CN117823802A - 一种可燃冰采出气的储运装置及其储运方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可燃冰采出气的储运装置及其储运方法,该装置包括可燃冰开采平台、天然气软管输送系统、天然气海上生产平台和LNG罐箱运输系统,可燃冰开采平台通过天然气软管输送系统与天然气海上生产平台连接。该方法包括:获取可燃冰采出气并进行预处理;对预处理后的可燃冰采出气进行运输压缩处理;对压缩后的可燃冰采出气进行天然气净化处理与天然气液化封装处理;将存入液化天然气储罐的天然气传输至终端。本发明通过构建可燃冰开采平台与天然气海上生产平台对可燃冰进行采集与净化液化处理,能够在复杂海域上进行安全高效与低成本的可燃冰生产储运工作。本发明作为一种可燃冰采出气的储运装置及其储运方法,可广泛应用于可燃冰储运技术领域。
Description
技术领域
本发明涉及可燃冰储运技术领域,尤其涉及一种可燃冰采出气的储运装置及其储运方法。
背景技术
天然气水合物又称“可燃冰”,是由水和天然气在高压、低温条件下混合而成的一种固态物质,外貌极像冰雪或固体酒精,遇火即可燃烧,具有使用方便、燃烧值高、清洁无污染等特点,而可燃冰的开采与常规油气田相比产气量偏小,位置分散,且多位于深海区域,环境复杂特殊,但是现阶段采用传统的“水下生产系统+浮式生产单元+海底管道+陆上终端”深海气田开发模式,将面临深海建管难度大,建设周期长,投资巨大,风险程度高的问题,且现阶段开采规模小,采用传统开发方式技术难度大、经济效益差。近些年开发了一种浮式液化天然气储卸装置(FLNG),用于深水气田、海洋边际气田的储运,通过FLNG将海洋井口天然气预处理、液化、存储,并通过LNG船接收、运输至下游实现应用。但是FLNG的造价比较高,建造周期较长,规模大,通常用于大规模、产气稳定的天然气田开发储运,针对复杂海域的可燃冰开发尚不成熟、开采规模小的实际现状存在技术和经济性上的限制,难以有效匹配。而现有陆基LNG(液化天然气)、CNG(压缩天然气)等储运技术存在工艺装备尺寸及生产规模、占地面积大,比功耗高、自动化程度低、投资大等问题,难以适用于目前阶段的可燃冰采出气的海上预处理、储运及应用。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明的目的是提供一种可燃冰采出气的储运装置及其储运方法,通过构建可燃冰开采平台与天然气海上生产平台对可燃冰进行采集与净化液化处理,能够在复杂海域上进行安全高效与低成本的可燃冰采集工作。
本发明所采用的第一技术方案是:一种可燃冰采出气的储运装置,包括可燃冰开采平台、天然气软管输送带、天然气海上生产平台和LNG罐箱运输系统,所述可燃冰开采平台通过所述天然气软管输送带与所述天然气海上生产平台连接,其中:
所述可燃冰开采平台用于开采可燃冰采出气并进行预处理,得到预处理后的可燃冰采出气;
所述天然气软管输送带用于将所述预处理后的可燃冰采出气运输至所述天然气海上生产平台;
所述天然气海上生产平台用于对所述预处理后的可燃冰采出气依次进行天然气净化和天然气液化封装处理,得到存入液化天然气储罐的天然气;
所述LNG罐箱运输系统用于将所述存入液化天然气储罐的天然气传输至终端。
进一步,所述可燃冰开采平台包括采集模块、除砂模块和粗脱水模块,所述采集模块、所述除砂模块和所述粗脱水模块之间通过第一硬质钢管进行连接,其中:
所述采集模块用于获取可燃冰采出气;
所述除砂模块用于对所述可燃冰采出气进行除砂处理,得到除砂后的可燃冰采出气;
所述粗脱水模块用于对所述除砂后的可燃冰采出气进行粗脱水处理,得到预处理后的可燃冰采出气。
进一步,所述天然气海上生产平台包括压缩单元、天然气净化单元和天然气液化封装单元,所述压缩单元、所述天然气净化单元与所述天然气液化封装单元之间通过第二硬质钢管连接,其中:
所述压缩单元用于对所述预处理后的可燃冰采出气进行压缩处理,得到压缩后的可燃冰采出气;
所述天然气净化单元用于对所述压缩后的可燃冰采出气进行净化处理,得到净化后的可燃冰采出气;
