RU2770964C1 - Method for utilization of stripping gas from a liquefied natural gas (lng) tank - Google Patents
Method for utilization of stripping gas from a liquefied natural gas (lng) tank Download PDFInfo
- Publication number
- RU2770964C1 RU2770964C1 RU2021118599A RU2021118599A RU2770964C1 RU 2770964 C1 RU2770964 C1 RU 2770964C1 RU 2021118599 A RU2021118599 A RU 2021118599A RU 2021118599 A RU2021118599 A RU 2021118599A RU 2770964 C1 RU2770964 C1 RU 2770964C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- tank
- lng
- pressure
- natural gas
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области хранения сжиженного природного газа (СПГ), в частности к обеспечению утилизации отпарного газа из резервуара СПГ, и может быть использовано в криогенной газовой промышленности.The invention relates to the storage of liquefied natural gas (LNG), in particular to ensure the utilization of boil-off gas from an LNG tank, and can be used in the cryogenic gas industry.
Известен способ поддержания переохлаждённого состояния сжиженного природного газа в резервуаре (патент РФ №2628337, опубл. 16.08.2017 г.), который включает отведение части криогенной текучей среды, ее охлаждение жидким азотом и повторное введение обратно в зону жидкости резервуара для хранения, что исключает сброс газа из резервуара.There is a known method of maintaining a supercooled state of liquefied natural gas in a tank (RF patent No. 2628337, published on August 16, 2017), which includes the removal of a part of the cryogenic fluid, its cooling with liquid nitrogen and reintroduction back into the liquid zone of the storage tank, which eliminates discharge of gas from the reservoir.
Недостатком данного способа является необходимость использования хладагента, который необходимо захолаживать на теплообменнике, а также применение насоса в случае необходимости циркуляции сжиженного природного газа из резервуара и обратно.The disadvantage of this method is the need to use a refrigerant, which must be cooled down on the heat exchanger, as well as the use of a pump if it is necessary to circulate liquefied natural gas from the tank and back.
Известен способ хранения СПГ StarLiteLNG (LINDE AG. StarLNG. Передовые стандартизованные мало- и среднетонажные заводы СПГ. [онлайн] [найдено 2021-04-25]. Найдено в https://www.linde-engineering.ru/ru/images/StarLNG_Russian_tcm480-458277.pdf), который включает комплекс компрессоров и детандера для повторного сжижения отпарного газа, что позволяет регенерировать топливо без выбросов на факел или свечу рассеивания.A known method for storing LNG StarLiteLNG (LINDE AG. StarLNG. Advanced standardized small and medium-sized LNG plants. [online] [found 2021-04-25]. Found at https://www.linde-engineering.ru/ru/images/ StarLNG_Russian_tcm480-458277.pdf), which includes a complex of compressors and an expander for re-liquefaction of boil-off gas, which makes it possible to regenerate fuel without emissions to the flare or dispersion candle.
Недостатком данного способа являются капитальные, эксплуатационные и энергетические затраты на повышение давления отпарного газа с помощью компрессора.The disadvantage of this method is the capital, operating and energy costs for increasing the pressure of the boil-off gas using a compressor.
Известен способ хранения и отгрузки сжиженного природного газа (патент РФ №2680914, опубл. 28.02.2019 г.), который включает закачивание СПГ после установки сжижения природного газа по криогенному трубопроводу сначала в наземный криогенный резервуар, а затем в танкер-газовоз, при этом отпарной газ, образующийся во время наполнения плавучего хранилища и перегрузки СПГ в танкер-газовоз, возвращают с помощью устройств приема отпарного газа по криогенному трубопроводу в компрессорную отпарного газа и далее в процесс сжижения природного газа. There is a known method for storing and shipping liquefied natural gas (RF patent No. 2680914, published on February 28, 2019), which includes pumping LNG after the installation of liquefied natural gas through a cryogenic pipeline, first into a ground cryogenic tank, and then into a gas tanker, while the boil-off gas generated during the filling of the floating storage and the reloading of the LNG into the gas tanker is returned using the boil-off gas receivers through the cryogenic pipeline to the boil-off gas compressor and then to the natural gas liquefaction process.
Недостатком данного способа является необходимость применения компрессорной отпарного газа для его удаления и сжатия, что влечет за собой помимо капитальных, энергетических и эксплуатационных затрат выбросы при работе компрессоров из-за сгорания топлива. The disadvantage of this method is the need to use a boil-off gas compressor to remove and compress it, which entails, in addition to capital, energy and operating costs, emissions during compressor operation due to fuel combustion.
Известен способ поддержания низкотемпературного режима сжиженного газа в резервуаре (Б.С. РАЧЕВСКИЙ. Сжиженные углеводородные газы. Москва, НЕФТЬ и ГАЗ, 2009, ISBN 5-7246, c. 312-313), который заключается в том, что испаряющийся в результате притока тепла извне газ проходит теплообменник и поступает на всасывание компрессора, после чего подается в холодильник-конденсатор, где конденсируется при неизменном давлении, сконденсированная жидкость дополнительно переохлаждается встречным потоком газа в теплообменнике и затем дросселируется в вентиле до давления, соответствующего режиму хранения, поступая в резервуар СПГ.A known method of maintaining the low-temperature regime of liquefied gas in the tank (B.S. RACHEVSKY. Liquefied hydrocarbon gases. Moscow, OIL and GAS, 2009, ISBN 5-7246, c. 312-313), which consists in the fact that evaporating as a result of inflow heat from the outside, the gas passes through the heat exchanger and enters the suction of the compressor, after which it is fed into the condenser, where it condenses at a constant pressure, the condensed liquid is additionally supercooled by the oncoming gas flow in the heat exchanger and then throttled in the valve to a pressure corresponding to the storage mode, entering the LNG tank .
