CN105452752B - 浮罐应用中汽化和回收残留lng的联合级联方法 - Google Patents

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Abstract

提供用于汽化和回收LNG的方法和系统。一种方法包括：a)将至少一部分LNG加热以提供蒸发气料流和液体骤冷料流；b)将蒸发气料流和液体骤冷料流送入骤冷系统中，其中骤冷系统将蒸发气料流冷却以提供骤冷的料流；和c)将骤冷的料流压缩以提供经压缩的骤冷的料流。

Description

浮罐应用中汽化和回收残留LNG的联合级联方法
发明领域
本发明一般性地涉及天然气的液化，更特别是在离岸液化设备中汽化和回收液化天然气。
发明背景
天然气是广泛用作能源或者用作例如塑料生产中所用工业原料的重要资源。主要包含甲烷，天然气为天然存在的烃气体的混合物，且通常在深地下天然岩层或其它烃储藏中找到。天然气的其它组分包括但不限于乙烷、丙烷、二氧化碳、氮气和硫化氢。
通常，天然气通过将储蓄器与市场物理连接的管道从来源输送至消费者。由于天然气有时在缺乏必要下部结构(即管道)的边远地区中找到，必须使用输送天然气的替换方法。该情况通常在天然气来源和市场相隔大的距离，例如大水体时产生。如果输送天然气的成本最小化，则使该天然气从边远地区到达市场可具有显著的商业价值。
输送天然气的一种可选方法涉及通过液化方法将天然气转化成液化形式。由于天然气在标准大气条件下以汽相(vapor phase)存在，必须使它经受某些热力学方法以液化产生液化天然气(LNG)。以其液化形式，天然气具有明显比其蒸汽(vapor)形式的比容更低的比容。因此，液化方法极大地提高输送和储存天然气的容易性，在管道不可得的情况下特别如此。例如，当来源和市场相隔大的水体时，运送LNG罐的远洋班轮可有效地连接天然气来源与遥远的市场。
将天然气转化成其液化形式可具有其它经济益处。例如，储存LNG可帮助平衡天然气供应和需求的周期性波动。特别是，当天然气需求为低的和/或供应为高的时，LNG可更容易地“储备”用于稍后的使用。因此，未来的需求峰值可以以来自储存的LNG满足，可将其根据需要汽化。
为了以液态储存和输送天然气，通常将天然气在近大气蒸气压力下冷却至-160℃。天然气的液化可通过使气体在高压下顺序地通过多个冷却阶段，由此将气体冷却至连续较低的温度直至达到液化温度而实现。冷却通常通过与一种或多种制冷剂如丙烷、丙烯、乙烷、乙烯、甲烷、氮气、二氧化碳或者前述制冷剂的组合(例如混合制冷剂系统)间接热交换而实现。
不断地努力开发能够操作水基LNG加工设备的浮法液化天然气(FLNG)技术。这设备可漂浮在离岸天然气田以上，在那里它可在将LNG直接运送至市场以前在大海上生产、液化、储存和输送LNG。
浮式设备的各个方面会受到检查(例如检查内部罐泄漏、绝缘效力等)和/或维护，这可能需要物理地进入FLNG LNG储罐中。在可物理进入以前，需要将储存在储罐中的LNG货物汽化并在检查和/或维护以后回收。尽管存在将LNG汽化并从LNG储罐中排空的常规方法，由于有限的空间约束条件，从FLNG LNG储罐中除去残留LNG可能存在另外的技术挑战。此外，一些常规LNG方法不回收汽化的LNG。
公开内容简述
本发明一般性地涉及天然气的液化，特别是在离岸液化设备中汽化和回收液化天然气。
将由主液化方法生产并储存在LNG储罐中的液化天然气(LNG)汽化的方法的一个实例包括：a)将至少一部分LNG加热以提供蒸发气料流(boil-off gas stream)和液体骤冷料流；b)将蒸发气料流和液体骤冷料流送入骤冷系统中，其中骤冷系统将蒸发气料流冷却以提供骤冷的料流；和c)将骤冷的料流压缩以提供经压缩的骤冷的料流。
