷混合物的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 21 (2)商品液烴的儲(chǔ)存溫度和壓力商品液烴的儲(chǔ)存溫度和壓力 228.4從天然氣中提取液烴的主要方

11、法從天然氣中提取液烴的主要方法低溫分離法低溫分離法 根據(jù)提供冷量方式不同分成三大類方法根據(jù)提供冷量方式不同分成三大類方法 1.外加制冷循環(huán)法，亦即直接冷凝法外加制冷循環(huán)法，亦即直接冷凝法 2.直接膨脹制冷法，即膨脹冷凝法直接膨脹制冷法，即膨脹冷凝法 3.混合制冷法混合制冷法 23 圖圖8-4 低溫分離法三種類型流程示意圖低溫分離法三種類型流程示意圖 24輕烴回收工藝流程（補(bǔ)充）輕烴回收工藝流程（補(bǔ)充） 冷劑制冷工藝流程冷劑制冷工藝流程 逆升壓式膨脹機(jī)制冷工藝流程逆升壓式膨脹機(jī)制冷工藝流程 正升壓膨脹機(jī)制冷工藝流程正升壓膨脹機(jī)制冷工藝流程 丙烷預(yù)冷與膨脹制冷結(jié)合的混合制冷工藝丙烷預(yù)冷與膨脹制冷結(jié)

12、合的混合制冷工藝25 中 高 壓 氣 原 料 氣 低 壓 氣 預(yù) 分 離 壓 縮 凈 化 冷 凝 分 離 液 烴 分 餾 制 冷 產(chǎn) 品 儲(chǔ) 配 26冷劑制冷工藝流程冷劑制冷工藝流程1原料氣分離器；原料氣分離器；2壓縮機(jī)；壓縮機(jī)；3、11、14冷卻器；冷卻器；4氣液分離氣液分離器；器；5脫水吸附器；脫水吸附器；6冷箱；冷箱；7丙烷蒸發(fā)器；丙烷蒸發(fā)器；8低溫分離器；低溫分離器；9脫乙烷塔；脫乙烷塔；10脫丙丁烷塔；脫丙丁烷塔；12回流罐；回流罐；13回流泵；回流泵；15、16、17、18節(jié)流閥。節(jié)流閥。27逆升壓式膨脹機(jī)制冷工藝流程逆升壓式膨脹機(jī)制冷工藝流程1原料氣分離器；原料氣分離器；2吸附器

13、；吸附器；3換熱器；換熱器；4、6氣液分離器；氣液分離器；5、8節(jié)流閥；節(jié)流閥；7泵；泵；9脫乙烷塔；脫乙烷塔；10、14再沸器；再沸器；11脫丙脫丙丁烷塔；丁烷塔；12冷凝器；冷凝器；13回流罐；回流罐；15膨脹機(jī)膨脹端；膨脹機(jī)膨脹端；16膨膨脹機(jī)增壓端脹機(jī)增壓端28正升壓膨脹機(jī)制冷工藝流程正升壓膨脹機(jī)制冷工藝流程1原料氣分離器；原料氣分離器；2吸附器；吸附器；3換熱器；換熱器；4氣液分離器；氣液分離器；5節(jié)節(jié)流閥；流閥；6脫乙烷塔；脫乙烷塔；7、11再沸器；再沸器；8脫丙丁烷塔；脫丙丁烷塔；9冷凝冷凝器；器；10回流罐；回流罐；12冷卻器；冷卻器；13膨脹機(jī)增壓端；膨脹機(jī)增壓端；14膨脹機(jī)

14、膨脹機(jī)膨脹端膨脹端29相變制冷相變制冷 圖圖8-5 蒸汽壓縮制冷循環(huán)蒸汽壓縮制冷循環(huán) 30相變制冷相變制冷四個(gè)過(guò)程：四個(gè)過(guò)程： 1.蒸發(fā)過(guò)程蒸發(fā)過(guò)程 2.壓縮過(guò)程壓縮過(guò)程 3.冷凝過(guò)程冷凝過(guò)程 4.膨脹過(guò)程膨脹過(guò)程 31制冷劑制冷劑 按化學(xué)成分分類，可分為四類：按化學(xué)成分分類，可分為四類：無(wú)機(jī)無(wú)機(jī)化合物制冷劑（表化合物制冷劑（表8-28-2）；）；氟利昂制冷氟利昂制冷劑（表劑（表8-38-3）; ;碳?xì)浠衔镏评鋭ū硖細(xì)浠衔镏评鋭ū?-48-4）；）；共沸溶液制冷劑（表共沸溶液制冷劑（表8-58-5）。）。 32常用制冷劑常用制冷劑 氟利昂；氟利昂； 氨；氨； 丙烷、丙烯、乙烷、乙烯等丙

15、烷、丙烯、乙烷、乙烯等 。 因環(huán)保的要求，其中氟利昂、氨將逐步因環(huán)保的要求，其中氟利昂、氨將逐步限制使用。限制使用。333. （一）理想制冷循環(huán)在（一）理想制冷循環(huán)在ts圖上的表達(dá)圖上的表達(dá)1.1.等熵可逆壓縮（絕熱可逆壓縮）等熵可逆壓縮（絕熱可逆壓縮） 2.2.等壓等溫可逆冷凝等壓等溫可逆冷凝 q2=t2(s2s3) 3.等熵可逆膨脹（絕熱可逆膨脹）等熵可逆膨脹（絕熱可逆膨脹） 4.等壓等溫可逆蒸發(fā)等壓等溫可逆蒸發(fā) q1=t1(s1s4) 壓縮機(jī)對(duì)壓縮機(jī)對(duì)1公斤制冷劑所做的凈功公斤制冷劑所做的凈功we為為 we=w1w2=q2q1=t2(s2s3)t1(s1s4) (8-4) 34（二）實(shí)際

