《氧氣不足》小型原油裂解模塊佈局參考

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前言

根據不嚴謹的測試,該模塊可以以1.1kg/s的速率裂解原油,若產生的天然氣全用來發電的話,每個週期平均可以產生約2000千焦的淨電力(淨電力=電力產生-電力消耗)。

不想看解釋的可以直接拉到最後看水路和自動化路線。

原理與建造思路

然後開始正題,先說一下原油裂解的原理:

《氧氣不足》小型原油裂解模塊佈局參考

所以我們需要建造一個熱室,把其中的溫度維持在538.9度以上,將原油轉化成酸氣。一個冷室,溫度維持在-161.5度以下,將酸氣轉化成甲烷。

一種很容易想到的做法是在熱室建造一個液冷機(必須要用太空材料,否則會過熱),將冷水通往冷室。以此來維持各自的溫度。

但是建造的過程中,很容易遇到以下兩個問題:

1.熱源過熱,熱室中產生的酸氣溫度太高,以至於它到達冷室後難以被冷卻。

2.冷源過冷,冷室中的溫度太低,使甲烷凝固,或者冷凝液在經過一次迴流後,溫度仍然十分接近絕對零度,這種情況下液冷機無法滿功耗釋放熱量,難以維持熱室的溫度。

我的解決方法是:

1.使用兩個液冷機冷卻冷室,一個液冷機加熱熱室,這樣就肯定不會熱源過熱了。

2.如果最終產物是液態甲烷,需要把冷室的溫度維持在-182.6~-161.5度,但是如果最終產物是固態甲烷,那麼只需要把溫度維持在-182.6度以下就可以了,顯然後者更容易做到,當冷凝液溫度接近絕對零度時,我們只需要將冷凝液排放到外界吸熱後再回流。

模塊細節講解

按照這樣的思路,就有了這個模塊:

《氧氣不足》小型原油裂解模塊佈局參考

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可以看到我用兩個液冷機冷卻冷室,並且在熱室頂部用了導熱性好的普通磚塊(鎂鐵質鹽)。將高溫酸氣的熱導到蒸汽室作為第一次冷卻,酸氣隨後還會經過上方的水冷循環管道做第二次冷卻,最後一次冷卻是來自熱室水冷機的水冷循環。這樣可以保證絕對不會出現熱源過熱的問題。

接下來看一下自動化概覽:

《氧氣不足》小型原油裂解模塊佈局參考

我們來一個個解釋,首先是左下角的液冷機:

《氧氣不足》小型原油裂解模塊佈局參考

這里液壓傳感器起到的作用是

1.只有當熱室液體液壓小於1kg時打開排水口,防止熱室液體過多,導致升溫較慢,產生酸氣的速率不均勻。

2.只有當熱室液體液壓大於等於1kg時打開液冷機,防止沒有石油供應的時候液冷機還在工作,最後導致過熱)。

然後是上方的推氣門,用來將熱室的氣體單向的運送到冷室。

《氧氣不足》小型原油裂解模塊佈局參考

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然後是上方水冷機的控制系統:

《氧氣不足》小型原油裂解模塊佈局參考

可以看到上方的液冷機想要被開啟,要滿足以下條件之一:

1.液體管道中的液體溫度高於-100度,這是為了維持冷卻液的溫度。

2.冷室中的氣壓或液壓高於5kg,這是為了防止熱源過熱,因為理想狀況下,酸氣應該一到達冷室就凝結成固態甲烷,如果有氣體或者液體堆積,說明冷室的溫度不夠低,因此我們開啟上方的液冷機做冷卻。

液體開關閥的控制部分:

《氧氣不足》小型原油裂解模塊佈局參考

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當冷卻液溫度過低,氣體開關閥被打開,冷卻液會被排放到外界吸熱,然後迴流。

可以看到液體開關閥要被打開必須同時滿足以下條件:

1.冷室中的氣壓或液壓不高於5kg。因為若高於5kg,說明冷室有氣液堆積,需要冷卻,這時不打開液體開關閥。

2.冷卻液溫度低於-260度。

最後看一下甲烷氣室,運輸系統會收集冷室中的固態甲烷運送到甲烷氣室,甲烷氣室底部是溫度大於85度的石油,可以讓固態甲烷幾乎一到達就變成為氣體。同時我還在甲烷氣室添加了一個氣壓傳感器,當氣壓大於1kg時才開啟氣泵,這樣可以節約電力。

《氧氣不足》小型原油裂解模塊佈局參考

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最後是電路、水路和自動化線路的概覽圖:

《氧氣不足》小型原油裂解模塊佈局參考

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還有一些注意事項:

1.熱室和冷室底下的隔熱磚最好用隔熱質,當然也可以抽真空。

2.不要用鉛。

3.熱室的水冷機要用太空材料。

來源:bilibili
作者:澤爾醬果凍時間《氧氣不足》小型原油裂解模塊佈局參考

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