将由主液化方法生产并储存在LNG储罐中的液化天然气(LNG)汽化的方法的另一实例包括：a)借助温主要甲烷料流将至少一部分LNG加热以提供蒸发气料流和液体骤冷料流；b)将蒸发气料流和液体骤冷料流送入骤冷系统中，其中骤冷系统将蒸发气料流冷却以提供骤冷的料流；和c)将骤冷的料流压缩以提供经压缩的骤冷的料流。
用于将液化天然气(LNG)汽化的系统的一个实例包含：至少一个LNG储罐以储存深冷材料；位于至少一个LNG储罐下游以将由至少一个LNG储罐产生的蒸发气冷却的骤冷系统，所述骤冷系统包含至少两个导管，其中第一导管容许将蒸发气从至少一个LNG储罐输送至骤冷系统，且第二导管容许将液体骤冷料流从至少一个LNG储罐输送至骤冷系统；和位于骤冷系统下游的压缩机，其中配置压缩机以将离开骤冷系统的料流压缩。
附图简述
对本发明及其益处的更完全理解可通过参考以下说明连同附图一起获得，其中：
图1为与根据一个或多个实施方案的汽化和回收系统相容的LNG生产的级联制冷方法的简化流程图。
图2A为以开放模式操作的根据一个或多个实施方案的汽化和回收系统的流程图。
图2B为以封闭模式操作的根据一个或多个实施方案的汽化和回收系统的流程图。
发明详述
本发明提供用于将在LNG储罐中发现的残留LNG汽化和回收的系统和方法。LNG储罐为用于储存LNG的专业绝缘的深冷容器。尽管LNG储罐通常安装在地面中或以上，它们也可安装在离岸LNG容器上。安装在离岸容器上的LNG储罐在本文中称为“FLNG LNG储罐”。
尽管LNG通常认为是安全的(例如LNG作为液体不是爆炸性的)，还是推荐和/或要求对LNG设备的定期检查。对LNG储罐的安全检查通常在建立日期以后或者根据惯例或管理当局(例如Classification Society)的要求在先前检查的计入日期以后5年内进行。在可进行这些检查以前必需将储存在LNG储罐中的LNG排空。通常由储罐根部残留的最后几英尺LNG(“残留LNG”)最难以汽化和排空。尽管经历检查和/或维护的LNG储罐应为无气体或基本无气体状态，如果其它LNG储罐保持操作的话，可使与检查/维护有关的成本最小化。这可通过将排空的LNG储罐与货物生产/卸货管线分离而实现。当LNG储罐停止使用时，可进行对LNG储罐的检查和/或维护。本发明可明显使在检查和/或维护以前将LNG汽化和排空所需的时间最小化。此外，从LNG储罐汽化的LNG可回收到主液化方法(即LNG生产方法)中。该汽化和回收方法可减少燃烧。其它优点从本文的公开内容中获悉。
本发明可执行或者与用于将天然气冷却至其液化温度以产生液化天然气的LNG设备联合。LNG设备通常使用一种或多种制冷剂以从天然气中提取热并排到环境中。存在大量LNG系统配置，且本发明可以在许多不同类型的LNG系统中执行。本发明可与一种或多种现有LNG方法(包括级联方法)联合并可与未来的LNG方法(包括FLNG方法和设备)相容，这降低所要求的资金设备。如本文所用，“汽化和回收系统”指残留LNG的汽化和回收中主要涉及的那些特征和设备。
在一个实施方案中，本发明可在混合制冷剂LNG系统中执行。混合制冷剂方法的实例可包括但不限于使用混合制冷剂的单一制冷系统、丙烷预冷混合制冷剂系统和双混合制冷剂系统。