16、制冷循環(huán)（二）實(shí)際制冷循環(huán)圖圖8-7 實(shí)際制冷循環(huán)在溫熵圖上的表示實(shí)際制冷循環(huán)在溫熵圖上的表示 35（二）實(shí)際制冷循環(huán)（二）實(shí)際制冷循環(huán) （1 1）等熵可逆壓縮）等熵可逆壓縮 制冷劑的飽和蒸汽于狀態(tài)制冷劑的飽和蒸汽于狀態(tài)1(p1(p1 1,t,t1 1) )下進(jìn)入壓縮下進(jìn)入壓縮機(jī)進(jìn)行絕熱壓縮，此壓縮過(guò)程近于等熵，因此機(jī)進(jìn)行絕熱壓縮，此壓縮過(guò)程近于等熵，因此制冷劑的狀態(tài)沿等熵線變到點(diǎn)制冷劑的狀態(tài)沿等熵線變到點(diǎn)2 2（p p2 2、t t2 2）而成）而成為為過(guò)熱蒸汽過(guò)熱蒸汽。 （2 2）等壓冷卻與冷凝）等壓冷卻與冷凝，以線段，以線段2-2-3-32-2-3-3表表示示 （3 3）節(jié)流膨脹）節(jié)流膨

17、脹，在圖，在圖8-78-7上以線段上以線段3-43-4表示表示 (4)(4)等壓、等溫蒸發(fā)等壓、等溫蒸發(fā)，以線段，以線段4-14-1表示表示 36（二）實(shí)際制冷循環(huán)（二）實(shí)際制冷循環(huán) 2.2.實(shí)際制冷循環(huán)在實(shí)際制冷循環(huán)在lgp-h(lgp-h(壓焓壓焓) )圖上的表圖上的表達(dá)達(dá) 圖圖8-8 8-8 實(shí)際制冷循環(huán)在壓焓圖上的表示實(shí)際制冷循環(huán)在壓焓圖上的表示 37（二）實(shí)際制冷循環(huán)（二）實(shí)際制冷循環(huán) (1)壓縮過(guò)程，以線段壓縮過(guò)程，以線段1-2表示表示 (2)冷卻、冷凝及過(guò)冷過(guò)程，以線段冷卻、冷凝及過(guò)冷過(guò)程，以線段2-2-3-3表示表示 (3)節(jié)流膨脹過(guò)程，以線段節(jié)流膨脹過(guò)程，以線段34表示表示

18、(4)蒸發(fā)過(guò)程，以線段蒸發(fā)過(guò)程，以線段4-1表示表示 38（三）制冷過(guò)程的熱與功（三）制冷過(guò)程的熱與功 （三）制冷過(guò)程的熱與功（三）制冷過(guò)程的熱與功 (1)單位質(zhì)量制冷劑的吸熱量單位質(zhì)量制冷劑的吸熱量q1 q1=h1h4 (8-5) q1值相當(dāng)于面積值相當(dāng)于面積1-4-d-a-1 （2）單位質(zhì)量制冷劑的放熱量）單位質(zhì)量制冷劑的放熱量q2 q2=h2h3 (8-6) q2值相當(dāng)于面積值相當(dāng)于面積2233ea2 39（三）制冷過(guò)程的熱與功（三）制冷過(guò)程的熱與功 （3）凈功）凈功we we=h2h1 （8-7） we的大小相當(dāng)于面積的大小相當(dāng)于面積1-2-2-3-3-e-d-4-1 (四四)制冷循環(huán)

19、過(guò)程的制冷系數(shù)制冷循環(huán)過(guò)程的制冷系數(shù) 制冷劑從被冷卻物體中吸取的熱量與循環(huán)過(guò)程消耗的制冷劑從被冷卻物體中吸取的熱量與循環(huán)過(guò)程消耗的凈功之比值稱為制冷系數(shù)，用代號(hào)凈功之比值稱為制冷系數(shù)，用代號(hào)表示：表示： =q1/we (8-8) 式中：式中：制冷系數(shù)制冷系數(shù) q1單位時(shí)間內(nèi)制冷劑的吸熱量，單位時(shí)間內(nèi)制冷劑的吸熱量，kj/h； we單位時(shí)間內(nèi)壓縮機(jī)對(duì)制冷劑所做的凈功，單位時(shí)間內(nèi)壓縮機(jī)對(duì)制冷劑所做的凈功，kj/h。 40（三）制冷過(guò)程的熱與功（三）制冷過(guò)程的熱與功 2.實(shí)際制冷循環(huán)的制冷系數(shù)實(shí)際制冷循環(huán)的制冷系數(shù) 實(shí)實(shí) 實(shí)qwhhhhe11421(8-12) 4.制冷效率制冷效率 實(shí)理41（三）制

20、冷過(guò)程的熱與功（三）制冷過(guò)程的熱與功 五、制冷能力五、制冷能力 制冷能力也稱制冷量，一般是指在一定的操作制冷能力也稱制冷量，一般是指在一定的操作條件下條件下(即一定的制冷劑蒸發(fā)溫度即一定的制冷劑蒸發(fā)溫度t1,冷凝溫度冷凝溫度t2，過(guò)冷溫度過(guò)冷溫度tc),單位時(shí)間內(nèi)制冷劑由被冷物體中所單位時(shí)間內(nèi)制冷劑由被冷物體中所取出的熱量取出的熱量q,單位是單位是kj/h,它可表示為它可表示為 (8-14) 式中式中:q1制冷劑的制冷量制冷劑的制冷量,kj/kg; g制冷劑的循環(huán)量制冷劑的循環(huán)量,kg/h 1qgq42（三）制冷過(guò)程的熱與功（三）制冷過(guò)程的熱與功 對(duì)于一定規(guī)格的往復(fù)式單級(jí)壓縮制冷機(jī)而言對(duì)于一定

