CN104948904A - 一种用于投产初期lng接收站所产生bog的综合处理装置及工艺 - Google Patents

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杨同莲
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Abstract

本发明公开了一种用于投产初期LNG接收站所产生BOG的综合处理装置及工艺，属于LNG接收站BOG处理技术领域，该综合处理装置包括LNG储罐、低压BOG压缩机、高压BOG压缩机和CNG加注接口，LNG储罐的BOG气相出口管线与低压BOG压缩机的进口连通，低压BOG压缩机的出口管线与高压BOG压缩机进口连通，高压BOG压缩机的出口管线与CNG加注接口的进口连通，CNG加注接口的出口管线分成两路，一路管线连通CNG加注机，另一路管线与液化单元进口连通，液化单元的气相出口管线与循环BOG压缩机连通，循环BOG压缩机的出口管线与液化单元进口连通；液化单元的液相出口管线与LNG储罐的液相进口连通。本发明和现有技术相比，兼具CNG外输功能，BOG的处理更为灵活可靠，设备维护简单、操作便利。

Description

一种用于投产初期LNG接收站所产生BOG的综合处理装置及工艺
技术领域
 本发明涉及LNG接收站BOG处理技术领域，具体地说是一种用于投产初期LNG接收站所产生BOG的综合处理装置及工艺。
背景技术
LNG( Liquefied Natural Gas) 是液化天然气的简称，LNG由于其巨大的能源清洁性优势，目前在国内得以大力发展。相应的LNG接收站如雨后春笋，相继在广东、福建、浙江、江苏等地开工建设。
在LNG接收站建成之后，往往存在管网建设相对落后的实际情况，一般要落后于LNG接收站建设1年左右，个别项目可能更长。而接收站中处理BOG(Boil-off gas)的传统工艺基于要有一定的外输气，因此在接收站投产初期、管网建设未完成情况下，就无法正常处理BOG。如果储罐超压就需要放空火炬，既是能源浪费，也污染大气。
处理以上问题，通常选用氮膨胀液化、混合冷剂液化、加压外输至电厂等等。传统液化仍存在液化后入罐闪蒸无法处理、液化负荷调节范围窄、动设备较多维护不便等问题。传统液化冷箱启动尤其慢，第一次卸船时LNG储罐为空罐(无法提前启动液化装置进行热备)，卸料时间大约10小时，而传统液化冷箱无法在10小时内启动，因此不能有效处理首次卸船产生的大量BOG。而加压外输至电厂，并非对每个项目都适用。
发明内容
本发明的技术任务是提供一种用于投产初期LNG接收站所产生BOG的综合处理装置及工艺。
本发明的技术任务是按以下方式实现的，该综合处理装置包括LNG储罐、低压BOG压缩机、高压BOG压缩机和CNG加注接口，LNG储罐的BOG气相出口管线与低压BOG压缩机的进口连通，低压BOG压缩机的出口管线与高压BOG压缩机进口连通，高压BOG压缩机的出口管线与CNG加注接口的进口连通，CNG加注接口的出口管线分成两路，一路管线连通CNG加注机，另一路管线与液化单元进口连通，液化单元的气相出口管线与循环BOG压缩机连通，循环BOG压缩机的出口管线与液化单元进口连通；液化单元的液相出口管线与LNG储罐的液相进口连通。