所述天然气液化封装单元用于对所述净化后的可燃冰采出气进行液化封装处理,得到存入液化天然气储罐的天然气。
进一步,所述天然气净化单元包括脱水模块、脱二氧化碳模块、脱贡模块和脱重烃模块,所述脱水模块、所述脱二氧化碳模块、所述脱贡模块和所述脱重烃模块之间通过第三硬质钢管连接,其中:
所述脱水模块用于对所述压缩后的可燃冰采出气进行脱水处理,得到脱水后的可燃冰采出气;
所述脱二氧化碳模块用于对所述脱水后的可燃冰采出气进行脱二氧化碳处理,得到脱二氧化碳后的可燃冰采出气;
所述脱贡模块用于对所述脱二氧化碳后的可燃冰采出气进行脱贡处理,得到脱贡后的可燃冰采出气;
所述脱重烃模块用于对所述脱贡后的可燃冰采出气进行脱重烃处理,得到净化后的可燃冰采出气。
进一步,所述天然气液化封装单元包括换热冷箱、第一节流阀、LNG储罐、预冷压缩机、预冷冷却器、第二节流阀、主冷压缩机、主冷冷却器、混合工质气液分离器、第三节流阀和第四节流阀,所述换热冷箱的第一输出端与所述预冷压缩机的输入端连接,所述换热冷箱的第二输出端与所述第一节流阀的输入端连接,所述换热冷箱的第三输出端与所述主冷压缩机的输入端连接,所述换热冷箱的第四输出端与所述混合工质气液分离器的输入端连接,所述换热冷箱的第五输出端与所述第四节流阀的输入端连接,所述换热冷箱的第一输入端与所述第二节流阀的输出端连接,所述换热冷箱的第二输入端与所述主冷冷却器的输出端连接,所述换热冷箱的第三输入端与所述混合工质气液分离器的第一输出端连接,所述换热冷箱的第四输入端与所述第三节流阀的输出端连接,所述换热冷箱的第五输入端与所述第四节流阀的输出端连接,所述预冷压缩机的输出端与所述预冷冷却器的输入端连接,所述预冷冷却器的输出端与所述第二节流阀的输入端连接,所述主冷压缩机的输出端与所述主冷冷却器的输入端连接,所述混合工质气液分离器的第二输出端与所述第三节流阀的输入端连接,所述第一节流阀的输出端与所述LNG储罐的输入端连接,其中:
所述换热冷箱用于提供进行热交换平台;
所述预冷压缩机用于对预冷工质进行压缩升压处理,得到压缩后的预冷工质;
所述预冷冷却器用于对所述压缩后的预冷工质进行冷却处理,得到冷却后的预冷工质;
所述冷却后的预冷工质用于对所述可燃冰采出气和主冷工质进行冷却处理;
所述主冷压缩机用于对所述主冷工质进行压缩处理,得到压缩后的主冷工质;
所述主冷冷却器用于对所述压缩后的主冷工质进行冷却处理,得到冷却后的主冷工质;
所述冷却后的主冷工质用于对所述可燃冰采出气进行冷却处理;
所述混合工质气液分离器用于根据所述主冷工质的物理状态进行分离处理;
所述LNG储罐用于存储冷却后的可燃冰采出气;
所述第一节流阀、所述第二节流阀、所述第三节流阀和所述第四节流阀用于对所述预冷工质和所述主冷工质进行节流降温。
本发明所采用的第二技术方案是:一种可燃冰采出气的储运装置的储运方法,包括以下步骤:
获取可燃冰采出气并进行预处理,得到预处理后的可燃冰采出气;
对所述预处理后的可燃冰采出气依次进行运输与压缩处理,得到压缩后的可燃冰采出气;
对所述压缩后的可燃冰采出气进行天然气净化处理,得到净化后的可燃冰采出气;
对所述净化后的可燃冰采出气进行天然气液化封装处理,得到存入液化天然气储罐的天然气;
将所述存入液化天然气储罐的天然气传输至终端。
进一步,所述获取可燃冰采出气并进行预处理,得到预处理后的可燃冰采出气这一步骤,其具体包括:
获取可燃冰采出气;
对所述可燃冰采出气进行除砂处理,得到除砂后的可燃冰采出气;
对所述除砂后的可燃冰采出气进行粗脱水处理,得到预处理后的可燃冰采出气。
进一步,所述对所述压缩后的可燃冰采出气进行天然气净化处理,得到净化后的可燃冰采出气这一步骤,其具体包括:
对所述压缩后的可燃冰采出气进行脱水处理,得到脱水后的可燃冰采出气;
对所述脱水后的可燃冰采出气进行脱二氧化碳处理,得到脱二氧化碳后的可燃冰采出气;
对所述脱二氧化碳后的可燃冰采出气进行脱贡处理,得到脱贡后的可燃冰采出气;
对所述脱贡后的可燃冰采出气进行脱重烃处理,得到净化后的可燃冰采出气。
进一步,所述对所述净化后的可燃冰采出气进行天然气液化封装处理,得到存入液化天然气储罐的天然气这一步骤,其具体包括:
对所述净化后的可燃冰采出气进行逐级降温后液化处理,得到降温液化后的可燃冰采出气;
对所述降温液化后的可燃冰采出气进行封装,得到存入液化天然气储罐的天然气。
进一步,所述预冷循环处理、所述主冷循环处理和所述天然气液化循环处理的过程为:
所述预冷循环处理:对所述预冷工质进行预冷压缩机压缩升压后,经预冷冷却器冷却,通过节流阀节流降温为低温预冷工质,并作为预冷换热器的冷源通过换热冷箱为主冷循环处理及天然气液化循环处理提供冷量;
所述主冷循环处理:对所述主冷工质进行经主冷压缩机压缩,再通过主冷冷却器降温后进入换热冷箱进行预冷,预冷后进入混合工质气液分离器,其中低沸点工质由混合工质气液分离器的气相出口再次流入换热冷箱逐级降温,经节流阀节流降温为低温低沸点工质后进入换热冷箱提供冷量,高沸点工质由混合工质气液分离器的液相出口流经节流阀节流降温后进入换热冷箱,与低温低沸点工质混合为混合后主冷工质,为换热冷箱提供冷量,释放冷量后状态恢复至流回主冷压缩机,完成主冷循环;
所述天然气液化循环处理:对所述可燃冰采出气经换热冷箱多级换热降温液化为降温液化后天然气,后流经第一节流阀节流降压后流入LNG储罐进行储存,完成天然气液化循环。
本发明装置及储运方法的有益效果是:本发明通过构建可燃冰开采平台开采可燃冰采出气并进行预处理,对可燃冰采出气进行预处理能够有效减少对气体设备的损坏,避免管道堵塞,从而确保系统安全运行,进一步通过天然气软管输送系统将可燃冰采出气传输至天然气海上生产平台进行天然气净化和天然气液化封装处理,即可燃冰开采平台与天然气海上生产平台的采用接驳方式,能够满足可燃冰开采平台与天然气海上生产平台之间的相对运动且保持一定的安全距离,净化处理能够避免后续深冷液化环节出现干冰、水合物等固体颗粒堵塞设备及管道,以及对设备的腐蚀和对催化剂的影响,液化封装处理将天然气流入LNG储罐进行储存,便于运输,能够在复杂海域上进行安全高效与低成本的可燃冰采出气生产储运工作。
附图说明
图1是本发明实施例一种可燃冰采出气的储运装置的结构示意图;
图2是本发明实施例一种可燃冰采出气的储运装置的储运方法的步骤流程示意图;
图3是本发明具体实施例对可燃冰采出气进行采集存运的步骤框架示意图;
图4是本发明具体实施例可燃冰开采平台与天然气海上生产平台之间对可燃冰采出气进行传输的结构示意图;
图5是本发明具体实施例天然气液化封装单元对可燃冰采出气进行液化处理的结构示意图;
附图标记:1、换热冷箱;2、第一节流阀;3、LNG储罐;4、预冷压缩机;5、预冷冷却器;6、第二节流阀;7、主冷压缩机;8、主冷冷却器;9、混合工质气液分离器;10、第三节流阀;11、第四节流阀;A1、净化后天然气;A2、降温液化后天然气;A3、LNG产品;B1、预冷工质;B2、低温预冷工质;C1、主冷工质;C2、低沸点工质;C3、高沸点工质;C4、低温低沸点工质;C5、混合后主冷工质;V1、第一流量调节阀;V2、第一手动根阀;V3、第二手动根阀;V4、第一自控阀门;V5、第二自控阀门;V6、第一硬质钢管支架;V7、第二硬质钢管支架;V8、第一主动应急分离法门;V9、第二主动应急分离法门;B1、第一高压氮气装置;B2、第二高压氮气装置;P1、第一气相歧管管路;P2、第二气相歧管管路;P3、第一短接管;P4、第二短接管;P5、第一输气软管;P6、第二输气软管。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。对于以下实施例中的步骤编号,其仅为了便于阐述说明而设置,对步骤之间的顺序不做任何限定,实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。
参照图1和图3,本发明提供了一种可燃冰采出气的储运装置,包括可燃冰开采平台、天然气软管输送带、天然气海上生产平台和LNG罐箱运输系统,可燃冰开采平台通过天然气软管输送带与天然气海上生产平台连接,其中:
可燃冰开采平台用于开采可燃冰采出气并进行预处理,得到预处理后的可燃冰采出气;