21、規(guī)格的往復(fù)式單級(jí)壓縮制冷機(jī)而言,制制冷能力冷能力q可以表示為可以表示為: q=vnqv (8-15)式中式中:q制冷機(jī)的制冷能力制冷機(jī)的制冷能力,kj/h; qv進(jìn)入壓縮機(jī)前，單位容積制冷劑蒸汽的制進(jìn)入壓縮機(jī)前，單位容積制冷劑蒸汽的制冷能力，冷能力，kj/m3 vh單位時(shí)間內(nèi)壓縮機(jī)活塞所掃過(guò)的容積單位時(shí)間內(nèi)壓縮機(jī)活塞所掃過(guò)的容積m3/h; 進(jìn)入壓縮機(jī)的實(shí)際容積系數(shù)進(jìn)入壓縮機(jī)的實(shí)際容積系數(shù),可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式確定或由圖表查取。公式確定或由圖表查取。 43（三）制冷過(guò)程的熱與功（三）制冷過(guò)程的熱與功 (六六)制冷操作所需功率制冷操作所需功率 (1)制冷操作中壓縮機(jī)的理論功率制冷操作中壓縮機(jī)的

22、理論功率nt 36003600eetwgwn(8-17) 2.實(shí)際功率實(shí)際功率np亦稱軸功率亦稱軸功率,即電機(jī)所輸?shù)膶?shí)際即電機(jī)所輸?shù)膶?shí)際功率。功率。 nnpt448.4.3 直接膨脹制冷直接膨脹制冷 一、等焓（節(jié)流）膨脹一、等焓（節(jié)流）膨脹 二、等熵膨脹二、等熵膨脹 45一、一、等焓（節(jié)流）膨脹等焓（節(jié)流）膨脹 節(jié)流制冷是工業(yè)上最早采用的制冷工藝，節(jié)流制冷是工業(yè)上最早采用的制冷工藝，由于節(jié)流制冷設(shè)備簡(jiǎn)單，運(yùn)轉(zhuǎn)可靠、節(jié)流由于節(jié)流制冷設(shè)備簡(jiǎn)單，運(yùn)轉(zhuǎn)可靠、節(jié)流效率低，同一差壓下溫降較小，在天然氣效率低，同一差壓下溫降較小，在天然氣凝液回收中常多數(shù)作為一種輔助制冷手段。凝液回收中常多數(shù)作為一種輔助制冷

23、手段。461.節(jié)流膨脹降溫原理節(jié)流膨脹降溫原理 節(jié)流膨脹過(guò)程如圖節(jié)流膨脹過(guò)程如圖8-9所示，流體在流所示，流體在流經(jīng)相當(dāng)于孔板的縮口或節(jié)流閥時(shí)，由于通經(jīng)相當(dāng)于孔板的縮口或節(jié)流閥時(shí)，由于通徑截面積縮小，流速增加，經(jīng)過(guò)縮口或節(jié)徑截面積縮小，流速增加，經(jīng)過(guò)縮口或節(jié)流閥后截面積和流速恢復(fù)到原來(lái)狀態(tài)。流閥后截面積和流速恢復(fù)到原來(lái)狀態(tài)。47圖圖8-9 節(jié)流膨脹過(guò)程示意圖節(jié)流膨脹過(guò)程示意圖48如果忽略勢(shì)能變化，對(duì)縮口前、縮口后如果忽略勢(shì)能變化，對(duì)縮口前、縮口后應(yīng)用熱力學(xué)穩(wěn)定流動(dòng)的能量守恒方程式有：應(yīng)用熱力學(xué)穩(wěn)定流動(dòng)的能量守恒方程式有：gchgch22222211h1、h2縮口前后兩截面處流體的焓值；縮口前后

24、兩截面處流體的焓值； c1、c2縮口前后兩截面處的流速；縮口前后兩截面處的流速； g重力加速度。重力加速度。(8-19)1.節(jié)流膨脹降溫原理節(jié)流膨脹降溫原理49由于節(jié)流前、后兩截面面積相等，故得：由于節(jié)流前、后兩截面面積相等，故得： 因此，因此，節(jié)流膨脹過(guò)程是等焓過(guò)程節(jié)流膨脹過(guò)程是等焓過(guò)程。節(jié)。節(jié)流時(shí)，微小壓力變化所引起的溫度變化稱流時(shí)，微小壓力變化所引起的溫度變化稱為微分節(jié)流效應(yīng)。一般用為微分節(jié)流效應(yīng)。一般用h表示微分節(jié)流表示微分節(jié)流效應(yīng)系數(shù)：效應(yīng)系數(shù)：21hh )(ptah(8-20)(8-21)1.節(jié)流膨脹降溫原理節(jié)流膨脹降溫原理50 內(nèi)能變化項(xiàng)內(nèi)能變化項(xiàng)由于氣體壓力降低，比容增大，由于

25、氣體壓力降低，比容增大，分子間的平均距離也增大，此時(shí)必須消耗功克服分子間的平均距離也增大，此時(shí)必須消耗功克服分子間的引力，分子間的位能就增加。但由于外分子間的引力，分子間的位能就增加。但由于外界無(wú)能量供給氣體，界無(wú)能量供給氣體，分子間位能的增加只能來(lái)自分子間位能的增加只能來(lái)自分子動(dòng)能的減少。分子動(dòng)能的減少。因此，產(chǎn)生使氣體溫度降低的因此，產(chǎn)生使氣體溫度降低的效應(yīng)。效應(yīng)。tptphppvcpuca)(11(8-23)1.節(jié)流膨脹降溫原理節(jié)流膨脹降溫原理51而對(duì)大多數(shù)氣體，其中包括天然氣，而對(duì)大多數(shù)氣體，其中包括天然氣，流動(dòng)功流動(dòng)功是隨壓力的降低而增加的。是隨壓力的降低而增加的。 01tppuc0