在另一实施方案中，本发明可在使用利用一种或多种主要纯组分制冷剂的级联型制冷方法的级联LNG系统中执行。用于级联型制冷方法中的制冷剂可具有连续较低的沸点以促进从被液化天然气料流中的热脱除。另外，级联型制冷方法可包括一定程度的热联合。例如，级联型制冷方法可通过与一种或多种具有较低挥发度的制冷剂间接热交换而将一种或多种具有较高挥发度的制冷剂冷却。除通过与一种或多种制冷剂间接热交换而将天然气料流冷却外，级联和混合制冷剂LNG系统还可使用一个或多个膨胀冷却阶段以同时将LNG冷却，同时降低其压力。
级联LNG方法
在一个实施方案中，LNG方法可使用利用多个多阶段冷却循环的级联型制冷方法，所述多阶段冷却循环各自使用不同的制冷剂组合物，以顺序地将天然气料流冷却至越来越低的温度。例如，第一制冷剂可用于冷却第一制冷循环。第二制冷剂可用于冷却第二制冷循环。第三制冷剂可用于冷却第三制冷循环。各个制冷循环可考虑封闭循环或开放循环。术语“第一”、“第二”和“第三”指制冷循环的相对位置。例如，第一制冷循环恰好位于第二制冷循环的上游，同时第二制冷循环位于第三制冷循环的上游等等。尽管做出了对在3个分开的制冷循环中包含3种不同的制冷剂的级联LNG方法的至少一个参考，这不意欲为限定性的。认识到涉及任何数目的制冷剂和/或制冷循环的级联LNG方法可与本发明一个或多个实施方案相容。也可预期级联LNG方法的其它变化方案。在另一实施方案中，本发明混合-回流重质物脱除系统可用于非级联LNG方法中。非级联LNG方法的一个实例涉及在至少一个冷却循环中使用两种或更多种制冷剂的组合以冷却天然气料流的混合制冷剂LNG方法。
首先参考图1，阐述根据本文所述概念的示例级联LNG设备。图1所述LNG设备通常包含丙烷制冷循环30、乙烯制冷循环50和具有膨胀段80的甲烷制冷循环70。图2A和2B阐述了可与LNG生产设备(例如图1所示设备)联合的汽化和回收系统的实施方案。更具体而言，图2A阐述开放操作模式(“开放模式”)，其中实现残留LNG的汽化和回收，同时汽化和回收系统对主液化方法(例如图1所示方法)而言是开放的。图2B阐述封闭操作模式(“封闭模式”)，其中实现残留LNG的汽化和回收，同时汽化和回收系统对主液化方法而言是封闭的。本领域技术人员认识到图1-2B仅为示意图，因此为了清楚，省略了商业装置成功操作所需的许多设备件。这类设备件可包括例如压缩机控制、流量和液位测量和相应的控制器、温度和压力控制、泵、电机、过滤器、其它换热器、阀等。这些设备件根据标准工程实践提供。
当“丙烷”、“乙烯”和“甲烷”分别用于指第一、第二和第三制冷剂时，应当理解图1所述和本文所述实施方案可适用于合适制冷剂的任何组合。丙烷制冷循环30的主要组件包括丙烷压缩机31、丙烷冷却器/冷凝器32、高阶段丙烷激冷器33A和33B、中间阶段丙烷激冷器34和低阶段丙烷激冷器35。乙烯制冷循环50的主要组件包括乙烯压缩机51、乙烯冷却器52、高阶段乙烯激冷器53、低阶段乙烯激冷器/冷凝器55和乙烯节约器(economizer)56。甲烷制冷循环70的主要组件包括甲烷压缩机71、甲烷冷却器72和甲烷节约器73。膨胀段80的主要组件包括高阶段甲烷膨胀阀和/或膨胀器81、高阶段甲烷闪蒸罐82、中间阶段甲烷膨胀阀和/或膨胀器83、中间阶段甲烷闪蒸罐84、低阶段甲烷膨胀阀和/或膨胀器85和低阶段甲烷闪蒸罐86。
