选定丙烷为中间介质,规定其正常操作温度为-8℃,且丙烷在凝结器与蒸发器中循环时,处于气液相平衡的饱和状态,所以循环过程中压力与温度均不发生变化。丙烷为中间介质流程模拟计算的已知参数如表2-1所示。其中,X表示气相分数。
表2-1 整体式IFV以丙烷为中间介质的流程模拟的已知参数
换热器 流体 进口参数 出口参数
凝结器
(E-100) 管程:LNG T=-162℃,P=6。3MPa T=-35℃,P=6。3MPa
壳程:丙烷 X=1,T=-8℃ X=0,T=-8℃
蒸发器
(E-101) 管程:海水 P=0。2MPa T=7℃,P=0。2MPa
壳程:丙烷 X=0,T=-8℃ X=1,T=-8℃
续表2-1
调温器
(E-102) 管程:海水 T=12℃,P=0。2MPa P=0。2MPa
壳程:NG T=-35℃,P=6。3MPa T=1℃,P=6。3MPa
(1)启动HYSYS软件,点击New新建一个工作案,选择为丙烷中间介质。
(2)新建组分和流体包。在组分列表中添加甲烷、丙烷(Propane)以及水,在流体包中选择Peng-Robinson作为物性方法,进入模拟环境。如图2-3、2-4所示。
图2-3 添加组分
图2-4 选择物性包
(3)从对象面板选择管壳式换热器(Heater Exchanger)放到流程中,作为凝结器(E-100),双击管壳式换热器打开属性窗口,在管程输入(Tube Side Inlet)与管程输出(Tube Side Outlet)中分别创建物流LNG in与feed 1,在壳程输入(Shell Side Inlet)与壳程输出(Shell Side Outlet)中分别创建物流feed 2与feed 3。如图2-5所示。
图2-5 定义凝结器
(4)输入管壳式换热器参数条件。点击参数(Parameters)按钮,选择换热器模型为加权型(Weighted)。热泄露/损失(Heat Leak/Loss)选择None。如图2-6所示。
(5)输入进料物流组分。点击Worksheet,点击Composition,输入物流LNG in中甲烷摩尔分数为1,其余为0,feed 1组分会自动生成;输入物流feed 2中丙烷摩尔分数为1,其余为0,feed 3组分也会自动生成。如图2-7所示。文献综述
(6)按照以上定义凝结器的步骤,分别定义蒸发器(E-101)与调温器(E-102),其中蒸发器为加权型,调温器为终点型(End Point)。蒸发器管程进出口物流分别为feed 4与seawater out,壳程进出口物流分别为feed 3与feed 2。调温器管程进出口物流分别为feed 5与feed 4,壳程进出口物流分别为feed 1与NG out。设置feed 5中水的摩尔分数为1,其余为0,定义完成后软件自动连接三个换热器。如图2-8所示。
(7)因为流程中的海水需要由海水泵抽入,所以在对象面板中选择泵(Pump)放到流程中,双击泵打开属性窗口,在输入(Inlet)中创建流体seawater in,在输出(Outlet)中选择流体feed 5,并在Energy中创建能量流EF-100。如图2-9所示。
图2-6 输入凝结器参数