CN104913593B - 一种bog液化的工艺和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种BOG液化的工艺和装置。本发明的工艺过程为：复热后的低温BOG经压缩机增至高压、预冷并节流，利用高压节流制冷的原理将大部分BOG液化。本发明的工艺提供的BOG液化流程简单，制冷剂单一，对原系统无影响，且容易制造成一个统一的撬装设备，特别适用于LNG储配站、LNG加液站。

Description

一种BOG液化的工艺和装置
技术领域
本发明提供了一种BOG(Boil Off Gas，蒸发气)液化的工艺和装置，适用于将LNG储罐及LNG装车、卸车系统产生的BOG再液化。
背景技术
目前我国LNG产业还处在发展期，BOG放散是一个较为普遍和现象，对于一些配套车辆和用户不足的LNG设施来说，年放散量往往能够占到总购入气量的10％以上，严重的甚至能够达到30％。将BOG再液化能够有效地缓解LNG加气站及其他LNG设施BOG频繁放散的问题。以一个设计加气量10000Nm3/d的LNG加气站为例，若放散率为10％，一年直接经济损失接近20万元。将BOG再液化以尽可能的避免这部分成本损失，具有极高的经济性。
另外，BOG的主要成分甲烷是一种典型的温室气体，其温室效应约是二氧化碳的20倍。BOG的泄放不仅浪费能源，带来可燃气体燃烧、爆炸的风险，同时造成严重的温室效应，污染环境，与我国保护环境、节能减排、可持续发展的规划目标背道而驰。
目前BOG液化应用较多的是BOG经压缩机增压后进入冷箱，利用膨胀制冷、混合制冷、级联制冷等制冷方式，在冷箱中的制冷剂的制冷作用下液化，这一工艺对原有的天然气液化系统有一定的依赖性，尤其BOG的量变动较大时，易影响冷箱中天然气－制冷剂换热系统的稳定性，且需要增加专门的BOG换热流道，故冷箱的结构及制冷流程较为复杂，投资高。
发明内容
本发明提出一种BOG液化的工艺，其液化流程简单，制冷剂单一，对原系统影响小，特别适用于LNG储配站、LNG加液站。
本发明的工艺通过以下的技术方案实现：来自LNG储罐或LNG装车、卸车系统的低温BOG首先进入BOG低温换热器中回收冷能，与经BOG压缩机增压后的高压BOG换热复热至-20～-50℃(例如-30～-40℃，优选约-40℃)，而后任选进入BOG常温换热器中复热至15～30℃(例如15～25℃，优选约20℃)；复热后的BOG经BOG压缩机增压至10～25MPaA(例如20MPaA)后在压缩机后冷却器中冷却至约40～45℃，而后依次经任选的BOG常温换热器、制冷机和BOG低温换热器预冷至约-85～-105℃(例如-90～-100℃，优选约-100℃)，最后进入一节流阀节流至0.1～0.8MPaA(例如0.15MPaA)，利用先预冷后高压节流制冷的原理将大部分BOG液化，再进行气液分离(例如通过闪蒸罐，在0.10-0.20MPaA，例如0.15MPaA下闪蒸)，液化的部分即LNG送去LNG储存系统，未液化部分与来自LNG储罐或LNG装车、卸车系统的低温低压BOG汇合后再液化。
BOG低温换热器和BOG常温换热器是根据BOG流经的低温区和高温区来划分的。
本发明利用先预冷后高压节流制冷的原理将大部分BOG液化，液化率约为45％～60％。
优选地，高压BOG经BOG常温换热器后被预冷至0～35℃(例如5℃～25℃)，经制冷机后预冷至-15～-45℃(例如-20～-40℃)。
制冷机采用的制冷剂可以是丙烷、丙烯、氟利昂等中的一种或多种。
BOG压缩机后冷却器采用循环水冷却，也可采用空冷或其他等价的冷却系统代替。
BOG压缩机采用低温压缩机时，流程中可以没有BOG常温换热器，低温BOG直接进入BOG压缩机增压。即，BOG压缩机为低温压缩机，从BOG低温换热器出来的BOG直接进入BOG压缩机中压缩，不经过BOG常温换热器，且在压缩机后冷却器中冷却后的BOG直接进入制冷机中。
本发明的另外一个方面提供了一种BOG液化装置，包括BOG压缩机及BOG压缩机后冷却器、制冷机、BOG低温换热器、节流阀和BOG闪蒸罐；
界区外来的BOG管道依次连接低温BOG换热器、BOG压缩机，BOG压缩机出口依次连接至BOG压缩机后冷却器、制冷机、BOG低温换热器后，连接至节流阀，节流阀的出口连接至BOG闪蒸罐入口，BOG闪蒸罐的气相出口与界区外来的BOG管道汇合，液相出口连接至LNG储存系统。
优选地，本发明的BOG液化装置进一步在BOG压缩机后冷却器与制冷机之间包括BOG常温换热器，界区外来的BOG管道依次连接低温BOG换热器、BOG常温换热器、BOG压缩机，BOG压缩机出口依次连接至BOG压缩机后冷却器、BOG常温换热器、制冷机、BOG低温换热器。
其中“任选”表示有或没有。MPaA表示绝对压力。
本发明的优点：
1、BOG的液化流程相对独立，对原液化系统没有影响，BOG流量的波动不会影响冷箱的正常操作；
2、整个流程换热合理，BOG冷量得到回收利用；
3、制冷机采用单一制冷剂即可实现操作，不存在制冷剂配比及泄漏的问题；
4、此回收系统可独立成撬，作为一个设备；
5、操作简单，维护成本低。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
其中，C-1、BOG压缩机 E-1、压缩机后冷却器 E-2、BOG常温换热器 E-3、制冷机 E-4、BOG低温换热器 V-1、BOG闪蒸罐 X-1、节流阀。
具体实施方式
本发明提出一种BOG液化的工艺，其液化流程简单，制冷剂单一，对原系统影响小，特别适用于LNG储配站、LNG加液站。
参照附图1，本发明的工艺通过以下的技术方案实现：来自LNG储罐或LNG装车、卸车系统的低温BOG首先进入BOG低温换热器E-4中回收冷能，与经BOG压缩机C-1增压后的高压BOG换热复热至-20～-50℃(例如-40℃)，任选地进入BOG常温换热器E-2中复热至15～25℃(例如20℃)；复热后的BOG经BOG压缩机C-1增压至10～25MPaA(例如20MPaA)后在压缩机后冷却器E-1中冷却至约40～45℃，而后依次经任选的BOG常温换热器E-2、制冷机E-3和BOG低温换热器E-4预冷至约-85～-105℃(例如-100℃)，最后进入一节流阀X-1节流至0.1～0.8MPaA(例如0.15MPaA)，利用先预冷后高压节流制冷的原理将大部分BOG液化，液化率约为45％～60％；通过闪蒸罐进行气液分离(例如在0.15MPaA下)，液化的部分即LNG送去LNG储存系统，未液化部分与来自LNG储罐或LNG装车、卸车系统的低温低压BOG汇合后再液化。
高压BOG经BOG常温换热器E-2后被预冷至0～35℃，经制冷机E-3后预冷至-15～-45℃。
制冷机E-3采用的制冷剂可以是丙烷、丙烯、氟利昂等中的一种。
BOG压缩机后冷却器E-1采用循环水冷却，也可采用空冷或其他等价的冷却系统代替。
BOG压缩机C-1采用低温压缩机时，流程中可以没有BOG常温换热器E-2，低温BOG直接进入BOG压缩机C-1增压(即，从BOG低温换热器E-4出来的BOG直接进入BOG压缩机C-1中压缩，不经过BOG常温换热器E2)，在压缩机后冷却器E-1中冷却后的BOG直接进入制冷机E-3中。
在本发明的工艺中，BOG的液化流程相对独立，对原液化系统没有影响，BOG流量的波动不会影响冷箱的正常操作；整个流程换热合理，BOG冷量得到回收利用；制冷机采用单一制冷剂即可实现操作，不存在制冷剂配比及泄漏的问题。