现在以丙烷制冷循环30开始更详细地描述图1所述LNG设备的操作。将丙烷在由例如燃气轮机驱动器(未阐述)驱动的多阶段(例如三阶段)丙烷压缩机31中压缩。压缩阶段可存在于单一装置或者与单一驱动器机械结合的两个或更多个分开的装置中。在压缩时，丙烷通过导管300进入丙烷冷却器32中，在那里通过与外部流体(例如空气或水)间接热交换而将它冷却并液化。来自丙烷冷却器32的一部分料流然后可通过导管302和302A进入作为膨胀阀36A阐述的减压装置中，在那里将液化丙烷的压力降低，由此将其一部分蒸发或闪蒸。所得两相料流然后通过导管304a流入高阶段丙烷激冷器33A中，在那里它可在间接热交换装置38中将天然气料流110冷却。高阶段丙烷激冷器33A使用经闪蒸的丙烷制冷剂以将在导管110中的输入天然气料流冷却。来自丙烷冷却器32的另一部分料流通过导管302B送入作为膨胀阀36B阐述的另一减压装置中，在那里液化丙烷的压力在料流304B中降低。
来自高阶段丙烷激冷器33A的经冷却天然气料流通过导管114流入分离容器中，在那里除去水以及在一些情况下一部分丙烷和/或较重组分，如果上游加工中不是已经完全的话，其后通常是处理系统40，在那里除去水分、汞和汞化合物、颗粒物和其它污染物以产生经处理料流。该料流通过导管116离开处理系统40。料流116然后进入中间阶段丙烷激冷器34中，在那里将料流在间接热交换装置41借助与丙烷制冷剂料流间接热交换而冷却。将在导管118中的所得经冷却料流送入低阶段丙烷激冷器35中，在那里可通过间接热交换装置42将该料流进一步冷却。所得经冷却料流然后可通过导管120离开低阶段丙烷激冷器35。随后可将导管120中的经冷却料流送入高阶段乙烯激冷器53中。
离开高阶段丙烷激冷器33A和33B的汽化丙烷制冷剂料流通过导管306返回丙烷压缩机31的高阶段入口中。未汽化的丙烷制冷剂料流经由导管308离开高阶段丙烷激冷器33B并经由此处在图1中作为膨胀阀43阐述的减压装置闪蒸。高阶段丙烷激冷器33A中的液体丙烷制冷剂提供对天然气料流110的制冷责任。两相制冷剂料流可通过导管310进入中间阶段丙烷激冷器34中，由此提供天然气料流(在导管116中)和通过导管204进入中间阶段丙烷激冷器34中的料流的冷却剂。丙烷制冷剂的汽化部分通过导管312离开中间阶段丙烷激冷器34并进入丙烷压缩机31的中间阶段入口中。丙烷制冷剂的液化部分通过导管314离开中间阶段丙烷激冷器34，并通过此处作为膨胀阀44阐述的减压装置，在那里液化丙烷制冷剂的压力降低以将其一部分闪蒸或汽化。然后可将所得蒸气-液体制冷剂料流通过导管316送入低阶段丙烷激冷器35中并在那里制冷剂料流可将分别通过导管118和206进入低阶段丙烷激冷器35中的富甲烷料流和乙烯制冷剂料流冷却。汽化的丙烷制冷剂料流然后离开低阶段丙烷激冷器35并通过导管318送入丙烷压缩机31的低阶段入口中，在那里如先前所述将它压缩并再循环。
仍参考图1，导管202中的乙烯制冷剂料流进入高阶段丙烷激冷器33B中，在那里通过间接热交换装置39将乙烯料流冷却。然后可将所得经冷却乙烯料流在导管204中从高阶段丙烷激冷器33B送入中间阶段丙烷激冷器34中。当进入中间阶段丙烷激冷器34中时，乙烯制冷剂料流可在中间阶段丙烷激冷器34中通过间接热交换装置45而进一步冷却。所得经冷却乙烯料流然后可离开中间阶段丙烷激冷器34并可通过导管206输送以进入低阶段丙烷激冷器35中。在低阶段丙烷激冷器35中，可通过间接热交换装置46将乙烯制冷剂料流至少部分冷凝或者全部冷凝。所得料流通过导管208离开低阶段丙烷激冷器35，可随后送入分离容器47中，在那里将如果存在的话料流的蒸气部分可通过导管210除去，同时乙烯制冷剂料流的液体部分可通过导管212离开分离器47。离开分离器47的乙烯制冷剂料流的液体部分可具有约-24°F(约-31℃)和约285psia(约1,965kPa)的代表性温度和压力。