所述的液化单元包括换热器一、换热器二、换热器三、膨胀设备一、膨胀设备二、气液分离器一、气液分离器二、气液分离器三和缓冲罐；液化单元的进口管线分两路，一路管线依次与换热器一、换热器二和换热器三连通，液化单元的另一路进口管线与排放气换热器的进口连通；换热器三的出口管线分两路，一路管线与膨胀设备一的进口连通，另一路管线与膨胀设备二的进口连通；膨胀设备一的出口管线与气液分离器一的上部进口连通，气液分离器一的底部出口管线与气液分离器二的上部进口连通，气液分离器一的顶部出口管线分两股，一股依次与换热器三和换热器一连通，换热器一的顶部出口管线与循环BOG压缩机连通，气液分离器一的顶部出口管线的另一股与气液分离器二内的下部盘管连通；膨胀设备二的出口管线与气液分离器二的上部进口连通，气液分离器二的顶部出口管线与膨胀设备一连通，气液分离器二内的下部盘管的出口管线与气液分离器三的上部进口连通，气液分离器三的顶部出口管线与排放气换热器的底部进口连通，气液分离器三的底部出口管线与气液分离器二的上部进口连通；气液分离器二的底部出口管线与缓冲罐的上部进口连通，缓冲罐的底部液相出口管线与LNG储罐的液相进口连通，缓冲罐顶部的气相出口管线与膨胀设备二连通。
所述的气液分离器二的底部出口与缓冲罐的上部进口连通的管线上安装有减压阀。
 所述的膨胀设备一和膨胀设备二是喷射器或两相流膨胀机。
 所述的液化单元设置有至少一个，当有两个或两个以上的液化单元时，两个或两个以上的液化单元并联设置。
该综合处理工艺步骤如下：
1）BOG压缩：来自LNG储罐温度为-150～-140oC的BOG进入低压BOG压缩机，增压至0.5～0.8 MPaG，出口温度0oC以上，之后进入高压BOG压缩机进行压缩至12～21 MPaG，出口温度在38～50oC；
2）CNG加注：高压BOG压缩机出口与CNG加注接口连通， CNG加注接口的出口管线分成两路，一路管线连通CNG加注机，用于CNG罐车加注或者给接收站的LNG槽车进行加注作为燃料；另一路管线的BOG进入液化单元；
3）换热处理：进入液化单元的BOG依次通过换热器一、换热器二和换热器三进行换热，换热器三的出口的BOG温度为-60～-80oC；
4）高压BOG膨胀液化：换热处理后的高压BOG分为两股，一股进入膨胀设备一、另一股进入膨胀设备二，经过减压，使得部分BOG液化，之后进入气液分离器；膨胀设备一未液化的气相，一部分经过循环BOG压缩机加压重新进入液化流程；另外一部分气相则与膨胀设备二液化后的LNG进行换热，回收更多BOG；膨胀设备二液化汇合膨胀设备一液化，通过减压阀减压后进入缓冲罐，同时利用膨胀设备二吸入缓冲罐所产生的闪蒸气，进一步实现循环液化；之后，缓冲罐内的LNG克服阻力，排入LNG储罐；
5）放空气体：由于BOG内存在一定量氮气，经过膨胀液化、回收气相之后，无法液化的高氮含量气体通过排放气换热器直接排入大气。
所述的膨胀设备一和膨胀设备二是喷射器或两相流膨胀机。
本发明的一种用于投产初期LNG接收站所产生BOG的综合处理装置及工艺和现有技术相比，兼具CNG外输功能，BOG的处理更为灵活可靠。而且液化工艺冷箱启动较快、设备维护简单、操作便利，进入LNG储罐之前，经过一定减压，先进入缓冲罐气液分离，产生的闪蒸气可重新进入流程进行循环处理，根本上避免了由于闪蒸导致储罐超压的工况。由于本工艺单套液化能力较小，可根据LNG接收站投产初期的工况进行多套配置，同时可实现液化调节范围与站内低压BOG压缩机负荷调节同步匹配，使得液化工艺能够涵盖更多的LNG接收站初期操作工况。
附图说明
附图１为一种用于投产初期LNG接收站所产生BOG的综合处理装置的结构示意图。
图中：1-1、低压BOG压缩机，1-2、高压BOG压缩机，2、换热器一，3、换热器二，4、换热器三，5、膨胀设备一，5-1、气液分离器一，6、膨胀设备二，6-1、气液分离器二，7、气液分离器三，8、LNG储罐，9、循环BOG压缩机，10、CNG加注接口，11、排放气换热器，12、CNG加注机，13、缓冲罐，14、减压阀。
具体实施方式
实施例1：
使用一个液化单元：
该综合处理装置包括LNG储罐8、低压BOG压缩机1-1、高压BOG压缩机1-2和CNG加注接口10，LNG储罐8的BOG气相出口管线与低压BOG压缩机1-1的进口连通，低压BOG压缩机1-1的出口管线与高压BOG压缩机1-2进口连通，高压BOG压缩机1-2的出口管线与CNG加注接口10的进口连通，CNG加注接口10的出口管线分成两路，一路管线连通CNG加注机12，另一路管线与液化单元进口连通，液化单元的气相出口管线与循环BOG压缩机9连通，循环BOG压缩机9的出口管线与液化单元进口连通；液化单元的液相出口管线与LNG储罐8的液相进口连通。
