天然气脱轻烃系统混合制冷剂影响规律及优化_李开宇.pdf

2023 年第 52 卷第 6 期石油化工PETROCHEMICAL TECHNOLOGY763天然气脱轻烃系统混合制冷剂影响规律及优化李开宇1，朱静东2，江伟平2，郭 戈2，白江涛2，刘桂莲1（1.西安交通大学 化学工程与技术学院，陕西 西安 710049；2.中国石油 长庆油田（榆林）油气有限公司，陕西 榆林 719000）摘要对天然气脱轻烃系统的主冷箱传热温差与混合制冷剂组成的关系进行了系统的研究，依据主冷箱冷热流股复合曲线及传热温差探讨了各制冷剂组分对不同温度区间传热温差的影响规律，确定了满足主冷箱温差要求的混合制冷剂组成调整策略。并采用 Aspen Hysys（V10）流程模拟软件建立混合制冷剂循环制冷模型，对某公司天然气脱轻烃系统的混合制冷剂组成进行分析，确定了最佳的混合制冷剂组成和相关参数，优化后主冷箱最大传热温差降低 3.490 5，功耗降低 23.17%。关键词混合制冷剂；冷箱；传热温差；功耗；模拟；优化文章编号1000-8144（2023）06-0763-08 中图分类号TQ 021.8 文献标志码A Influence law and optimization of mixed refrigerant for natural gas light dehydrocarbon removal systemLI Kaiyu1，ZHU Jingdong2，JIANG Weiping2，GUO Ge2，BAI Jiangtao2，LIU Guilian1（1.School of Chemical Engineering and Technology，Xi an Jiaotong University，Xi an 710049，China；2.PetroChina Changqing Oilfield（Yulin）Oil and Gas Co.，Ltd.，Yulin 719000，China）AbstractThe relationship between the heat transfer temperature difference of the main cold box and the composition of the mixed refrigerant in the natural gas light hydrocarbon removal system was systematically studied.Based on the composite curve of cold and hot stream in the main cold box and the heat transfer temperature difference，the influence of each refrigerant component on the heat transfer temperature difference in different temperature ranges was explored，and the adjustment strategy for the composition of the mixed refrigerant that meets the temperature difference requirements of the main cold box was determined.A mixed refrigerant cycle refrigeration model was established using Aspen Hysys(V10)process simulation software，by which the composition of the mixed refrigerant in the natural gas light dehydrocarbon system of a company was analyzed，and the optimal composition of the mixed refrigerant and related parameters were determined.After optimization，the maximum heat transfer temperature difference of the main cold box was reduced by 3.490 5，and the power consumption was reduced by 23.17%.Keywordsmixed refrigerant；cold box；heat transfer temperature difference；power consumption；simulation；optimizationDOI：10.3969/j.issn.1000-8144.2023.06.004收稿日期2022-12-15；修改稿日期2023-04-03。