现在转向图1中的乙烯制冷循环50，导管212中的液化乙烯制冷剂料流可进入乙烯节约器56中，在那里料流可通过间接热交换装置57进一步冷却。导管214中的所得经冷却液体乙烯料流然后可通过在此处作为膨胀阀58阐述的减压装置输送，由此将经冷却主要液体乙烯料流的压力降低，从而将其一部分闪蒸或汽化。导管215中的经冷却两相料流然后可进入高阶段乙烯激冷器53中。在高阶段乙烯激冷器53中，至少一部分乙烯制冷剂料流可汽化以将进入间接热交换装置59中的导管120中的料流进一步冷却。汽化的和其余液化的乙烯制冷剂分别通过导管216和220离开高阶段乙烯激冷器53。导管216中的汽化乙烯制冷剂可再进入乙烯节约器56中，在那里料流可在通过导管218进入乙烯压缩机51的高阶段入口中以前通过间接热交换装置60加热。乙烯在由例如燃气轮机驱动器(未阐述)驱动的多阶段(例如三阶段)乙烯压缩机51中压缩。压缩阶段可存在于单一装置或者与单一驱动器机械结合的两个或更多分离装置中。
可将离开低阶段丙烷激冷器35的导管120中的经冷却料流送入高阶段乙烯激冷器53中，在那里借助高阶段乙烯激冷器53的间接热交换装置59将它冷却。在导管220中离开高阶段乙烯激冷器53的其余液化乙烯制冷剂可再进入乙烯节约器56中并在乙烯节约器56中通过间接热交换装置61经受进一步次级冷却(sub-cooling)。所得经次级冷却的制冷剂料流通过导管222离开乙烯节约器56，随后通过在此处作为膨胀阀62阐述的减压装置中，由此将制冷剂料流的压力降低以将其一部分汽化或闪蒸。导管224中的所得经冷却两相料流进入低阶段乙烯激冷器/冷凝器55中。
离开高阶段乙烯激冷器53的一部分经冷却天然气料流可通过导管122输送以进入低阶段乙烯激冷器/冷凝器55的间接热交换装置63中。在低阶段乙烯激冷器/冷凝器55中，经冷却料流可通过与通过导管224进入低阶段乙烯激冷器/冷凝器55中的乙烯制冷剂间接热交换而至少部分冷凝，而且通常次级冷凝。汽化的乙烯制冷剂通过导管226离开低阶段乙烯激冷器/冷凝器55，其然后进入乙烯节约器56中。在乙烯节约器56中，汽化的乙烯制冷剂料流226可在通过导管230供入乙烯压缩机51的低阶段入口中以前通过间接热交换装置64加热。如图1所示，经压缩的乙烯制冷剂料流通过导管236离开乙烯压缩机51，随后进入乙烯冷却器52中，在那里经压缩的乙烯料流可通过与外部流体(例如水或空气)间接热交换而冷却。所得经冷却乙烯料流通过导管202引入高阶段丙烷激冷器33B中以如先前所述另外冷却。
在导管124中离开低阶段乙烯激冷器/冷凝器55的经冷凝以及通常经次级冷凝的液体天然气料流也可称为“受压的带LNG的料流”。该受压的带LNG的料流在进入主甲烷节约器73中以前通过导管124离开低阶段乙烯激冷器/冷凝器55。在主甲烷节约器73中，导管124中的富甲烷料流可在间接热交换装置75中通过与一种或多种甲烷制冷剂料流(例如76、77、78)间接热交换而进一步冷却。经冷却的受压的带LNG的料流通过导管134离开主甲烷节约器73并送入甲烷制冷循环70的膨胀段80中。在膨胀段80中，受压的带LNG的料流首先通过高阶段甲烷膨胀阀或膨胀器81，由此该料流的压力降低以将其一部分汽化或闪蒸。导管136中的所得两相富甲烷料流然后可进入高阶段甲烷闪蒸罐82中，由此可将减压料流的蒸气和液体部分分离。经减压的料流的蒸气(vapor)部分(也称为高阶段闪蒸气体)通过导管138离开高阶段甲烷闪蒸罐82，然后进入主甲烷节约器73中，在那里至少一部分高阶段闪蒸气体可通过主甲烷节约器73的间接热交换装置76加热。所得热蒸气料流通过导管138离开主甲烷节约器73，然后如图1所示送入甲烷压缩机71的高阶段入口中。