所述的液化单元包括换热器一2、换热器二3、换热器三4、喷射器一5、喷射器二6、气液分离器一5-1、气液分离器二6-1、气液分离器三7和缓冲罐13；液化单元的进口管线分两路，一路管线依次与换热器一2、换热器二3和换热器三连4通，液化单元的另一路进口管线与排放气换热器11的进口连通；换热器三4的出口管线分两路，一路管线与喷射器一5的进口连通，另一路管线与喷射器二6的进口连通；喷射器一5的出口管线与气液分离器一5-1的上部进口连通，气液分离器一5-1的底部出口管线与气液分离器二6-1的上部进口连通，气液分离器一5-1的顶部出口管线分两股，一股依次与换热器三4和换热器一2连通，换热器一2的顶部出口管线与循环BOG压缩机9连通，气液分离器一5-1的顶部出口管线的另一股与气液分离器二6-1内的下部盘管连通；喷射器二6的出口管线与气液分离器二6-1的上部进口连通，气液分离器二6-1的顶部出口管线与喷射器一5连通，气液分离器二6-1内的下部盘管的出口管线与气液分离器三7的上部进口连通，气液分离器三7的顶部出口管线与排放气换热器11的底部进口连通，气液分离器三7的底部出口管线与气液分离器二6-1的上部进口连通；气液分离器二6-1的底部出口管线与缓冲罐13的上部进口连通，气液分离器二6-1的底部出口与缓冲罐13的上部进口连通的管线上安装有减压阀14，缓冲罐13的底部液相出口管线与LNG储罐8的液相进口连通，缓冲罐13顶部的气相出口管线与喷射器二6连通。
采用上述装置的该综合处理工艺步骤如下：
1）BOG压缩：来自LNG储罐8温度为-150oC的BOG进入低压BOG压缩机1-1，增压至0.5 MPaG，出口温度0oC以上，之后进入高压BOG压缩机1-2进行压缩至12 MPaG，出口温度在38oC；
2）CNG加注：高压BOG压缩机1-2出口与CNG加注接口10连通， CNG加注接口10的出口管线分成两路，一路管线连通CNG加注机12，用于CNG罐车加注或者给接收站的LNG槽车进行加注作为燃料；另一路管线的BOG进入液化单元；
3）换热处理：进入液化单元的BOG依次通过换热器一2、换热器二3和换热器三4进行换热，换热器三4的出口的BOG温度为-60oC；
4）高压BOG膨胀液化：换热处理后的高压BOG分为两股，一股进入喷射器一5、另一股进入喷射器二6，经过减压，使得部分BOG液化，之后进入气液分离器；喷射器一5未液化的气相，一部分经过循环BOG压缩机9加压重新进入液化流程；另外一部分气相则与喷射器二6液化后的LNG进行换热，回收更多BOG；喷射器二6液化汇合喷射器一5液化，通过减压阀14减压后进入缓冲罐13，同时利用喷射器二6吸入缓冲罐13所产生的闪蒸气，进一步实现循环液化；之后，缓冲罐13内的LNG克服阻力，排入LNG储罐8；
5）放空气体：由于BOG内存在一定量氮气，经过膨胀液化、回收气相之后，无法液化的高氮含量气体通过排放气换热器11直接排入大气。
实施例2：
使用两个并联设置的液化单元：
该综合处理装置包括LNG储罐8、低压BOG压缩机1-1、高压BOG压缩机1-2和CNG加注接口10，LNG储罐8的BOG气相出口管线与低压BOG压缩机1-1的进口连通，低压BOG压缩机1-1的出口管线与高压BOG压缩机1-2进口连通，高压BOG压缩机1-2的出口管线与CNG加注接口10的进口连通，CNG加注接口10的出口管线分成两路，一路管线连通CNG加注机12，另一路管线与液化单元进口连通，液化单元的气相出口管线与循环BOG压缩机9连通，循环BOG压缩机9的出口管线与液化单元进口连通；液化单元的液相出口管线与LNG储罐8的液相进口连通。