作者简介李开宇（1996），男，山东省济宁市人，博士生，电话 [phone]，电邮 。联系人：刘桂莲，电话 [phone]，电邮 。基金项目国家自然科学基金项目（22078259）。天然气轻烃回收可实现天然气的多层次利用，提高整体经济收益及天然气生产和运输过程的安全指数1-3。天然气脱轻烃工艺主要包括：油吸收工艺、吸附工艺、低温分离工艺、膜分离工艺及超音速涡旋分离工艺4。低温分离工艺通过降温液化的方式有效分离甲烷、乙烷、丙烷及其他烃类（C4+），2023 年第 52 卷石油化工PETROCHEMICAL TECHNOLOGY764应用最为广泛5。制冷工艺对轻烃低温分离工艺的影响显著，常见的制冷方法包括：气体过冷工艺6、直接换热工艺7和混合制冷剂制冷（MRC）工艺。MRC 工艺应用混合制冷剂循环供冷同步实现天然气液化及轻烃分离，可采用不同的混合制冷剂8。采用 MRC 工艺的天然气脱轻烃系统，功耗主要集中在混合制冷剂压缩区。节能降耗和参数优化既要考虑制冷系统和主冷箱换热过程，又要考虑冷剂与换热设备（脱甲烷塔再沸器、脱乙烷塔进料换热器）的匹配。杨婉玉等9对采用冷凝分离法的天然气脱轻烃工艺进行过程设计及操作参数优化，考虑轻烃回收率、系统功耗、冷箱传热温差等因素优化了脱甲烷塔的操作压力。李国娜等10使用 Aspen Hysys流程模拟软件建立了天然气轻烃分离系统的仿真模型，并对膨胀机替代 J-T 阀工况下的换热网络进行了分析和优化。Yang 等11建立了轻烃回收和氢气网络的集成模型，并提出模型的求解策略。He等12提出了一种丙烷预冷混合制冷剂的天然气液化及联产高纯乙烷的新工艺，并基于 Aspen Hysys流程模拟软件和遗传算法优化了系统的操作参数，优化后乙烷产品的纯度高于 99.5%（w），乙烷回收率高达 99%。在混合制冷剂循环系统，压缩机消耗大量电能13-14。制冷剂组成是影响混合制冷剂流量、制冷装置区功耗、主冷箱换热效率、天然气脱轻烃系统轻烃收率的关键因素15。此外，在实际生产中，主冷箱的换热效率与系统负荷相关，冷热流股温差通常要求低于 25 16。当主冷箱传热温差大于 25 时，主冷箱运行温度应力增大，制冷剂系统负荷增大，冷热流股传热效率较低，存在节能降耗的优化区间17。上述天然气脱轻烃过程的建模及操作参数优化均未考虑混合制冷剂组成及相关参数对脱轻烃系统的影响。本工作对天然气脱轻烃 MRC 系统的主冷箱冷热流股传热温差与混合制冷剂组成的关系进行了系统的研究，依据主冷箱冷热复合曲线及传热温差来探讨各混合制冷剂组分对不同温度区间传热温差的影响，确定满足主冷箱温差要求的混合制冷剂组成调整策略。并采用 Aspen Hysys（V10）流程模拟软件建立混合制冷剂循环制冷模型，对某公司天然气脱轻烃系统的混合制冷剂组成进行分析和优化。1 模型的建立、复合曲线及传热温差1.1 混合制冷剂循环制冷模型的建立天然气自输送管道流入，先后经过集气配气区、脱水脱汞预处理区和轻烃回收装置区。轻烃回收装置采用“混合制冷剂预冷+膨胀机制冷+双气过冷”的乙烷回收工艺。天然气在主冷箱预冷后进入低温分离器，所得液相产品经脱甲烷塔进一步分离，部分气相产品回流至主冷箱过冷液化，另一部分输入膨胀机膨胀降温。混合制冷剂为轻烃回收装置中的脱乙烷塔进料换热器、脱甲烷塔再沸器及主冷箱供冷。自制冷装置区来的高压常温气态冷剂依次进入脱乙烷塔进料换热器、混合制冷剂水冷器、脱甲烷塔底再沸器换热降温后，进入冷剂分离器进行气液分离，气相输送至主冷箱，液相经冷剂增压泵增压输送至主冷箱并与气相在冷箱内混合液化过冷，混合过程用混合器替代，高压液态混合制冷剂通过 J-T 阀节流降压后返回主冷箱，为液烃回收装置提供大部分冷量，汽化复热后的低压气态制冷剂返回制冷装置区。混合制冷剂质量流量为 135.5 t/h，其中甲烷、乙烯、丙烷和异丁烷的含量（x）分别为 0.270 0，0.389 1，0.149 6，0.191 3。本工作采用 Aspen Hysys（V10）流程模拟软件建立混合制冷剂循环制冷模型，在混合制冷剂总流量不变的情形下探究各组分对主冷箱传热温差的影响规律。状态方程选用Peng-Robinson方程18。模型建立条件为：1）流程稳定运行；2）主冷箱各个流道的压降恒定，且忽略压降对传热温差的影响；3）各设备压降恒定，不随时间变化。1.2 混合制冷剂复合曲线及传热温差多流股冷箱内有多个流道，供冷热流股换热以实现能量的梯级利用。各个流道的传热温差越小，换热效率越大。在实际生产中，不同冷箱对流道传热温差的最大值存在约束。图1为主冷箱的冷热流股复合曲线及传热温差示意图。由图1可知，冷热流股在相同焓值的温差可代表在相应流道的传热温差，以热流股温度为横坐标轴、传热温差为纵坐标轴转换可得冷箱内的传热温差。当混合制冷剂的组成变化时，冷箱复合曲线的斜率和各拐点的位置也会变化，影响不同温度对应的传热温差。因此，系统地分析混合制冷剂组成的影响，可确定满足主冷箱温差要求的混合制冷剂组成调整策略，优化混合制冷剂组成。