具体地,可燃冰开采平台包括采集模块、除砂模块和粗脱水模块,采集模块、除砂模块和粗脱水模块之间通过第一硬质钢管进行连接,其中,采集模块用于获取可燃冰采出气;除砂模块用于对可燃冰采出气进行除砂处理,得到除砂后的可燃冰采出气;粗脱水模块用于对除砂后的可燃冰采出气进行粗脱水处理,得到预处理后的可燃冰采出气。
在本实施例中,由于可燃冰处于水深超过1000米的深海区域,海况复杂,周边无设施依托,不具备系泊条件,而可燃冰的储运需要长期停留生产作业,且需要放置生产装备的专用平台,基于上述实际情况,通过新建或改造一艘甲板面积1200㎡以上、带有动力定位功能的浮式平台或者平台供应船舶作为天然气海上生产平台,位于可燃冰开采点,要求该生产平台能够承载成套的天然气净化、液化处理装置,同时与可燃冰开采平台保持安全距离。
天然气软管输送系统用于将预处理后的可燃冰采出气运输至天然气海上生产平台;
在本实施例中,可燃冰开采平台与海上生产平台之间存在相对运动,为保持两平台之间的安全距离以及稳定气体传输,需要设计专用的天然气海上传输系统,实现平台之间的多功能连接,能够输送开采平台的采出气至生产平台,同时能够在应对船舶间相对的大运动和加速度,实现安全保护功能。
天然气海上生产平台用于对预处理后的可燃冰采出气依次进行天然气净化和天然气液化封装处理,得到存入液化天然气储罐的天然气;
具体地,天然气海上生产平台包括压缩单元、天然气净化单元和天然气液化封装单元,压缩单元、天然气净化单元与天然气液化封装单元之间通过第二硬质钢管连接,其中,压缩单元用于对预处理后的可燃冰采出气进行压缩处理,得到压缩后的可燃冰采出气;天然气净化单元用于对压缩后的可燃冰采出气进行净化处理,得到净化后的可燃冰采出气;天然气液化封装单元用于对净化后的可燃冰采出气进行液化封装处理,得到存入液化天然气储罐的天然气;
对于天然气净化单元包括脱水模块、脱二氧化碳模块、脱贡模块和脱重烃模块,脱水模块、脱二氧化碳模块、脱贡模块和脱重烃模块之间通过第三硬质钢管连接,其中,脱水模块用于对压缩后的可燃冰采出气进行脱水处理,得到脱水后的可燃冰采出气;脱二氧化碳模块用于对脱水后的可燃冰采出气进行脱二氧化碳处理,得到脱二氧化碳后的可燃冰采出气;脱贡模块用于对脱二氧化碳后的可燃冰采出气进行脱贡处理,得到脱贡后的可燃冰采出气;脱重烃模块用于对脱贡后的可燃冰采出气进行脱重烃处理,得到净化后的可燃冰采出气;
在本实施例中,开采平台将从深海开才出来的可燃冰采出气经过初步脱砂、脱水预处理后,通过天然气软管传输系统将初步处理后的采出气(0-5MPa,5℃)传输到天然气海上生产平台,进入生产平台的气体净化单元,净化单元由原料气压缩机、脱酸单元、脱水脱汞单元以及配电系统、GDS系统构成,采出气经净化单元中原料气压缩机增压至4.5MPa后,进入脱水撬、脱CO2、脱重烃撬处理后,满足液化要求的净化气进入后续液化单元进行液化处理。
对于天然气液化封装单元包括换热冷箱1、第一节流阀2、LNG储罐3、预冷压缩机4、预冷冷却器5、第二节流阀6、主冷压缩机7、主冷冷却器8、混合工质气液分离器9、第三节流阀10和第四节流阀11,换热冷箱的第一输出端与预冷压缩机的输入端连接,换热冷箱的第二输出端与第一节流阀的输入端连接,换热冷箱的第三输出端与主冷压缩机的输入端连接,换热冷箱的第四输出端与混合工质气液分离器的输入端连接,换热冷箱的第五输出端与第四节流阀的输入端连接,换热冷箱的第一输入端与第二节流阀的输出端连接,换热冷箱的第二输入端与主冷冷却器的输出端连接,换热冷箱的第三输入端与混合工质气液分离器的第一输出端连接,换热冷箱的第四输入端与第三节流阀的输出端连接,换热冷箱的第五输入端与第四节流阀的输出端连接,预冷压缩机的输出端与预冷冷却器的输入端连接,预冷冷却器的输出端与第二节流阀的输入端连接,主冷压缩机的输出端与主冷冷却器的输入端连接,混合工质气液分离器的第二输出端与第三节流阀的输入端连接,第一节流阀的输出端与LNG储罐的输入端连接,其中,所述换热冷箱用于提供进行热交换平台;预冷压缩机用于对预冷工质进行压缩升压处理,得到压缩后的预冷工质;预冷冷却器用于对所述压缩后的预冷工质进行冷却处理,得到冷却后的预冷工质;冷却后的预冷工质用于对所述可燃冰采出气和主冷工质进行冷却处理;主冷压缩机用于对所述主冷工质进行压缩处理,得到压缩后的主冷工质;主冷冷却器用于对所述压缩后的主冷工质进行冷却处理,得到冷却后的主冷工质;冷却后的主冷工质用于对所述可燃冰采出气进行冷却处理;混合工质气液分离器用于根据所述主冷工质的物理状态进行分离处理;LNG储罐用于存储冷却后的可燃冰采出气;第一节流阀、第二节流阀、第三节流阀和第四节流阀用于对所述预冷工质和所述主冷工质进行节流降温。