26、)(1tpppvc1.節(jié)流膨脹降溫原理節(jié)流膨脹降溫原理520ha 所以，大多數(shù)氣體（除氫、氦等外）經(jīng)所以，大多數(shù)氣體（除氫、氦等外）經(jīng)過(guò)節(jié)流閥產(chǎn)生壓降時(shí)也相應(yīng)發(fā)生的溫降。過(guò)節(jié)流閥產(chǎn)生壓降時(shí)也相應(yīng)發(fā)生的溫降。1.節(jié)流膨脹降溫原理節(jié)流膨脹降溫原理532. 節(jié)流工藝計(jì)算節(jié)流工藝計(jì)算(閃蒸閃蒸 )典型的節(jié)流工藝過(guò)程如圖典型的節(jié)流工藝過(guò)程如圖8-17所示。流所示。流量為量為f（kmol/h），組成為），組成為fi（摩爾分?jǐn)?shù)）（摩爾分?jǐn)?shù)）的物料在壓力的物料在壓力pi、溫度、溫度ti下經(jīng)節(jié)流閥在絕下經(jīng)節(jié)流閥在絕熱情況下減壓至熱情況下減壓至p2，工藝計(jì)算的任務(wù)是求，工藝計(jì)算的任務(wù)是求節(jié)流后的溫度節(jié)流后的溫度t

27、2，平衡汽、液相組成，平衡汽、液相組成yi、xi，汽、液相量汽、液相量v、l及焓值及焓值hv，hl等。等。 5455節(jié)流計(jì)算的基本方程節(jié)流計(jì)算的基本方程物料平衡物料平衡: f=v+l (8-36) 某一組分有某一組分有: fi=vi+li (8-37) xf=fi/fi yi=vi/vi xi=li/l (8-38) 56節(jié)流計(jì)算的基本方程節(jié)流計(jì)算的基本方程 汽液平衡汽液平衡 yi=kixi yi= kixi=1.0 lfk vliii(/)1)/(iiiikvlfkvl1= li v= vi 57熱量平衡方程熱量平衡方程 ： lvlhvhfhf節(jié)流計(jì)算的基本方程節(jié)流計(jì)算的基本方程58節(jié)流基本

28、方程各符號(hào)的意義節(jié)流基本方程各符號(hào)的意義其計(jì)算程序如下其計(jì)算程序如下:(1)用泡點(diǎn)方程和露點(diǎn)方程校驗(yàn)該混合物是否同時(shí)存在汽、液兩相。用泡點(diǎn)方程和露點(diǎn)方程校驗(yàn)該混合物是否同時(shí)存在汽、液兩相。(2)在給定溫度和壓力下查圖在給定溫度和壓力下查圖,得到系統(tǒng)中各組分的得到系統(tǒng)中各組分的k值。值。(3)假設(shè)假設(shè)l、v或或l/v值。值。(4)利用式利用式(8-41)或式或式(8-43)計(jì)算液相計(jì)算液相(或汽相或汽相)中各個(gè)組分的千摩爾數(shù)。中各個(gè)組分的千摩爾數(shù)。(5)用式用式(8-42)計(jì)算總液量計(jì)算總液量;用式用式(8-44)計(jì)算總蒸汽量。計(jì)算總蒸汽量。(6)將將(5)步計(jì)算出的總液量和總蒸汽量同第步計(jì)算出

29、的總液量和總蒸汽量同第(3)步假定值相比較。如果兩步假定值相比較。如果兩個(gè)值很接近個(gè)值很接近,誤差誤差1.0%,則計(jì)算值為所求值則計(jì)算值為所求值,否則否則,需從第需從第(3)開始重新開始重新計(jì)算。計(jì)算。 59三、等熵膨脹三、等熵膨脹(膨脹機(jī)制冷膨脹機(jī)制冷) 氣體進(jìn)行等熵膨脹時(shí)，由于壓力變化而氣體進(jìn)行等熵膨脹時(shí)，由于壓力變化而引起的溫度變化，稱為等熵膨脹效應(yīng)。該引起的溫度變化，稱為等熵膨脹效應(yīng)。該效應(yīng)又分為微分等熵膨脹效應(yīng)和積分等熵效應(yīng)又分為微分等熵膨脹效應(yīng)和積分等熵膨脹效應(yīng)。膨脹效應(yīng)。60微分等熵膨脹效應(yīng)微分等熵膨脹效應(yīng)微分等熵膨脹效應(yīng)是指微小壓力變化所微分等熵膨脹效應(yīng)是指微小壓力變化所引起的

30、溫度變化。通常用引起的溫度變化。通常用as表示微分等熵表示微分等熵膨脹效應(yīng)系數(shù)表示。膨脹效應(yīng)系數(shù)表示。 )(sspta(8-26)61積分等熵膨脹效應(yīng)積分等熵膨脹效應(yīng) 積分等熵膨脹效應(yīng)是指氣體實(shí)際等熵積分等熵膨脹效應(yīng)是指氣體實(shí)際等熵膨脹時(shí)，壓力變化為一有限值所引起的溫膨脹時(shí)，壓力變化為一有限值所引起的溫度變化，以度變化，以ts表示：表示：pptpatttppsppssdd212112(8-28)62等熵膨脹降溫的物理實(shí)質(zhì)等熵膨脹降溫的物理實(shí)質(zhì) 由熱力學(xué)基本關(guān)系式，可導(dǎo)出表示微由熱力學(xué)基本關(guān)系式，可導(dǎo)出表示微分等熵膨脹效應(yīng)系數(shù)分等熵膨脹效應(yīng)系數(shù)as與膨脹前氣體狀態(tài)與膨脹前氣體狀態(tài)參數(shù)參數(shù)p、t、

