A simple approach for evaluating the performance of a refrigeration system in the natural gas processing industry

摘要

Sustavi hlađenja su uobičajeni u industriji prerade prirodnog plina i procesima povezanim s rafiniranjem nafte i petrokemijskom i kemijskom industrijom. Neki od primjena hlađenja uključuju proizvodnju kapljevina prirodnog plina (NGL), ukapljenog prirodnog plina (LNG), kontrolu rosišta ugljikovodika, kondenzaciju refluksa za lake frakcionatore ugljikovodika i postrojenja za obradu ukapljenog prirodnog plina (LNG). U ovom je radu formuliran, za korištenje jednostavan program, postizanja pravilnog određivanja glavnih konstrukcijskih parametara trostupanjskih sustava koji kao rashladno sredstvo koriste propan. Predloženi program je prikladan za temperature isparavanja od -40 ℃ do 60 ℃ i temperature kondenzacije rashladnog sredstva između 10 ℃ i 60 ℃. Rezultati pokazuju da se rezultati prediktivnog programa vrlo dobro podudaraju s podacima izvještaja pri čemu se srednje apsolutno odstupanje kreće oko 1,4%. Program razvijen u ovoj studiji može biti od velike praktične vrijednosti za inženjere i znanstvenike jer im omogućuje brzu provjeru propanskih sustava hlađenja kod različitih uvjeta. Osobito će inženjeri prerade prirodnog plina i inženjeri kemije utvrditi da je predloženi sustav lak za korištenje s jasnim proračunima koji ne uključuju složene izraze.%Refrigeration systems are common in the natural gas processing industry and processes related to the petroleum refining, petrochemical, and chemical industries. Several applications for refrigeration include natural gas liquids (NGL) recovery, liquefied petroleum gas (LPG) recovery, hydrocarbon dew point control, reflux condensation for light hydrocarbon fractionators, and liquefied natural gas (LNG) plants. In the present work, simple-to-use predictive tool is formulated to arrive at an appropriate estimation of main design parameters in three-stage propane refrigerant systems. The proposed tool is suitable for the range of evaporator temperatures between -40 ℃ and 60℃ and the refrigerant condensing temperatures range between 10 ℃ to 70 ℃. Results show that the proposed predictive tool has a very good agreement with the reported data wherein the average absolute deviation percent hovered around 1.4%. The tool developed in this study can be of immense practical value for the engineers and scientists to have a quick check on the performance of propane refrigerant systems at various conditions. In particular, gas processing and chemical engineers would find the proposed approach to be user-friendly with transparent calculations involving no complex expressions.