在本实施例中,液化单元主要由预冷循环、主冷循环与天然气液化循环组成,考虑到需在海上平台进行生产,液化系统采用经过中国船级社认、具备船上使用条件且生产能力能够满足可燃冰小规模试采及储运需求的MR型天然气液化装置。净化后的天然气温度约为314K,压力4.5MPa,经过液化单元的冷箱内部多级换热器降温液化后,存入LNG储罐。
LNG罐箱运输系统用于将存入液化天然气储罐的天然气传输至终端。
在本实施例中,将带动力定位功能的LNG罐箱运输船靠泊在天然气生产平台附近,保持安全距离,利用生产平台上装配的吊装装置将LNG储罐转移到LNG罐箱运输船,运输至具备LNG罐箱接收资质的港口,运至港口后,采用直装直取的方式将运输船上的LNG罐箱吊装至LNG槽车,运往LNG气化站或其他下游LNG用户。
参照图2,一种可燃冰采出气的储运装置的储运方法,包括以下步骤:
S1、获取可燃冰采出气并进行预处理,得到预处理后的可燃冰采出气;
S11、获取可燃冰采出气;
S12、对可燃冰采出气进行除砂处理,得到除砂后的可燃冰采出气;
S13、对除砂后的可燃冰采出气进行粗脱水处理,得到预处理后的可燃冰采出气。
具体地,基于可燃冰采集平台,进行深海可燃冰开采,采出气以气态的形式流出并经过开采平台气体处理系统先后进行除砂和粗脱水处理,得到初步处理后的天然气;经过除砂和粗脱水的天然气能够有效减少对气体设备的损坏,避免管道堵塞,从而确保系统安全运行。
S2、对预处理后的可燃冰采出气依次进行运输与压缩处理,得到压缩后的可燃冰采出气;
具体地,基于天然气软管传输系统,将经过初步处理的天然气(0-5MPa,5℃)由开采平台传输到天然气海上生产平台。
在本实施例中,如图4所示,可燃冰开采平台与天然气海上生产平台采用软管接驳方式,包括开采平台和海上生产平台的设计改造。开采平台端:通向火炬塔的一路气相管上,加装流量调节阀V1,用于调节流向火炬塔和生产平台之间的采出气流量;另在调节阀V1之后的管路上加装2路气相歧管管路,每路歧管上加装手动根阀和带ESD功能的自控阀门;然后再连接一个短接管,用于保护连接软管;此加装修改区域还应加装可燃气体探头和ESD按钮,以及在船舷边加装2个软管支架,用于船舷边支撑软管连接,避免软管与船边栏杆硬接触而损伤。海上生产平台端:需要安装多功能连接件,用于连接海上生产平台与开采平台之间的软管,该连接件由PERC主动应急分离阀门及一些列附属设备组成,此阀门由高压氮气驱动,在收到距离监控装置发出警报信号时,紧急切断阀门,断开软管连接,保护软管不受伤害;采用两路不小于90米的输气软管连接海上生产平台与开采平台,进行气体传输。
S3、对压缩后的可燃冰采出气进行天然气净化处理,得到净化后的可燃冰采出气;
S31、对压缩后的可燃冰采出气进行脱水处理,得到脱水后的可燃冰采出气;
S32、对脱水后的可燃冰采出气进行脱二氧化碳处理,得到脱二氧化碳后的可燃冰采出气;
S33、对脱二氧化碳后的可燃冰采出气进行脱贡处理,得到脱贡后的可燃冰采出气;
S34、对脱贡后的可燃冰采出气进行脱重烃处理,得到净化后的可燃冰采出气。
具体地,基于生产平台上的天然气预处理模块,对传输过来的初步处理后的天然气先进行压缩至4.5Mpa后,进入净化处理单元进行脱水、脱二氧化碳、脱汞、脱重烃等深度净化处理。深度净化处理的作用是为了避免后续深冷液化环节出现干冰、水合物等固体颗粒堵塞设备及管道,以及对设备的腐蚀和对催化剂的影响。