31、v之間關(guān)系式為之間關(guān)系式為 )(ppstvcta(8-27) cp氣體的定壓熱容。氣體的定壓熱容。63由于式由于式(8-27)中中 0)( , 0, 0pptvtc 0sa故故 等熵膨脹過(guò)程總是產(chǎn)生冷效應(yīng)，膨脹結(jié)果等熵膨脹過(guò)程總是產(chǎn)生冷效應(yīng)，膨脹結(jié)果氣體的溫度總是降低的。氣體的溫度總是降低的。等熵膨脹降溫的物理實(shí)質(zhì)等熵膨脹降溫的物理實(shí)質(zhì)64等熵膨脹溫降的定性解釋等熵膨脹溫降的定性解釋等熵膨脹時(shí)，氣體一方面要在絕熱情等熵膨脹時(shí)，氣體一方面要在絕熱情況下對(duì)外作功，大量消耗內(nèi)能；另一方面況下對(duì)外作功，大量消耗內(nèi)能；另一方面要克服分子間的吸引力，增加分子位能，要克服分子間的吸引力，增加分子位能，使分子

32、動(dòng)能減少，由于這兩方面原因，導(dǎo)使分子動(dòng)能減少，由于這兩方面原因，導(dǎo)致氣體溫度大幅度下降。致氣體溫度大幅度下降。而這時(shí)流動(dòng)功的變化對(duì)氣體溫度的影而這時(shí)流動(dòng)功的變化對(duì)氣體溫度的影響相比之下很小，因此，等熵膨脹的結(jié)果響相比之下很小，因此，等熵膨脹的結(jié)果總是使氣體溫度降低，且同時(shí)產(chǎn)生冷量?？偸鞘箽怏w溫度降低，且同時(shí)產(chǎn)生冷量。652. 絕熱效率和實(shí)際功絕熱效率和實(shí)際功等熵膨脹的焓降等熵膨脹的焓降hs是氣體等熵膨脹開是氣體等熵膨脹開始狀態(tài)始狀態(tài)p1、t1時(shí)的焓值時(shí)的焓值h1與膨脹終了狀態(tài)與膨脹終了狀態(tài)p2、t2的焓值的焓值h2之差值。之差值。21hhhs(8-29)66實(shí)際膨脹過(guò)程是熵增過(guò)程實(shí)際膨脹過(guò)程是

33、熵增過(guò)程 實(shí)際上，壓縮氣體通過(guò)膨脹機(jī)進(jìn)行絕實(shí)際上，壓縮氣體通過(guò)膨脹機(jī)進(jìn)行絕熱膨脹，在對(duì)外作功的同時(shí)存在著摩擦、熱膨脹，在對(duì)外作功的同時(shí)存在著摩擦、泄漏和冷量損失等各種現(xiàn)象。因此，膨脹泄漏和冷量損失等各種現(xiàn)象。因此，膨脹過(guò)程實(shí)際不是等熵的，而是熵增大的不可過(guò)程實(shí)際不是等熵的，而是熵增大的不可逆過(guò)程。逆過(guò)程。67 實(shí)際膨脹過(guò)程的焓差實(shí)際膨脹過(guò)程的焓差h等于氣體絕熱膨脹開等于氣體絕熱膨脹開始狀態(tài)的焓值始狀態(tài)的焓值h1與膨脹終了狀態(tài)的焓值與膨脹終了狀態(tài)的焓值h2的差的差值，即膨脹機(jī)對(duì)外的單位功。值，即膨脹機(jī)對(duì)外的單位功。21hhh(8-30)實(shí)際膨脹過(guò)程是熵增過(guò)程實(shí)際膨脹過(guò)程是熵增過(guò)程 68膨脹機(jī)的絕

34、熱效率膨脹機(jī)的絕熱效率 21210hhhhhhs 膨脹機(jī)的絕熱效率是衡量膨脹過(guò)程偏離膨脹機(jī)的絕熱效率是衡量膨脹過(guò)程偏離等熵過(guò)程的尺度。等熵過(guò)程的尺度。透平膨脹機(jī)的絕熱效率透平膨脹機(jī)的絕熱效率可達(dá)可達(dá)75%85%。(8-31)69膨脹的對(duì)外實(shí)際作功膨脹的對(duì)外實(shí)際作功(kj/h)hgwg氣體流量，氣體流量，kg/h；h實(shí)際膨脹過(guò)程的焓差，實(shí)際膨脹過(guò)程的焓差，kj/kg。703. 膨脹過(guò)程的熱力計(jì)算膨脹過(guò)程的熱力計(jì)算 流量為流量為f（kmol/h），組成為），組成為zi（摩爾（摩爾分?jǐn)?shù)）在壓力分?jǐn)?shù)）在壓力p1、溫度、溫度t1下進(jìn)入膨脹機(jī)，下進(jìn)入膨脹機(jī)，膨脹機(jī)等熵效率為膨脹機(jī)等熵效率為 ，出口壓力為，