经减压的料流的液体部分通过导管142离开高阶段甲烷闪蒸罐82，然后再进入主甲烷节约器73中，在那里液体料流可通过主甲烷节约器73的间接热交换装置74冷却。所得经冷却料流通过导管144离开主甲烷节约器73，然后送入在此处阐述为中间阶段膨胀阀83和/或膨胀器的第二膨胀阶段中。中间阶段膨胀阀83进一步降低经冷却的甲烷料流的压力，其通过将其一部分汽化或闪蒸而降低料流的温度。导管146中的所得两相富甲烷料流然后可进入中间阶段甲烷闪蒸罐84中，在那里可将该料流的液体和蒸气部分分离并分别通过导管148和150离开中间阶段闪蒸罐84。导管150中的蒸气部分(也称为中间阶段闪蒸气体)可再进入甲烷节约器73中，在那里可通过主甲烷节约器73的间接热交换装置77将蒸气部分加热。所得热料流然后可如图1所示通过导管154送入甲烷压缩机71的中间阶段入口中。
通过导管148离开中间阶段甲烷闪蒸罐84的液体料流然后可通过低阶段膨胀阀85和/或膨胀器，由此液化富甲烷料流的压力可进一步降低以将其一部分汽化或闪蒸。导管156中的所得经冷却两相料流然后可进入低阶段甲烷闪蒸罐86中，在那里将蒸气和液相分离。通过导管158离开低阶段甲烷闪蒸罐86的液体料流可包含在近大气压力下的液化天然气(LNG)产物。可将该LNG产物送入下游用于随后储存、运输和/或使用。
可将在导管160中的离开低阶段甲烷闪蒸罐(也称为低阶段甲烷闪蒸气体)的蒸气料流送入甲烷节约器73中，在那里低阶段甲烷闪蒸气体可通过主甲烷节约器73的间接热交换装置78加热。所得料流可通过导管164离开甲烷节约器73，其后可将料流送入甲烷压缩机71的低阶段入口中。
甲烷压缩机71可包含一个或多个压缩阶段。在一个实施方案中，甲烷压缩机71包含单一模块中的3个压缩阶段。在另一实施方案中，一个或多个压缩模块可分离但机械结合在共同驱动器上。一般而言，一个或多个中间冷却器(未显示)可在随后的压缩阶段之间提供。
如图1所示，离开甲烷压缩机71的经压缩的甲烷制冷剂料流可排放到导管166中。可将经压缩的甲烷制冷剂送入甲烷冷却器72中，其后料流可通过在甲烷冷却器72中与外部流体(例如空气或水)间接热交换而冷却。所得经冷却的甲烷制冷剂料流通过导管112离开甲烷冷却器72，送入并在丙烷制冷循环30中进一步冷却。当在丙烷制冷循环30中通过换热器装置37冷却时，甲烷制冷剂料流可排放到导管130中，随后送入主甲烷节约器73中，在那里料流可通过间接热交换装置79进一步冷却。所得经次级冷却的料流通过导管168离开主甲烷节约器73，然后如先前所讨论的，在进入低阶段乙烯激冷器/冷凝器55中以前与在导管122中离开高阶段乙烯激冷器53的料流结合。
本文所述液化方法可结合几类冷却措施中的一种，包括但不限于(a)间接热交换，(b)汽化，和(c)膨胀或压力降低。如本文所用间接热交换指其中冷却剂料流将待冷却物质冷却而冷却剂料流与待冷却物质之间不存在实际物理接触的方法。间接热交换方法的具体实例包括在壳管式换热器、芯壳式换热器和铜焊铝板翅式换热器中经历的热交换。制冷剂和待冷却物质的具体物理状态可取决于制冷系统的需求和所选择的换热器类型而改变。
膨胀或减压冷却指当气体、液体或两相体系的压力通过减压装置降低时发生的冷却。在一些实施方案中，膨胀措施可以为Joule-Thomson膨胀阀。在其它实施方案中，膨胀措施可以为水力或气体膨胀器。由于膨胀器回收来自膨胀方法的工作能，在膨胀时，较低的工艺料流温度是可能的。
残留LNG的汽化和回收