所述的液化单元包括换热器一2、换热器二3、换热器三4、两相流膨胀机一5、两相流膨胀机二6、气液分离器一5-1、气液分离器二6-1、气液分离器三7和缓冲罐13；液化单元的进口管线分两路，一路管线依次与换热器一2、换热器二3和换热器三连4通，液化单元的另一路进口管线与排放气换热器11的进口连通；换热器三4的出口管线分两路，一路管线与两相流膨胀机一5的进口连通，另一路管线与两相流膨胀机二6的进口连通；两相流膨胀机一5的出口管线与气液分离器一5-1的上部进口连通，气液分离器一5-1的底部出口管线与气液分离器二6-1的上部进口连通，气液分离器一5-1的顶部出口管线分两股，一股依次与换热器三4和换热器一2连通，换热器一2的顶部出口管线与循环BOG压缩机9连通，气液分离器一5-1的顶部出口管线的另一股与气液分离器二6-1内的下部盘管连通；两相流膨胀机二6的出口管线与气液分离器二6-1的上部进口连通，气液分离器二6-1的顶部出口管线与两相流膨胀机一5连通，气液分离器二6-1内的下部盘管的出口管线与气液分离器三7的上部进口连通，气液分离器三7的顶部出口管线与排放气换热器11的底部进口连通，气液分离器三7的底部出口管线与气液分离器二6-1的上部进口连通；气液分离器二6-1的底部出口管线与缓冲罐13的上部进口连通，气液分离器二6-1的底部出口与缓冲罐13的上部进口连通的管线上安装有减压阀14，缓冲罐13的底部液相出口管线与LNG储罐8的液相进口连通，缓冲罐13顶部的气相出口管线与两相流膨胀机二6连通。
采用上述装置的该综合处理工艺步骤如下：
1）BOG压缩：来自LNG储罐8温度为-140oC的BOG进入低压BOG压缩机1-1，增压至0.8 MPaG，出口温度0oC以上，之后进入高压BOG压缩机1-2进行压缩至21 MPaG，出口温度在50oC；
2）CNG加注：高压BOG压缩机1-2出口与CNG加注接口10连通， CNG加注接口10的出口管线分成两路，一路管线连通CNG加注机12，用于CNG罐车加注或者给接收站的LNG槽车进行加注作为燃料；另一路管线的BOG进入液化单元；
3）换热处理：进入液化单元的BOG依次通过换热器一2、换热器二3和换热器三4进行换热，换热器三4的出口的BOG温度为-80oC；
4）高压BOG膨胀液化：换热处理后的高压BOG分为两股，一股进入两相流膨胀机一5、另一股进入两相流膨胀机二6，经过减压，使得部分BOG液化，之后进入气液分离器；两相流膨胀机一5未液化的气相，一部分经过循环BOG压缩机9加压重新进入液化流程；另外一部分气相则与两相流膨胀机二6液化后的LNG进行换热，回收更多BOG；两相流膨胀机二6液化汇合两相流膨胀机一5液化，通过减压阀14减压后进入缓冲罐13，同时利用两相流膨胀机二6吸入缓冲罐13所产生的闪蒸气，进一步实现循环液化；之后，缓冲罐13内的LNG克服阻力，排入LNG储罐8；
5）放空气体：由于BOG内存在一定量氮气，经过膨胀液化、回收气相之后，无法液化的高氮含量气体通过排放气换热器11直接排入大气。
实施例3：
使用四个并联设置的液化单元：
该综合处理装置包括LNG储罐8、低压BOG压缩机1-1、高压BOG压缩机1-2和CNG加注接口10，LNG储罐8的BOG气相出口管线与低压BOG压缩机1-1的进口连通，低压BOG压缩机1-1的出口管线与高压BOG压缩机1-2进口连通，高压BOG压缩机1-2的出口管线与CNG加注接口10的进口连通，CNG加注接口10的出口管线分成两路，一路管线连通CNG加注机12，另一路管线与液化单元进口连通，液化单元的气相出口管线与循环BOG压缩机9连通，循环BOG压缩机9的出口管线与液化单元进口连通；液化单元的液相出口管线与LNG储罐8的液相进口连通。