2 混合制冷剂组分对主冷箱传热温差的影响及参数优化为探究各组分对主冷箱传热温差的影响，本工作将四元制冷剂简化为虚拟的二元混合制冷剂，组成为调节组分 n 及由其他三组分组成的虚拟组第 6 期765分。当组分 n 的摩尔分数变化时，虚拟组分的总摩尔分数发生变化，但其中三组分的配比不变，组分m 调整后的摩尔分数可据式（1）计算。xm=xm1-xn(1-xn)（1）式中，xm为组分 m 调整前的摩尔分数；xm为组分m 调整后的摩尔分数；xn为组分 n 调整前的摩尔分数；xn为组分 n 调整后的摩尔分数。本工作基于模拟数据和复合曲线构建不同制冷剂组成对应主冷箱的冷热流股复合曲线，整体分析冷箱内的传热温差变化，识别各组分对主冷箱传热温差的影响规律。图 1 主冷箱冷热流股复合曲线（a）及传热温差（b）示意图Fig.1 Schematic diagram for composite curves of hot and cold stream in main cold box(a)and heat transfer temperature difference(b).Cold composite curveHot composite curveabHot flow temperature/Temperature/Enthalpy/kWHeat transfer temperature difference/2.1 混合制冷剂组分对主冷箱传热温差的影响2.1.1 甲烷、乙烯、丙烷及异丁烷含量变化的影响控制混合制冷剂总量不变，分别改变甲烷含量（x）由 0.27 增大至 0.33、乙烯含量（x）由 0.39增大至 0.51、丙烷含量（x）由 0.15 增大至 0.27、异丁烷含量（x）由 0.19 增大至 0.31，得到的典型样本数据见表 1。图 2 为甲烷含量对主冷箱冷热流股复合曲线的影响及甲烷、乙烯、丙烷和异丁烷含量对主冷箱传热温差的影响。由图 2a 和 2b 可知，甲烷含量变化的影响规律为：1）随甲烷含量增加，低压制冷剂出口温度升高（由 14.32 升高至 36.06），混合制冷剂的平均热容流率降低，制冷剂的制冷负荷下降；2）随甲烷含量增加，热流股在-70 到-93 降温过程，相应流道的传热温差增加；BC 段的传热温差基本不受甲烷的影响；C 点后的传热温差线下移，热流股在 28 至-60 的降温过程中，相应流道的换热温差减小。由图2c可知，乙烯含量对主冷箱内不同温位传热温差的影响规律为：1）随着乙烯含量的增大，混合制冷剂平均热容流率降低，低压制冷剂出口温度由初始样本的14.32 分别增大至17.60，21.15，24.90，28.86 （分别对应样本1，2，3，4）；2）随着乙烯含量的增大，热流股在-86 至-93 的温度区间内降温的过程中（A 点前），主冷箱相应流道的传热温差降低；在-20 至-86 的温度区间内，相应流道的传热温差增大（AE 段）；在 28 至-20 的降温过程中，乙烯含量的增大使得冷箱相应流道的传热温差减小（EH 段）。由图 2d 可知，丙烷含量变化的影响规律为：1）丙烷含量的增加可增大制冷剂的平均热容流率，初始样本、样本 1 4 的低温制冷剂出口温度分别为 14.32，6.44，-1.28，-8.93，-16.48；2）丙烷对冷箱整体换热性能的影响随温度区间变化，主冷箱热流股在-40 至-93 温度区间内（E 点前）降温时，传热温差随丙烷含量增加而降低；而在 28 至-40 温度区间内（E点后），丙烷含量的增加使得传热温差升高。由图 2e 可知，异丁烷含量变化对主冷箱的影响与丙烷类似，在-10（E 点前）至低温端，传热温差随异丁烷含量的增大而减小；高温段至-10（E点后），相应流道传热温差随异丁烷含量的增大而增大。2.1.2 主冷箱传热温差降低时制冷剂组分的调节规律根据上述制冷剂组成与主冷箱传热温差之间的关系，可得图 3 所示的降低主冷箱内不同温度区间传热温差的制冷剂组成的调整规律。由图3可知，在局部传热温差偏大时，可根据该图确定制冷剂组成的调整措施。2.2 混合制冷剂参数优化根据某厂实际运行数据及流股样本数据，利用Aspen Hysys（V10）软件建立 MRC 系统模型，确李开宇等.天然气脱轻烃系统混合制冷剂影响规律及优化2023 年第 52 卷石油化工PETROCHEMICAL TECHNOLOGY766定各设备的参数及制冷剂的循环功耗。主要流股参数和组成分别见表 2 和表 3。