残留LNG的汽化和回收可通过将来自主液化方法(图1所述)的甲烷经由导管A送入汽化和回收系统(图2A和2B所述)中而开始。尽管图2A和2B表示不同的操作模式，两种模式的主要组件是相同的。因此，在一些实施方案中，单一汽化和回收系统可以以开放和封闭模式操作而不具有其它设备。为了清楚，对于图中的类似或相同元件，使用一致参考数字。
参考图2A，甲烷在导管501中从甲烷压缩机排料中取出并通过甲烷压缩机中间冷却器。在所述实施方案中，压缩机71为特征是一个或多个压缩机中间冷却器的多阶段压缩机。在图2A所示实施方案中，甲烷从低阶段甲烷压缩机71a中取出并进入低阶段甲烷压缩机中间冷却器502中。然后可将离开低阶段甲烷压缩机中间冷却器502的甲烷引入汽化和回收系统中。在一些实施方案中，可存在多个蒸发气(BOG)压缩机513。这些压缩机具有设计用于操纵LNG汽化以防罐直立(standing tank)和罐填充的容量(capacity)。在一些实施方案中，还存在处理船载BOG以防填充运输船载油轮的容量。船载容量通常设定BOG压缩机513的尺寸。例如，如果在不处理船载BOG蒸气时进行罐检查，则BOG压缩机513中存在可用于处理再循环LNG蒸气的过多容量。在另一实施方案中，另外的容量可设计成BOG压缩机513以处理再循环气体。
将甲烷引入汽化和回收系统中通过流量控制阀503控制，所述流量控制阀503借助反馈回路506调整经由导管504的甲烷流量。导管505中的甲烷在约2-6barg和30-50℃，随后通过在LNG储罐510底部的液位以下终止的集管507注射。该热甲烷气体将LNG蒸发，同时加热LNG储罐510。所得汽化天然气经由导管511送入BOG压缩机吸鼓512a中，最终送入BOG压缩机513中。当与FLNG容器连接时，可将来自容器的蒸发气送入BOG压缩机吸鼓512中用于骤冷。一部分汽化天然气可通过经由导管520将气体注入低阶段甲烷压缩机吸鼓中而返回加入主液化方法中。取决于例如BOG压缩机513的能力，一部分汽化天然气也可根据需要经由导管522燃烧。汽化和回收系统结合到主液化方法中，所述主液化方法又使蒸发气的燃烧最小化。
图2B阐述以封闭模式操作的汽化和回收系统。该模式在主液化方法可能无效的时间期间可以是有用的。在封闭模式操作期间，将从BOG压缩机中取出的排放气体送入气体加热器中。在一些实施方案中，气体加热器可以为硬的，有阀或落阀芯(drop out spool)的管道。该模式要求使用一个其它储罐中的LNG以使BOG再生以干燥准备维护的罐。
参考图2B，BOG经由导管515送入BOG压缩机513中，由此将它压缩。一部分所得经压缩的BOG可经由导管520送入低阶段甲烷压缩机中或者如果低阶段压缩不可得的话燃烧。将其余部分的经压缩的BOG送入备用水加热器540中。流量控制阀530调整通向备用水加热器650的经压缩的BOG的流量。当汽化和回收系统以开放模式(图2A)操作时，流量控制阀530关闭。当汽化和回收系统以封闭模式(图2B)操作时，流量控制阀530为至少部分开放的。流量控制阀541调整通向流量控制装置542和温度控制装置543的气流的流量。
实施例1
开发了动态模拟以模拟完成以开放模式和封闭模式操作的加热汽化循环所需的时间。模拟基于取决于BOG的确切组成包括产生约38-40吨/小时的4个BOG压缩机的设计。BOG压缩机排料在正常操作中在约-110℃至-125℃。
在开放模式操作期间，骤冷系统设计用于在-80℃下60吨/小时负载。在这些条件下，最大BOG返回气体温度在BOG压缩机吸鼓处在60吨/小时下为-145℃。将罐从-160加热至+5℃所需的时间评估为小于24小时，包括在单一2500m3罐中将1米残留LNG蒸发的时间。加热以4.3吨/小时的BOG返回速率与分开的单一操作罐同时进行。在20小时循环以产生惰性气体，接着产生空气以前，要求该加热方法。在该时间以后，预期储罐中底部1米液体中大部分汽化且汽化气体从压缩机吸鼓处的连接处再循环并根据需要将过量气体送入燃烧。