在本实施例中,为满足可燃冰采出气生产储运工程实际条件和要求,采出气的净化单元主要包括脱水单元、脱CO2/重烃/汞单元。其中脱水单元采用分子筛脱水工艺;受限于海上生产高度的限制,脱CO2/重烃/汞单元采用活性炭、分子筛、硅胶复合床设计脱除CO2、重烃,采用专用脱汞吸附剂脱除汞。设置2台脱CO2吸附塔、2台脱重烃塔采用变温等压(TSA)的方式交替吸附及再生,2台脱汞塔(1用1备)定期更换填料,吸附周期设定为8h,本单元独立成撬。脱CO2、脱重烃塔为串联设计,吸附及再生交替进行,再生过程分为加热和冷却两个步骤。
S4、对净化后的可燃冰采出气进行天然气液化封装处理,得到存入液化天然气储罐的天然气;
S41、对所述净化后的可燃冰采出气进行逐级降温后液化处理,得到降温液化后的可燃冰采出气;
S42、对所述降温液化后的可燃冰采出气进行封装,得到存入液化天然气储罐的天然气。
具体地,基于海上生产平台的天然气液化模块,将经深度净化处理后的天然气进行液化处理,形成标准的液态LNG产品A3,从而进行后续的储存、运输和使用,基础LNG储存模块,将液化天然气存储在LNG储罐中。
在本实施例中,液化工艺如图5所示,该液化系统主要由预冷循环、主冷循环与天然气液化循环组成。预冷循环包含预冷压缩机4、预冷冷却器5、预冷节流阀6及换热冷箱1组成,其流程为预冷工质B1经预冷压缩机4压缩升压后,经预冷冷却器5冷却,通过节流阀6节流降温为低温预冷工质B2,作为预冷换热器冷源通过换热冷箱1为主冷循环混合工质及天然气预冷提供冷量;主冷循环由主冷压缩机7、主冷冷却器8、混合工质气液分离器9、换热冷箱1、节流阀10、节流阀11组成,主冷工质C1先经主冷压缩机7压缩,再通过主冷冷却器8降温后进入换热冷箱1进行预冷,预冷后进入混合工质气液分离器9,其中低沸点工质C2由混合工质气液分离器9的气相出口再次流入换热冷箱1逐级降温,经节流阀11节流降温为低温低沸点工质C4后进入换热冷箱1提供冷量。高沸点工质C3由混合工质气液分离器9的液相出口流经节流阀10节流降温后进入换热冷箱1,与低温低沸点工质C4混合为混合后主冷工质C5,为换热冷箱1提供冷量,释放冷量后状态恢复至C1流回主冷压缩机,完成一个主冷循环;天然气液化循环由LNG储罐3、换热冷箱1、节流阀2组成,净化后天然气A1(314K,4.5MPa)经换热冷箱1多级换热降温液化为降温液化后天然气A2,流经节流阀2节流降压后成为LNG产品,流如LNG储罐3进行储存,完成循环。
S5、将存入液化天然气储罐的天然气传输至终端。
具体地,基于海上吊装系统,将LNG储罐由天然气海上生产平台吊装至LNG罐箱运输船,实现LNG海上转运,基于LNG罐箱运输船,将LNG运至具备接收资质的码头或港口,在LNG接收港口进行LNG罐箱的装卸和运输,最终运至终端用户。
在本实施例中,如图4所示,可燃冰开采平台与天然气海上生产平台采用软管接驳方式,包括开采平台和海上生产平台的设计改造。开采平台端:通向火炬塔的一路气相管上,加装流量调节阀即第一流量调节阀V1,用于调节流向火炬塔和生产平台之间的采出气流量;另在调节阀V1之前的管路上加装2路气相歧管管路即第一气相歧管管路P1、第二气相歧管管路P2,用于可燃冰采出气管道传输。每路歧管上加装手动根阀和带ESD功能的自控阀门。第一手动根阀V2、第二手动根阀V3用于管道压力测试和流体排放。第一自控阀门V4、第二自控阀门V5为带ESD功能的自控阀门,主要作用是在危险情况下紧急切断阀门,阻止管道内流体流通,保证设备安全运行和人员生命安全;然后在气相歧管上再连接第一短接管P3、第二短接管P4,用于保护连接软管;此加装修改区域还应加装可燃气体探头和ESD按钮,以及在船舷边加装2个软管支架即第一硬质钢管支架V6、第二硬质钢管支架V7,用于船舷边支撑软管连接,避免软管与船边栏杆硬接触而损伤。海上生产平台端:需要安装多功能连接件,用于连接海上生产平台与开采平台之间的软管,该连接件由主动应急分离阀门及一些列附属设备组成。第一主动应急分离法门V8、第二主动应急分离法门V9主要作用是在收到距离监控装置发出警报信号时,紧急切断阀门,断开软管连接,保护软管不受伤害。第一高压氮气装置B1、第二高压氮气装置B2用于驱动主动应急分离阀门执行动作;采用两路不小于90米的第一输气软管P5、第二输气软管P6连接海上生产平台与开采平台,进行气体传输。