表 1 甲烷、乙烯、丙烷和异丁烷含量变化时混合制冷剂的样本数据Table 1 Sample data of mixed refrigerant with variation of methane，ethylene，propane and i-butane contentVariationSampleMole fractionMethaneEthylenePropanei-ButaneMethaneInitial sample0.270 00.389 10.149 60.191 3Sample 10.280 0 0.383 7 0.147 6 0.188 7 Sample 20.290 0 0.378 4 0.145 5 0.186 1 Sample 30.300 0 0.373 1 0.143 5 0.183 4 Sample 40.330 0 0.357 1 0.137 3 0.175 6 EthyleneInitial sample0.268 20.390 00.150 00.191 8Sample 10.255 00.420 00.142 70.182 4Sample 20.241 80.450 00.135 30.172 9Sample 30.228 60.480 00.127 90.163 5Sample 40.215 40.510 00.120 50.154 1PropaneInitial sample0.268 10.390 10.150 00.191 8Sample 10.258 70.376 30.180 00.185 0Sample 20.249 20.362 50.210 00.178 2Sample 30.239 80.348 80.240 00.171 5Sample 40.230 30.335 00.270 00.164 7i-ButaneInitial sample0.268 70.390 90.150 40.190 0Sample 10.258 80.376 40.144 80.220 0Sample 20.248 80.362 00.139 20.250 0Sample 30.238 90.347 50.133 60.280 0Sample 40.228 90.333 00.128 10.310 0-100-80-60-40-2002040-10-5051015202530ABECHGFEDCBA-100-80-60-40-2002040-10-5051015202530Initial sampleSample 1Sample 2Sample 3Sample 4IHGFEDCBAInitial sampleSample 1Sample 2Sample 3Sample 4Initial sampleSample 1Sample 2Sample 3Sample 4Initial sampleSample 1Sample 2Sample 3Sample 4-100-80-60-40-2002040-10-5051015202530GFEDCBBAAHHeat transfer temperature difference/Heat transfer temperature difference/Heat transfer temperature difference/Heat transfer temperature difference/Temperature/Enthalpy/MWHot flow temperature/Hot flow temperature/Hot flow temperature/Hot flow temperature/-100-80-60-40-2002040-10-5051015202530ABCDEFGA010203040506070-120-100-80-60-40-2002040abcdeCold curve(Initial sample)Hot curve(Initial sample)Cold curve(Sample 1)Hot curve(Sample 1)Cold curve(Sample 2)Hot curve(Sample 2)Cold curve(Sample 3)Hot curve(Sample 3)Cold curve(Sample 4)Hot curve(Sample 4)图 2 甲烷含量对主冷箱冷热流股复合曲线的影响（a）以及甲烷（b）、乙烯（c）、丙烷（d）、异丁烷（e）含量对主冷箱传热温差的影响Fig.2 Effect of methane content on composite curve of hot and cold stream in main cold box(a)，effect of methane(b)，ethylene(c)，propane(d)and i-butane(e)content on heat transfer temperature difference of main cold box.