所述的液化单元包括换热器一2、换热器二3、换热器三4、喷射器5、两相流膨胀机6、气液分离器一5-1、气液分离器二6-1、气液分离器三7和缓冲罐13；液化单元的进口管线分两路，一路管线依次与换热器一2、换热器二3和换热器三连4通，液化单元的另一路进口管线与排放气换热器11的进口连通；换热器三4的出口管线分两路，一路管线与喷射器5的进口连通，另一路管线与两相流膨胀机6的进口连通；喷射器5的出口管线与气液分离器一5-1的上部进口连通，气液分离器一5-1的底部出口管线与气液分离器二6-1的上部进口连通，气液分离器一5-1的顶部出口管线分两股，一股依次与换热器三4和换热器一2连通，换热器一2的顶部出口管线与循环BOG压缩机9连通，气液分离器一5-1的顶部出口管线的另一股与气液分离器二6-1内的下部盘管连通；两相流膨胀机6的出口管线与气液分离器二6-1的上部进口连通，气液分离器二6-1的顶部出口管线与喷射器5连通，气液分离器二6-1内的下部盘管的出口管线与气液分离器三7的上部进口连通，气液分离器三7的顶部出口管线与排放气换热器11的底部进口连通，气液分离器三7的底部出口管线与气液分离器二6-1的上部进口连通；气液分离器二6-1的底部出口管线与缓冲罐13的上部进口连通，气液分离器二6-1的底部出口与缓冲罐13的上部进口连通的管线上安装有减压阀14，缓冲罐13的底部液相出口管线与LNG储罐8的液相进口连通，缓冲罐13顶部的气相出口管线与两相流膨胀机6连通。
采用上述装置的该综合处理工艺步骤如下：
1）BOG压缩：来自LNG储罐8温度为-145oC的BOG进入低压BOG压缩机1-1，增压至0.7 MPaG，出口温度0oC以上，之后进入高压BOG压缩机1-2进行压缩至16 MPaG，出口温度在40oC；
2）CNG加注：高压BOG压缩机1-2出口与CNG加注接口10连通， CNG加注接口10的出口管线分成两路，一路管线连通CNG加注机12，用于CNG罐车加注或者给接收站的LNG槽车进行加注作为燃料；另一路管线的BOG进入液化单元；
3）换热处理：进入液化单元的BOG依次通过换热器一2、换热器二3和换热器三4进行换热，换热器三4的出口的BOG温度为-70oC；
4）高压BOG膨胀液化：换热处理后的高压BOG分为两股，一股进入喷射器5、另一股进入两相流膨胀机6，经过减压，使得部分BOG液化，之后进入气液分离器；喷射器5未液化的气相，一部分经过循环BOG压缩机9加压重新进入液化流程；另外一部分气相则与两相流膨胀机6液化后的LNG进行换热，回收更多BOG；两相流膨胀机6液化汇合喷射器5液化，通过减压阀14减压后进入缓冲罐13，同时利用两相流膨胀机6吸入缓冲罐13所产生的闪蒸气，进一步实现循环液化；之后，缓冲罐13内的LNG克服阻力，排入LNG储罐8；
5）放空气体：由于BOG内存在一定量氮气，经过膨胀液化、回收气相之后，无法液化的高氮含量气体通过排放气换热器11直接排入大气。
通过上面具体实施方式，所述技术领域的技术人员可容易的实现本发明。但是应当理解，本发明并不限于上述的几种具体实施方式。在公开的实施方式的基础上，所述技术领域的技术人员可任意组合不同的技术特征，从而实现不同的技术方案。

Claims (7)

1.一种用于投产初期LNG接收站所产生BOG的综合处理装置，其特征在于，该综合处理装置包括LNG储罐、低压BOG压缩机、高压BOG压缩机和CNG加注接口，LNG储罐的BOG气相出口管线与低压BOG压缩机的进口连通，低压BOG压缩机的出口管线与高压BOG压缩机进口连通，高压BOG压缩机的出口管线与CNG加注接口的进口连通，CNG加注接口的出口管线分成两路，一路管线连通CNG加注机，另一路管线与液化单元进口连通，液化单元的气相出口管线与循环BOG压缩机连通，循环BOG压缩机的出口管线与液化单元进口连通；液化单元的液相出口管线与LNG储罐的液相进口连通。