上述方法实施例中的内容均适用于本系统实施例中,本系统实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同,并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明,但本发明创造并不限于所述实施例,熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换,这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (10)
1.一种可燃冰采出气的储运装置,其特征在于,包括可燃冰开采平台、天然气软管输送带、天然气海上生产平台和LNG罐箱运输系统,所述可燃冰开采平台通过所述天然气软管输送带与所述天然气海上生产平台连接,其中:
所述可燃冰开采平台用于开采可燃冰采出气并进行预处理,得到预处理后的可燃冰采出气;
所述天然气软管输送带用于将所述预处理后的可燃冰采出气运输至所述天然气海上生产平台;
所述天然气海上生产平台用于对所述预处理后的可燃冰采出气依次进行天然气净化和天然气液化封装处理,得到存入液化天然气储罐的天然气;
所述LNG罐箱运输系统用于将所述存入液化天然气储罐的天然气传输至终端。
2.根据权利要求1所述一种可燃冰采出气的储运装置,其特征在于,所述可燃冰开采平台包括采集模块、除砂模块和粗脱水模块,所述采集模块、所述除砂模块和所述粗脱水模块之间通过第一硬质钢管进行连接,其中:
所述采集模块用于获取可燃冰采出气;
所述除砂模块用于对所述可燃冰采出气进行除砂处理,得到除砂后的可燃冰采出气;
所述粗脱水模块用于对所述除砂后的可燃冰采出气进行粗脱水处理,得到预处理后的可燃冰采出气。
3.根据权利要求1所述一种可燃冰采出气的储运装置,其特征在于,所述天然气海上生产平台包括压缩单元、天然气净化单元和天然气液化封装单元,所述压缩单元、所述天然气净化单元与所述天然气液化封装单元之间通过第二硬质钢管连接,其中:
所述压缩单元用于对所述预处理后的可燃冰采出气进行压缩处理,得到压缩后的可燃冰采出气;
所述天然气净化单元用于对所述压缩后的可燃冰采出气进行净化处理,得到净化后的可燃冰采出气;
所述天然气液化封装单元用于对所述净化后的可燃冰采出气进行液化封装处理,得到存入液化天然气储罐的天然气。
4.根据权利要求3所述一种可燃冰采出气的储运装置,其特征在于,所述天然气净化单元包括脱水模块、脱二氧化碳模块、脱贡模块和脱重烃模块,所述脱水模块、所述脱二氧化碳模块、所述脱贡模块和所述脱重烃模块之间通过第三硬质钢管连接,其中:
所述脱水模块用于对所述压缩后的可燃冰采出气进行脱水处理,得到脱水后的可燃冰采出气;
所述脱二氧化碳模块用于对所述脱水后的可燃冰采出气进行脱二氧化碳处理,得到脱二氧化碳后的可燃冰采出气;
所述脱贡模块用于对所述脱二氧化碳后的可燃冰采出气进行脱贡处理,得到脱贡后的可燃冰采出气;
所述脱重烃模块用于对所述脱贡后的可燃冰采出气进行脱重烃处理,得到净化后的可燃冰采出气。
5.根据权利要求3所述一种可燃冰采出气的储运装置,其特征在于,所述天然气液化封装单元包括换热冷箱、第一节流阀、LNG储罐、预冷压缩机、预冷冷却器、第二节流阀、主冷压缩机、主冷冷却器、混合工质气液分离器、第三节流阀和第四节流阀,所述换热冷箱的第一输出端与所述预冷压缩机的输入端连接,所述换热冷箱的第二输出端与所述第一节流阀的输入端连接,所述换热冷箱的第三输出端与所述主冷压缩机的输入端连接,所述换热冷箱的第四输出端与所述混合工质气液分离器的输入端连接,所述换热冷箱的第五输出端与所述第四节流阀的输入端连接,所述换热冷箱的第一输入端与所述第二节流阀的输出端连接,所述换热冷箱的第二输入端与所述主冷冷却器的输出端连接,所述换热冷箱的第三输入端与所述混合工质气液分离器的第一输出端连接,所述换热冷箱的第四输入端与所述第三节流阀的输出端连接,所述换热冷箱的第五输入端与所述第四节流阀的输出端连接,所述预冷压缩机的输出端与所述预冷冷却器的输入端连接,所述预冷冷却器的输出端与所述第二节流阀的输入端连接,所述主冷压缩机的输出端与所述主冷冷却器的输入端连接,所述混合工质气液分离器的第二输出端与所述第三节流阀的输入端连接,所述第一节流阀的输出端与所述LNG储罐的输入端连接,其中:
所述换热冷箱用于提供进行热交换平台;
所述预冷压缩机用于对预冷工质进行压缩升压处理,得到压缩后的预冷工质;
所述预冷冷却器用于对所述压缩后的预冷工质进行冷却处理,得到冷却后的预冷工质;
所述冷却后的预冷工质用于对所述可燃冰采出气和主冷工质进行冷却处理;
所述主冷压缩机用于对所述主冷工质进行压缩处理,得到压缩后的主冷工质;
所述主冷冷却器用于对所述压缩后的主冷工质进行冷却处理,得到冷却后的主冷工质;
所述冷却后的主冷工质用于对所述可燃冰采出气进行冷却处理;
所述混合工质气液分离器用于根据所述主冷工质的物理状态进行分离处理;
所述LNG储罐用于存储冷却后的可燃冰采出气;
所述第一节流阀、所述第二节流阀、所述第三节流阀和所述第四节流阀用于对所述预冷工质和所述主冷工质进行节流降温。
6.一种可燃冰采出气的储运装置的储运方法,其特征在于,包括以下步骤:
获取可燃冰采出气并进行预处理,得到预处理后的可燃冰采出气;
对所述预处理后的可燃冰采出气依次进行运输与压缩处理,得到压缩后的可燃冰采出气;
对所述压缩后的可燃冰采出气进行天然气净化处理,得到净化后的可燃冰采出气;
对所述净化后的可燃冰采出气进行天然气液化封装处理,得到存入液化天然气储罐的天然气;
将所述存入液化天然气储罐的天然气传输至终端。
7.根据权利要求6所述一种可燃冰采出气的储运装置的储运方法,其特征在于,所述获取可燃冰采出气并进行预处理,得到预处理后的可燃冰采出气这一步骤,其具体包括:
获取可燃冰采出气;
对所述可燃冰采出气进行除砂处理,得到除砂后的可燃冰采出气;
对所述除砂后的可燃冰采出气进行粗脱水处理,得到预处理后的可燃冰采出气。
8.根据权利要求6所述一种可燃冰采出气的储运装置的储运方法,其特征在于,所述对所述压缩后的可燃冰采出气进行天然气净化处理,得到净化后的可燃冰采出气这一步骤,其具体包括:
对所述压缩后的可燃冰采出气进行脱水处理,得到脱水后的可燃冰采出气;
对所述脱水后的可燃冰采出气进行脱二氧化碳处理,得到脱二氧化碳后的可燃冰采出气;
对所述脱二氧化碳后的可燃冰采出气进行脱贡处理,得到脱贡后的可燃冰采出气;
对所述脱贡后的可燃冰采出气进行脱重烃处理,得到净化后的可燃冰采出气。
9.根据权利要求6所述一种可燃冰采出气的储运装置的储运方法,其特征在于,所述对所述净化后的可燃冰采出气进行天然气液化封装处理,得到存入液化天然气储罐的天然气这一步骤,其具体包括:
对所述净化后的可燃冰采出气进行逐级降温后液化处理,得到降温液化后的可燃冰采出气;
对所述降温液化后的可燃冰采出气进行封装,得到存入液化天然气储罐的天然气。
10.根据权利要求9所述一种可燃冰采出气的储运装置的储运方法,其特征在于,所述预冷循环处理、所述主冷循环处理和所述天然气液化循环处理的过程为:
所述预冷循环处理:对所述预冷工质进行预冷压缩机压缩升压后,经预冷冷却器冷却,通过节流阀节流降温为低温预冷工质,并作为预冷换热器的冷源通过换热冷箱为主冷循环处理及天然气液化循环处理提供冷量;
所述主冷循环处理:对所述主冷工质进行经主冷压缩机压缩,再通过主冷冷却器降温后进入换热冷箱进行预冷,预冷后进入混合工质气液分离器,其中低沸点工质由混合工质气液分离器的气相出口再次流入换热冷箱逐级降温,经节流阀节流降温为低温低沸点工质后进入换热冷箱提供冷量,高沸点工质由混合工质气液分离器的液相出口流经节流阀节流降温后进入换热冷箱,与低温低沸点工质混合为混合后主冷工质,为换热冷箱提供冷量,释放冷量后状态恢复至流回主冷压缩机,完成主冷循环;
所述天然气液化循环处理:对所述可燃冰采出气经换热冷箱多级换热降温液化为降温液化后天然气,后流经第一节流阀节流降压后流入LNG储罐进行储存,完成天然气液化循环。
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