邓 骥 诸 林 肖 娅 赵启龙

(西南石油大学化学化工学院)

含氧煤层气液化流程安全性分析与措施

邓 骥 诸 林 肖 娅 赵启龙

(西南石油大学化学化工学院)

矿下抽采的煤层气由于混有空气而在液化中存在爆炸危险。通过将HYSYS对常规液化分离流程的模拟结果与爆炸极限理论相结合进行分析计算得出:爆炸危险主要集中在冷凝终了处和精馏塔顶部。进而提出降低压缩机出口压力或提高最终冷凝温度;严格控制精馏塔塔顶气相CH4含量在爆炸上限之上,塔顶气用N2惰化后再与液氮逆流接触以进一步回收CH4。计算表明,当N2注入比达0.6(摩尔比),气相CH4含量曲线将绕过临界点进入安全区。采取措施后CH4有较高收率且液化流程安全性得以提高。

含氧煤层气 液化 模拟 爆炸极限 惰化

目前,煤层气开采主要有地面抽采和矿下抽采两种方式,后者在实际开发中采用较普遍。地面抽采的煤层气CH4体积分数可达98%,能直接利用;矿下抽采的煤层气CH4体积分数一般只有30%～ 70%[1-2],其余主要是空气。含氧煤层气脱氧是矿下煤层气利用的技术瓶颈,目前主要的脱氧方法有低温液化分离、变压吸附、燃烧脱氧和膜分离等[1,3-4]。其中,低温液化分离法通过液化来实现脱氧,同时得到液态产品,由于其脱除杂质彻底、产品纯度高而成为常用方法[1,4]。含氧煤层气在液化过程中由于氧的存在而面临爆炸危险[2,3,5]。因此,保证流程安全极其重要。

1 液化流程模拟

采用的原料气组成如表1所列[1,3,6]。图1为典型含氧煤层气液化分离流程[1,3-4,6],该流程主要由煤层气液化分离和冷剂制冷系统组成。……