第 6 期767表 2 混合制冷剂循环过程物流数据Table 2 Data of streams in mixed refrigerant cycle processSteamTemperature/Pressure/kPaFlowrate/(kgs-1)SteamTemperature/Pressure/kPaFlowrate/(kgs-1)MR121.0622030.270 6A224.563 08015.623 3 MR221.0622030.270 6 A326.453 02015.623 3 MR3108.9896030.270 6 B12.262 8008.497 6 MR442.4396030.270 6 B213.352 7908.497 6 MR542.4396030.270 6 B3-71.243 09032.752 7 MR6108.052 45030.270 6 B4-48.532 97932.752 7 MR742.252 45030.270 6 C132.454 22014.811 7 MR842.252 45030.270 6 C23.354 22014.811 7 MR933.222 19030.270 6 C33.354 22014.811 7 MR1030.972 19030.270 6 C4-98.174 16014.811 7 MR119.592 19030.270 6 D125.892 5600.550 9 MR11-V9.592 19024.708 3 D2-95.022 5600.550 9 MR11-L9.592 1905.562 3 E1-96.982 620110.290 2 MR12-V3.782 05024.708 3 E217.622 580110.290 2 MR12-L10.813 3605.562 3 N122.063 960117.543 8 MR13-L1.532 0905.562 3 N2-67.893 830117.543 8 MR143.792 05030.270 6 N2-V-67.893 830111.529 2 MR15-92.291 54030.270 6 N2-L-67.893 8306.014 6 MR16-116.3327030.270 6 N3-67.893 8301.063 9 MR1721.0622030.270 6 N4-67.893 8301.063 9 A112.083 08015.623 3 N5-101.003 82511.236 3-96-76-56-36-1662646MethaneEthylenei-ButanePropaneDecreaseIncreaseUnchangedHot flow temperature/图 3 主冷箱传热温差降低时各组分调节规律Fig.3 Regulation low of each component with decreased heat transfer temperature difference of main cold box.图 4 为主冷箱冷热流股复合曲线，主冷箱传热温差及组分优化过程的主冷箱传热温差。由图 4a和4b可知，主冷箱的最大传热温差为25.481 3，对应热流股温度区间为-100 -90。结合图 2可知，降低该区间传热温差的混合制冷剂组成调整策略为：降低甲烷含量，增大乙烯、丙烷、异丁烷含量。实际生产过程中，混合制冷剂中除上述 4 种主要组分外，还有少量的正丁烷、氮气和乙烷，考虑这些组分得到的混合制冷剂组分调整后的样本数据见表 4。结合表 4 和图 4c 可知，样本 1 3的制冷剂组成都可使实际生产中的主冷箱传热温差满足小于25 的工业要求。甲烷含量（x）由0.30降至 0.20 的过程中，最大传热温差先减小后增大，且在0.20处增大至24.261 8。因此，甲烷含量（x）的优化区间为 0.20 0.26。李开宇等.天然气脱轻烃系统混合制冷剂影响规律及优化2023 年第 52 卷石油化工PETROCHEMICAL TECHNOLOGY768表 4 混合制冷剂组分调整后的样本数据Table 4 Sample data of mixed refrigerant components after adjustmentSampleMole fractionMaximum temperature difference/MethaneEthanePropanei-Butanen-ButaneNitrogenEthyleneInitial sample0.301 40.000 60.072 90.137 50.002 70.002 10.485 225.481 3Sample 10.260 00.000 60.077 20.145 70.002 90.002 20.513 923.194 5Sample 20.230 00.000 70.080 40.151 60.003 00.002 30.534 723.469 9Sample 30.200 00.000 70.083 50.157 50.003 10.002 40.555 624.261 8表 3 物流组分数据Table 3 Data of stream componentComponentMole fractionMR1N1A1B1C1D1E1Methane0.301 4 0.933 8 0.008 2 0.021 9 0.980 5 0.007 0 0.980 5 Ethane0.000 