35、出口壓力為p2，等，等熵出口溫度為熵出口溫度為t2，實(shí)際出口溫度為，實(shí)際出口溫度為t2。膨。膨脹機(jī)出口的平衡汽、液相組成為脹機(jī)出口的平衡汽、液相組成為yi、xi。汽、。汽、液相量為液相量為v、l；汽、液相焓值為；汽、液相焓值為hv、hl及汽、液熵值為及汽、液熵值為sv、sl等。等。71膨脹計(jì)算的基本方程膨脹計(jì)算的基本方程 11n 1 11niiniiiiiyxixky相平衡方程相平衡方程 72 iiilxvyfz物料平衡方程物料平衡方程 ：熱量平衡方程熱量平衡方程 ： 1lvlsvsfs膨脹機(jī)出口的實(shí)際焓值膨脹機(jī)出口的實(shí)際焓值 ： )(2112hhhh膨脹計(jì)算的基本方程膨脹計(jì)算的基本方程73膨

36、脹機(jī)基本方程各符號(hào)的意義膨脹機(jī)基本方程各符號(hào)的意義 h1進(jìn)口狀態(tài)下氣體的焓值，進(jìn)口狀態(tài)下氣體的焓值，kj/kmol； s1進(jìn)口狀態(tài)下氣體的熵值，進(jìn)口狀態(tài)下氣體的熵值，kj/(kmolk)； sv等熵膨脹后汽相的熵值，等熵膨脹后汽相的熵值，kj/(kmolk)； sl等熵膨脹后液相的熵值，等熵膨脹后液相的熵值，kj/kmol； h2等熵膨脹后出口混合物的焓值，等熵膨脹后出口混合物的焓值，kj/kmol； h2 膨脹機(jī)實(shí)際出口混合物的焓值，膨脹機(jī)實(shí)際出口混合物的焓值，kj/kmol； 膨脹機(jī)的絕熱效率。膨脹機(jī)的絕熱效率。74 計(jì) 算 膨 脹 機(jī) 入 口 條 件 下 的 h1、 s1 在 膨 脹 機(jī)

37、 出 口 壓 力 p2下 假 定 出 口 溫 度 t2 作 平 衡 閃 蒸 計(jì) 算 ， 求 h2、 s2和 汽 化 率e 比 較s1= s2？ 計(jì) 算 等 熵 出 口 焓 差h1-h2 計(jì) 算 實(shí) 際 出 口 焓2h 計(jì) 算 實(shí) 際 出 口 溫 度 和 實(shí) 際 功 是否754. 膨脹機(jī)的類型膨脹機(jī)的類型膨膨脹脹機(jī)機(jī)輸出輸出功類功類輸出輸出熱類熱類活塞式膨脹機(jī)活塞式膨脹機(jī)(容積型容積型)透平式膨脹機(jī)透平式膨脹機(jī)(速度型速度型)熱分離機(jī)熱分離機(jī)氣波制冷機(jī)氣波制冷機(jī)76（2）結(jié)構(gòu)和工作原理）結(jié)構(gòu)和工作原理 透平膨脹機(jī)是由通流部分、制動(dòng)器及透平膨脹機(jī)是由通流部分、制動(dòng)器及機(jī)體三大部分組成。透平膨脹機(jī)的

38、結(jié)構(gòu)示機(jī)體三大部分組成。透平膨脹機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示意圖如圖所示 。77透平膨脹機(jī)的結(jié)構(gòu)圖透平膨脹機(jī)的結(jié)構(gòu)圖78通流部分通流部分 該部分是獲得低溫的主要部件。壓力該部分是獲得低溫的主要部件。壓力較高的工作介質(zhì)從管道進(jìn)入膨脹機(jī)的渦殼，較高的工作介質(zhì)從管道進(jìn)入膨脹機(jī)的渦殼，把氣流均勻地分配給噴嘴，氣體在噴嘴中第把氣流均勻地分配給噴嘴，氣體在噴嘴中第一次膨脹，推動(dòng)工作輪輸出外功，同時(shí)氣流一次膨脹，推動(dòng)工作輪輸出外功，同時(shí)氣流在工作輪中繼續(xù)膨脹而轉(zhuǎn)換成外功，因此，在工作輪中繼續(xù)膨脹而轉(zhuǎn)換成外功，因此，氣體的流速就降低了，膨脹后的低溫工質(zhì)經(jīng)氣體的流速就降低了，膨脹后的低溫工質(zhì)經(jīng)過(guò)擴(kuò)壓器排出到低溫管道中

39、。過(guò)擴(kuò)壓器排出到低溫管道中。79制動(dòng)器制動(dòng)器 透平膨脹機(jī)有機(jī)械功輸出，需要有一透平膨脹機(jī)有機(jī)械功輸出，需要有一定的負(fù)載。負(fù)載主要是起剎車即制動(dòng)作用，定的負(fù)載。負(fù)載主要是起剎車即制動(dòng)作用，一般稱負(fù)載為制動(dòng)器。一般稱負(fù)載為制動(dòng)器。 制動(dòng)器可以是鼓風(fēng)機(jī)、機(jī)泵、壓縮機(jī)、制動(dòng)器可以是鼓風(fēng)機(jī)、機(jī)泵、壓縮機(jī)、發(fā)電機(jī)等。在天然氣處理中，制動(dòng)器大多發(fā)電機(jī)等。在天然氣處理中，制動(dòng)器大多為天然氣的增壓機(jī)。為天然氣的增壓機(jī)。80 在油氣處理和加工裝置中，制動(dòng)器采用在油氣處理和加工裝置中，制動(dòng)器采用壓縮機(jī)，即由膨脹機(jī)驅(qū)動(dòng)離心式壓縮機(jī)，壓縮機(jī)，即由膨脹機(jī)驅(qū)動(dòng)離心式壓縮機(jī)，由膨脹機(jī)輸入到驅(qū)動(dòng)端的凈功率，通常要由膨脹機(jī)輸入到