2.根据权利要求1所述的一种用于投产初期LNG接收站所产生BOG的综合处理装置，其特征在于，所述的液化单元包括换热器一、换热器二、换热器三、膨胀设备一、膨胀设备二、气液分离器一、气液分离器二、气液分离器三和缓冲罐；液化单元的进口管线分两路，一路管线依次与换热器一、换热器二和换热器三连通，液化单元的另一路进口管线与排放气换热器的进口连通；换热器三的出口管线分两路，一路管线与膨胀设备一的进口连通，另一路管线与膨胀设备二的进口连通；膨胀设备一的出口管线与气液分离器一的上部进口连通，气液分离器一的底部出口管线与气液分离器二的上部进口连通，气液分离器一的顶部出口管线分两股，一股依次与换热器三和换热器一连通，换热器一的顶部出口管线与循环BOG压缩机连通，气液分离器一的顶部出口管线的另一股与气液分离器二内的下部盘管连通；膨胀设备二的出口管线与气液分离器二的上部进口连通，气液分离器二的顶部出口管线与膨胀设备一连通，气液分离器二内的下部盘管的出口管线与气液分离器三的上部进口连通，气液分离器三的顶部出口管线与排放气换热器的底部进口连通，气液分离器三的底部出口管线与气液分离器二的上部进口连通；气液分离器二的底部出口管线与缓冲罐的上部进口连通，缓冲罐的底部液相出口管线与LNG储罐的液相进口连通，缓冲罐顶部的气相出口管线与膨胀设备二连通。
3.根据权利要求2所述的一种用于投产初期LNG接收站所产生BOG的综合处理装置，其特征在于，所述的气液分离器二的底部出口与缓冲罐的上部进口连通的管线上安装有减压阀。
4.根据权利要求2所述的一种用于投产初期LNG接收站所产生BOG的综合处理装置，其特征在于，所述的膨胀设备一和膨胀设备二是喷射器或两相流膨胀机。
5.根据权利要求1或2所述的一种用于投产初期LNG接收站所产生BOG的综合处理装置，其特征在于，所述的液化单元设置有至少一个，当有两个或两个以上的液化单元时，两个或两个以上的液化单元并联设置。
6.一种用于投产初期LNG接收站所产生BOG的综合处理工艺，其特征在于，该综合处理工艺步骤如下：
1）BOG压缩：来自LNG储罐温度为-150～-140oC的BOG进入低压BOG压缩机，增压至0.5～0.8 MPaG，出口温度0oC以上，之后进入高压BOG压缩机进行压缩至12～21 MPaG，出口温度在38～50oC；
2）CNG加注：高压BOG压缩机出口与CNG加注接口连通， CNG加注接口的出口管线分成两路，一路管线连通CNG加注机，用于CNG罐车加注或者给接收站的LNG槽车进行加注作为燃料；另一路管线的BOG进入液化单元；
3）换热处理：进入液化单元的BOG依次通过换热器一、换热器二和换热器三进行换热，换热器三的出口的BOG温度为-60～-80oC；
4）高压BOG膨胀液化：换热处理后的高压BOG分为两股，一股进入膨胀设备一、另一股进入膨胀设备二，经过减压，使得部分BOG液化，之后进入气液分离器；膨胀设备一未液化的气相，一部分经过循环BOG压缩机加压重新进入液化流程；另外一部分气相则与膨胀设备二液化后的LNG进行换热，回收更多BOG；膨胀设备二液化汇合膨胀设备一液化，通过减压阀减压后进入缓冲罐，同时利用膨胀设备二吸入缓冲罐所产生的闪蒸气，进一步实现循环液化；之后，缓冲罐内的LNG克服阻力，排入LNG储罐；
5）放空气体：由于BOG内存在一定量氮气，经过膨胀液化、回收气相之后，无法液化的高氮含量气体通过排放气换热器直接排入大气。
7.根据权利要求6所述的一种用于投产初期LNG接收站所产生BOG的综合处理工艺，其特征在于，所述的膨胀设备一和膨胀设备二是喷射器或两相流膨胀机。
CN201510273210.2A 2015-05-26 2015-05-26 一种用于投产初期lng接收站所产生bog的综合处理装置及工艺 Active CN104948904B (zh)

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