6 0.039 6 0.697 9 0.700 7 0.002 5 0.992 0 0.002 5 Propane0.072 9 0.007 6 0.124 6 0.078 7 0 0.000 9 0 i-Butane0.137 5 0.001 3 0.019 3 0.010 1 0 0 0 n-Butane0.000 3 0.001 3 0.020 2 0.010 0 0 0 0 i-Pentane0 0.000 7 0.007 6 0.003 4 0 0 0 n-Pentane0 0.000 3 0.003 9 0.001 7 0 0 0 n-Hexane0 0.000 3 0.005 4 0.001 7 0 0 0 n-Heptane0 0 0.003 6 0.002 3 0 0 0 n-Octane0 0 0.002 2 0.001 5 0 0 0 n-Nonane0 0 0.000 2 0.000 9 0 0 0 n-Decane0 0 0 0 0 0 0 Nitrogen0.002 1 0.003 9 0 0 0.005 7 0 0.005 7 CO20 0.010 6 0.106 9 0.167 0 0.010 8 0 0.010 8 Helium0 0.000 4 0 0 0.000 4 0 0.000 4 Hydrogen0 0.000 1 0 0 0.000 1 0 0.000 1 Ethylene0.485 2 0 0 0 0 0 0 H2S0 0 0.000 1 0 0 0 0 0102030405060-120-100-80-60-40-2002040abc Cold composite curve Hot composite curveTemperature/Enthalpy/MW-100-80-60-40-2002040051015202530Initial sampleSample 1Sample 2Sample 3Heat transfer temperature difference/Hot flow temperature/-100-80-60-40-2002040051015202530Heat transfer temperature difference/Hot flow temperature/图 4 主冷箱冷热流股复合曲线（a），主冷箱传热温差（b），组分优化过程的主冷箱传热温差（c）Fig.4 Composite curves of hot and cold stream of main cold box(a)，heat transfer temperature difference of main cold box(b)，heat transfer temperature difference of main cold box in component optimization process(c).第 6 期769制冷剂出主冷箱的温度随甲烷含量的降低而降低，可通过调节制冷剂流量维持制冷剂的出口温度不变。表 5 为组分-流量优化过程的功耗。图 5为组分-流量优化过程的主冷箱传热温差。结合表5 和图 5 可知，随着甲烷含量降低，制冷剂流量降低。实际装置运行中降低甲烷含量和制冷剂流量，可有效降低主冷箱内部传热温差，满足工业生产要求（小于 25）。比较样本 3 和样本 2，两者的主冷箱最大传热温差相近，但样本 3 的功耗低于样本2，因此选择样本 3 为优化结果。优化后制冷剂中甲烷、乙烷、丙烷、异丁烷、正丁烷、氮气和乙烯含量（x）分别为 0.200 0，0.000 7，0.083 5，0.157 5，0.003 1，0.002 4，0.555 6；优化后的制冷剂流量为2 840 kmol/h，过程功耗降低 23.17%，主冷箱最大传热温差降低 3.490 5。量（x）分别为 0.200 0，0.000 7，0.083 5，0.157 5，0.003 1，0.002 4，0.555 6；优化后的制冷剂流量为2 840 kmol/h，过程功耗降低 23.17%，主冷箱最大传热温差降低 3.490 5。3）基于冷箱的复合曲线确定传热温差沿热流温度分布规律，进而确定通过混合制冷剂组分调整可准确确定制冷剂组成的影响规律，可推广应用于其他混合制冷剂系统。参 考 文 献1 李永全.长庆油田伴生气回收利用技术研究 D.西安：西安石油大学，2013.2 卢剑.大庆某天然气处理厂轻烃回收工艺设计及优化 D.大庆：东北石油大学，2017.3 罗琴.锦州某天然气处理厂轻烃回收工艺优化技术 D.北京：中国石油大学，2011.4 陈天洪，朱江.低压天然气轻烃回收工艺 J.化工进展，2015，34（7）：2092-2096.5 SHEN Y H，SHI W R，ZHANG D H，et al.Recovery of light hydrocarbons from natural gas by vacuum pressure swing adsorption process J.Journal of Natural Gas Science and Engineering，2019，68：102895.6 李国诚，诸林.