40、驅(qū)動(dòng)端的凈功率，通常要減去約減去約2%的軸和軸承的損失。同軸離心式的軸和軸承的損失。同軸離心式壓縮機(jī)的效率可取壓縮機(jī)的效率可取65%80。制動(dòng)器制動(dòng)器81（3）膨脹和升壓的順序）膨脹和升壓的順序 根據(jù)氣流流入壓氣端和透平膨脹端的先根據(jù)氣流流入壓氣端和透平膨脹端的先后次序不同，可分為正升壓透平膨脹機(jī)和后次序不同，可分為正升壓透平膨脹機(jī)和逆升壓透平膨脹機(jī)兩種型式。正升壓透平逆升壓透平膨脹機(jī)兩種型式。正升壓透平膨脹機(jī)組，氣體先壓縮后膨脹。逆升壓透膨脹機(jī)組，氣體先壓縮后膨脹。逆升壓透平膨脹機(jī)組，氣體先膨脹再壓縮。平膨脹機(jī)組，氣體先膨脹再壓縮。82 正升壓透平膨脹機(jī)組正升壓透平膨脹機(jī)組 c壓氣機(jī)；壓氣機(jī)

41、；t渦輪；渦輪；h1冷卻器；冷卻器；h2冷冷箱；箱；s1一級(jí)分離器；一級(jí)分離器；s2二級(jí)分離器二級(jí)分離器83逆升壓透平膨脹機(jī)組逆升壓透平膨脹機(jī)組c壓氣機(jī)；壓氣機(jī)；t渦輪；渦輪；h2冷箱；冷箱；s1一級(jí)分離器；一級(jí)分離器； s2二級(jí)分離器二級(jí)分離器84（4）透平膨脹機(jī)的特點(diǎn)）透平膨脹機(jī)的特點(diǎn) 絕熱效率一般為絕熱效率一般為80%85%； 膨脹比為膨脹比為25； 出口帶液量大（理論不限制，但小于出口帶液量大（理論不限制，但小于20%）；）； 轉(zhuǎn)速達(dá)轉(zhuǎn)速達(dá)20000r/min以上，功率從幾以上，功率從幾kw至至幾千幾千kw； 處理量可達(dá)處理量可達(dá)106m3/d以上；以上； 流量可調(diào)（因裝有可調(diào)噴嘴），

42、約有流量可調(diào)（因裝有可調(diào)噴嘴），約有20%的可調(diào)范圍。的可調(diào)范圍。856. 熱分離機(jī)熱分離機(jī)熱分離機(jī)的制冷裝置由氣體分配器（噴熱分離機(jī)的制冷裝置由氣體分配器（噴嘴）和接收管組成。具有高能量的氣體噴嘴）和接收管組成。具有高能量的氣體噴入接收管中，對(duì)末端容器中的殘留氣體迅入接收管中，對(duì)末端容器中的殘留氣體迅速地壓縮和加熱。入口氣體的動(dòng)能傳遞給速地壓縮和加熱。入口氣體的動(dòng)能傳遞給殘留氣體，由于壓縮產(chǎn)生的熱量通過(guò)管壁殘留氣體，由于壓縮產(chǎn)生的熱量通過(guò)管壁向四周散失，使入口氣體的溫度降低，就向四周散失，使入口氣體的溫度降低，就能實(shí)現(xiàn)制冷。能實(shí)現(xiàn)制冷。 工作原理如圖工作原理如圖8-25所示。所示。868-2

43、5熱分離機(jī)的工作原理熱分離機(jī)的工作原理87熱分離機(jī)的制冷過(guò)程熱分離機(jī)的制冷過(guò)程熱分離機(jī)的制冷過(guò)程分為三個(gè)階段：熱分離機(jī)的制冷過(guò)程分為三個(gè)階段：n 進(jìn)氣階段；進(jìn)氣階段；n 壓縮階段；壓縮階段；n 流出階段。流出階段。88（2）熱分離機(jī)的結(jié)構(gòu)）熱分離機(jī)的結(jié)構(gòu)熱分離機(jī)的基本結(jié)構(gòu)有兩種類型：熱分離機(jī)的基本結(jié)構(gòu)有兩種類型： 靜止式熱分離機(jī)（靜止式熱分離機(jī)（static thermal separator 簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱sts），噴嘴和接收管都），噴嘴和接收管都是固定的熱分離機(jī)。是固定的熱分離機(jī)。 旋轉(zhuǎn)式熱分離機(jī)（旋轉(zhuǎn)式熱分離機(jī)（rotary thermal separator 簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱rts），噴嘴及其相關(guān)部

44、），噴嘴及其相關(guān)部件都可旋轉(zhuǎn)的熱分離機(jī)。件都可旋轉(zhuǎn)的熱分離機(jī)。89靜止式熱分離機(jī)靜止式熱分離機(jī) 氣體從固定的噴嘴噴入接收管，在噴氣體從固定的噴嘴噴入接收管，在噴嘴兩側(cè)設(shè)置有諧振器，其振動(dòng)頻率在嘴兩側(cè)設(shè)置有諧振器，其振動(dòng)頻率在100700hz之間，使噴嘴噴出的高速氣流發(fā)生振之間，使噴嘴噴出的高速氣流發(fā)生振動(dòng)產(chǎn)生脈沖壓力，調(diào)節(jié)著噴流方向分配進(jìn)動(dòng)產(chǎn)生脈沖壓力，調(diào)節(jié)著噴流方向分配進(jìn)入各列接收管中。是一種簡(jiǎn)單耐用的制冷入各列接收管中。是一種簡(jiǎn)單耐用的制冷裝置，其最大效率可達(dá)等熵膨脹的裝置，其最大效率可達(dá)等熵膨脹的40%。90靜止式熱分離機(jī)的結(jié)構(gòu)靜止式熱分離機(jī)的結(jié)構(gòu)靜止式熱分離機(jī)又分單管、雙管和多管靜止式