在封闭模式操作中，在20小时循环以产生惰性气体，接着产生空气以前，要求加热方法。起初可得到和再循环的气体的量逐步提高直至达到BOG压缩机可处理的最大速率。在该时间以后，预期储罐中底部1米液体中大部分汽化且气体从BOG压缩机吸鼓处的连接处再循环并将过量气体送入燃烧。分离范围压力控制连接允许将气体送至燃烧。提供旁路以容许对热甲烷的温度控制，使得热冲击的潜势最小化(关于温度控制)。热水速率保持为连续速率。在一些实施方案中，可使用具有温度控制的电热器且可不使用旁路。
最后，应当指出对任何参考文件的讨论不是承认它是本发明的现有技术，尤其是可具有在本申请的优先权日期以后的出版日期的任何参考文件。此时，由此将下文各个和每一个权利要求作为本发明的其它实施方案并入该详细描述或说明书中。
尽管详细描述了本文所述系统和方法，应当理解可不偏离如以下权利要求书所定义的本发明精神和范围而做出各种变化、取代和改变。本领域技术人员可能够研究优选的实施方案并确定不是恰如本文所述的执行本发明的其它方法。发明人的意图是本发明的变化和等价物在权利要求书的范围内，同时说明书、摘要和图不用于限制本发明的范围。本发明具体而言意欲为与以下权利要求及其等价物一样宽的。

Claims (11)

1.从LNG储罐中汽化并除去残留的液化天然气(LNG)的方法，所述LNG由主液化方法生产并储存在LNG储罐中，所述方法包括：
a)将至少一部分LNG加热以提供蒸发气料流和液体骤冷料流；
b)将蒸发气料流和液体骤冷料流送入骤冷系统中，其中骤冷系统将蒸发气料流冷却以提供骤冷的料流；和
c)将骤冷的料流压缩以提供经压缩的骤冷的料流；
并将经压缩的骤冷的料流送入主液化方法中。
2.根据权利要求1的方法，其中将经压缩的骤冷的料流送入主液化方法的低阶段甲烷压缩机中。
3.根据权利要求1的方法，其中a)中的加热由温主要甲烷料流提供。
4.根据权利要求3的方法，其中温主要甲烷料流作为制冷剂用于主液化方法的制冷循环中。
5.根据权利要求1的方法，其进一步包括将经压缩的骤冷的料流加热以提供温经压缩的骤冷的料流，其中温经压缩的骤冷的料流用于加热LNG。
6.根据权利要求1的方法，其中骤冷系统为压缩机吸鼓。
7.根据权利要求3的方法，其进一步包括将源自LNG运输机的蒸发气送入骤冷系统中。
8.用于从LNG储罐汽化并除去残留液化天然气(LNG)的系统，所述系统包含：
至少一个LNG储罐以储存深冷材料，该LNG储罐位于LNG生产系统的下游；
位于至少一个LNG储罐下游以将由至少一个LNG储罐产生的蒸发气冷却的骤冷系统，所述骤冷系统包含至少两个导管，其中第一导管容许将蒸发气从至少一个LNG储罐输送至骤冷系统中，且第二导管容许将液体骤冷料流从至少一个LNG储罐输送至骤冷系统中；和
位于骤冷系统下游的压缩机，其中配置压缩机以将离开骤冷系统的料流压缩；
其中所述系统进一步包含配置用于容许输送从低阶段甲烷压缩机中间冷却器下游和中间阶段甲烷压缩机上游取出的主要甲烷料流的导管。
9.根据权利要求8的系统，其进一步包含位于至少一个LNG储罐上游的流量控制器。
10.根据权利要求9的系统，其中流量控制器控制主要甲烷料流的流量。
11.根据权利要求8的系统，其进一步包含位于压缩机下游的流量控制器。
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