油气田地面轻烃回收技术 M.成都：四川科学技术出版社，1998：15-46.7 徐健云.轻烃回收DHX工艺分析与优化 D.成都：西南石油大学，2019.8 张超.天然气液化及轻烃回收联合工艺开发及应用 J.现代化工，2021，41（2）：246-250.9 杨婉玉，李越，李亚军.天然气轻烃回收工艺设计及操作参数的优化 J.化工进展，2015，34（10）：3589-3594.10 李国娜，王赤宇，周鹍，等.基于HYSYS的天然气轻烃回收仿真及优化J.现代化工，2014，34（10）：150-153.11 YANG M B，ZENG S Y，FENG X，et al.Simulation-based modeling and optimization for refinery hydrogen network integration with light hydrocarbon recovery J.Interna-tional Journal of Hydrogen Energy，2022，47（7）：4662-4673.12 HE T，LIN W S.A novel propane pre-cooled mixed refrigerant process for coproduction of LNG and high purity ethane J.Energy，2020，202：117784.13 SABBAGH O，FANAEI M A，ARJOMANG A，et al.Multi-objective optimization assessment of a new integrated scheme for co-production of natural gas liquids and liquefied natural gas J.Sustainable Energy Technologies and Assess-ments，2021，47：101493.14 NIKKHO S，ABBASI M，ZAGURFAR J，et al.Energy and exergy investigation of two modified single mixed refrigerant processes for natural gas liquefaction J.Computer&Chemical Engineering，2020，140：106854.表 5 组分-流量优化过程的功耗Table 5 Power consumption in component-flow optimization process SampleRefrigerant flow rate/(kmolh-1)Power consumption/kWInitial sample3 6638 055.98Sample 13 3197 268.08Sample 23 0706 700.10Sample 32 8406 189.20-100-80-60-40-2002040051015202530Initial sampleSample 1Sample 2Sample 3Heat transfer temperature difference/Hot flow temperature/图 5 组分-流量优化过程的主冷箱传热温差Fig.5 Heat transfer temperature difference of main cold box in component-flow optimization process.3 结论1）提出了四元混合制冷剂与传热温差的关联规律，可用于确定混合制冷剂组分调整策略，以降低冷箱传热温差。2）对于所研究的系统，最佳混合制冷剂中甲烷、乙烷、丙烷、异丁烷、正丁烷、氮气和乙烯含李开宇等.天然气脱轻烃系统混合制冷剂影响规律及优化2023 年第 52 卷石油化工PETROCHEMICAL TECHNOLOGY77015 熊永强，李亚军，华贲.液化天然气冷量利用与轻烃分离集成优化 J.现代化工，2006，26（3）：50-53.16 张足斌，范美玉，王海琴，等.C3/MRC液化工艺中混合制冷剂组成选择及配比优化J.低温与超导，2016，44（3）：20-25.17 曹文胜，鲁雪生.混合制冷剂低温液化流程中LNG换热器的性能分析 J.低温与超导，2012，40（10）：27-33.18 LI K Y，GAO Y T，ZHANG S A，et al.Study on the energy efficiency of bioethanol-based liquid hydrogen production process扫码了解更多相关专题研究信息J.Energy，2022，238：122032.（编辑 杨天予）