45、熱分離機(jī)又分單管、雙管和多管三種型式，多管式的結(jié)構(gòu)示意圖如圖三種型式，多管式的結(jié)構(gòu)示意圖如圖8-26。由于靜止式熱分離機(jī)效率低，最高只能達(dá)由于靜止式熱分離機(jī)效率低，最高只能達(dá)到等熵膨脹的到等熵膨脹的40，已基本不用了，目前，已基本不用了，目前，旋轉(zhuǎn)式熱分離機(jī)較多。旋轉(zhuǎn)式熱分離機(jī)較多。91 圖圖8-26 多管式熱分離機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖多管式熱分離機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖l噴嘴；噴嘴；2共鳴箱；共鳴箱；3接收管；接收管；4小室小室92旋轉(zhuǎn)式熱分離機(jī)（旋轉(zhuǎn)式熱分離機(jī)（rts） 帶壓氣流進(jìn)入旋轉(zhuǎn)式氣體分配器中，經(jīng)帶壓氣流進(jìn)入旋轉(zhuǎn)式氣體分配器中，經(jīng)過(guò)噴嘴變成高速氣流噴射到膨脹管中，同過(guò)噴嘴變成高速氣流噴射到膨脹管中，同時(shí)

46、由于氣流在氣道中的方向發(fā)生變化，使時(shí)由于氣流在氣道中的方向發(fā)生變化，使旋轉(zhuǎn)分配器產(chǎn)生自轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)膨脹管依次旋轉(zhuǎn)分配器產(chǎn)生自轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)膨脹管依次噴射循環(huán)。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖噴射循環(huán)。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖8-27所示。所示。93 圖圖8-27 旋轉(zhuǎn)式熱分離機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖旋轉(zhuǎn)式熱分離機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖94（3）熱分離機(jī)的特點(diǎn)）熱分離機(jī)的特點(diǎn) 絕熱效率為絕熱效率為70左右；左右； 膨脹比宜為膨脹比宜為35，不宜超過(guò)，不宜超過(guò)7。 轉(zhuǎn)速低，通常為轉(zhuǎn)速低，通常為10003000 r/min。轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速太，造成軸向推力大，軸承能耗增大。太，造成軸向推力大，軸承能耗增大。 軸承潤(rùn)滑可以使用潤(rùn)滑脂，比透平膨脹軸承潤(rùn)滑可以使用

47、潤(rùn)滑脂，比透平膨脹機(jī)的潤(rùn)滑系統(tǒng)簡(jiǎn)單。機(jī)的潤(rùn)滑系統(tǒng)簡(jiǎn)單。95 彈性大，適應(yīng)性強(qiáng)。進(jìn)口氣體流量和壓彈性大，適應(yīng)性強(qiáng)。進(jìn)口氣體流量和壓力波動(dòng)對(duì)機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行影響不大。力波動(dòng)對(duì)機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行影響不大。 適用于原料氣氣量小、壓力不高的場(chǎng)所。適用于原料氣氣量小、壓力不高的場(chǎng)所。（3）熱分離機(jī)的特點(diǎn)）熱分離機(jī)的特點(diǎn)96圖圖8-19 膨脹機(jī)過(guò)程的原理流程圖膨脹機(jī)過(guò)程的原理流程圖 97圖圖8-20 500低溫分離工藝原理流程圖低溫分離工藝原理流程圖 98圖圖8-21 8-21 杏九聯(lián)杏九聯(lián)2020萬(wàn)萬(wàn)nmnm3 3/d/d油田氣深冷分離試驗(yàn)油田氣深冷分離試驗(yàn)裝置流程圖裝置流程圖 99圖圖8-22 溫米裝置優(yōu)化工

48、藝流程圖溫米裝置優(yōu)化工藝流程圖 1008.5提取天然氣液烴加工方法的選擇提取天然氣液烴加工方法的選擇 （一（一)當(dāng)進(jìn)氣壓力與干氣輸出壓力之間有剩余壓差可利當(dāng)進(jìn)氣壓力與干氣輸出壓力之間有剩余壓差可利用時(shí)用時(shí),透平膨脹工藝是最好的選擇。透平膨脹工藝是最好的選擇。 (二二)對(duì)于有剩余壓差可利用的很貧的天然氣而言對(duì)于有剩余壓差可利用的很貧的天然氣而言,回收回收液烴價(jià)值不大液烴價(jià)值不大,但仍可采用節(jié)流制冷法或熱分離機(jī)法利但仍可采用節(jié)流制冷法或熱分離機(jī)法利用此剩余壓差用此剩余壓差,使之降低水及烴的露點(diǎn)使之降低水及烴的露點(diǎn),以滿足氣體長(zhǎng)輸以滿足氣體長(zhǎng)輸要求。如果溫度還不夠低要求。如果溫度還不夠低,可再加淺度冷凍?？稍偌訙\度冷凍。 (三三)對(duì)于要求回收乙烷對(duì)于要求回收乙烷,而又沒(méi)有多余壓力差可利用者而又沒(méi)有多余壓力差可利用者,須要根據(jù)具體條件須要根據(jù)具體條件,對(duì)膨脹機(jī)法、外加冷源法、冷油吸對(duì)膨脹機(jī)法、外加冷源法、冷油吸收法等作周密比較后決定取舍。收法等作周密比較后決定取舍。 (四四)對(duì)于井場(chǎng)小型氣體加工裝置對(duì)于井場(chǎng)小型氣體加工裝置,可