Claims (7)

1.一种BOG液化的工艺，其包括：来自LNG储罐或LNG装车、卸车系统的低温BOG首先进入BOG低温换热器中回收冷能，与经BOG压缩机增压后的高压BOG换热而复热至-20～-50℃，而后进入BOG常温换热器中复热至15～30℃；复热后的BOG经BOG压缩机增压至10～25MPaA后在压缩机后冷却器中冷却至35～45℃，而后依次经BOG常温换热器、制冷机和BOG低温换热器预冷至-85～-105℃，最后进入节流阀节流至0.1～0.8MPaA，经节流后的液化率为45％～60％，再进行气液分离，液化的部分即LNG送去LNG储存系统，未液化部分与来自LNG储罐或LNG装车、卸车系统的低温低压BOG汇合后再液化，其中高压BOG经BOG常温换热器后被预冷至0～35℃，经制冷机后预冷至-15～-45℃。
2.根据权利要求1所述的BOG液化的工艺，其中，来自LNG储罐或LNG装车、卸车系统的低温BOG首先进入BOG低温换热器中回收冷能，与经BOG压缩机增压后的高压BOG换热而复热至-40℃，而后进入BOG常温换热器中复热至20℃；复热后的BOG经BOG压缩机增压至20MPaA后在压缩机后冷却器中冷却至40～45℃，而后依次经BOG常温换热器、制冷机和BOG低温换热器预冷至-100℃，最后进入节流阀节流至0.15MPaA。
3.根据权利要求1或2所述的BOG液化的工艺，其中，制冷机采用的制冷剂是丙烷、丙烯、氟利昂中的一种或多种。
4.根据权利要求1或2所述的BOG液化的工艺，其中，BOG压缩机后冷却器采用循环水冷却或采用空冷。
5.根据权利要求1或2所述的BOG液化的工艺，其中，BOG压缩机为低温压缩机，从BOG低温换热器出来的BOG直接进入BOG压缩机中压缩，不经过BOG常温换热器，且在压缩机后冷却器中冷却后的BOG直接进入制冷机中。
6.一种BOG液化装置，包括BOG压缩机及BOG压缩机后冷却器、制冷机、BOG低温换热器、节流阀和BOG闪蒸罐；
界区外来的BOG管道依次连接低温BOG换热器、BOG压缩机，BOG压缩机出口依次连接至BOG压缩机后冷却器、制冷机、BOG低温换热器后，连接至节流阀，节流阀的出口连接至BOG闪蒸罐入口，BOG闪蒸罐的气相出口与界区外来的BOG管道汇合，液相出口连接至LNG储存系统。
7.根据权利要求6所述的BOG液化装置，其进一步在BOG压缩机后冷却器与制冷机之间包括BOG常温换热器，界区外来的BOG管道依次连接低温BOG换热器、BOG常温换热器、BOG压缩机，BOG压缩机出口依次连接至BOG压缩机后冷却器、BOG常温换热器、制冷机、BOG低温换热器。
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