Недостатком данного способа является необходимость применения компрессора для сжатия отпарного газа, что приводит к капитальным, эксплуатационным и энергетическим затратам.The disadvantage of this method is the need to use a compressor to compress the boil-off gas, which leads to capital, operating and energy costs.
Известен способ сброса паров из резервуара сжиженного природного газа (СПГ) (патент РФ № 2677022, опубл. 15.01.2019 г.) принятый за прототип, который включает жидкостно-газовый эжектор, отводящий СПГ и избыток его паров из резервуара, что приводит к снижению давления в резервуаре. A known method for discharging vapors from a liquefied natural gas (LNG) tank (RF patent No. 2677022, publ. tank pressure.
Недостатком данного способа является необходимость установки в резервуаре насоса для подачи СПГ в эжектор, что сопровождается дополнительными энергетическими и материальными затратами.The disadvantage of this method is the need to install a pump in the tank to supply LNG to the ejector, which is accompanied by additional energy and material costs.
Техническим результатом является исключение потерь углеводородов при утилизации отпарного газа из резервуара сжиженного природного газа (СПГ).The technical result is the exclusion of hydrocarbon losses during the utilization of boil-off gas from a liquefied natural gas (LNG) reservoir.
Технический результат достигается тем, что отвод отпарного газа из резервуара осуществляют газовым эжектором, в качестве рабочего тела которого, используют поток природного газа высокого давления, который редуцируют до рабочего давления на регуляторе давления после подачи сигнала на открытие задвижки на линии подвода природного газа в эжектор при превышении давления в резервуаре сверх номинального, а полученную смесь газов направляют в емкость для хранения смеси, откуда транспортируют для технологических нужд резервуарного парка или для повторного сжижения.The technical result is achieved by the fact that the removal of boil-off gas from the tank is carried out by a gas ejector, the working medium of which is a high-pressure natural gas stream, which is reduced to the operating pressure on the pressure regulator after a signal is given to open the valve on the natural gas supply line to the ejector at exceeding the nominal pressure in the tank, and the resulting mixture of gases is sent to a container for storing the mixture, from where it is transported for the technological needs of the tank farm or for re-liquefaction.
Способ поясняется следующими фигурами:The method is illustrated by the following figures:
фиг. 1 - алгоритм реализации способа утилизации отпарного газа из резервуара сжиженного природного газа (СПГ);fig. 1 is an algorithm for implementing a method for utilizing boil-off gas from a liquefied natural gas (LNG) tank;
фиг. 2 – принципиальная схема эжекторной системы для утилизации отпарного газа из резервуара СПГ, где:fig. 2 is a schematic diagram of an ejector system for the utilization of boil-off gas from an LNG tank, where:
1 – трубопровод СПГ;1 – LNG pipeline;
2 – резервуар СПГ;2 – LNG tank;
3 – предохранительный клапан;3 - safety valve;
4 – трубопровод отпарного газа;4 – boil-off gas pipeline;
5 – обратный клапан;5 - check valve;
6 – трубопровод природного газа высокого давления;6 – high pressure natural gas pipeline;
7 – регулятор давления;7 - pressure regulator;
8 – задвижка;8 - valve;
9 – трубопровод природного газа рабочего давления;9 – pipeline of natural gas of working pressure;
10 – газовый эжектор;10 - gas ejector;
11 – трубопровод смеси отпарного и природного газов;11 - pipeline for a mixture of boil-off and natural gases;
12 – емкость для хранения смеси отпарного и природного газов.12 - storage tank for a mixture of boil-off and natural gases.
Способ осуществляется следующим образом. Резервуар СПГ 2 (фиг. 1, 2) наполняется криожидкостью по трубопроводу СПГ 1, где хранится при избыточном давлении, уровень которого контролируется и в случае превышения сверх номинального срабатывает система безопасности. После чего происходит открытие задвижки 8 установленной на трубопроводе природного газа рабочего давления 9, куда поступает природный газ из трубопровода природного газа высокого давления 6, редуцируясь до рабочего давления на регуляторе давления 7 и заполняя камеру газового эжектора 10. Далее срабатывает предохранительный клапан 3 для отвода избытка образующегося отпарного газа и рабочее тело газового эжектора 10, которым является природный газ рабочего давления, увлекает этот поток по трубопроводу отпарного газа 4 за счет созданной в камере смешения газового эжектора 10 области разрежения, при этом обратный клапан 5 предотвращает поступление потока с более высоким давлением обратно в резервуар. В газовом эжекторе 10 происходит сжатие смеси отпарного и природного газов и ее подача при открытии задвижки 8 на трубопроводе смеси отпарного и природного газов 11 в емкость для хранения смеси отпарного и природного газов 12, откуда смесь отводится по трубопроводу смеси отпарного и природного газов 11 при открытии задвижки 8 на технологические нужды резервуарного парка или на повторное сжижение.The method is carried out as follows. The LNG tank 2 (Fig. 1, 2) is filled with cryo-liquid through the LNG pipeline 1, where it is stored at an overpressure, the level of which is controlled and, in case of exceeding the nominal value, the safety system is triggered. After that, the
Способ поясняется следующим примером. В резервуаре СПГ объемом произошло повышение температуры с до , что привело к повышению давления насыщенных паров в резервуаре с рабочего до максимально допустимого - давление срабатывания предохранительного клапана и сбросу избытка отпарного газа. The method is illustrated by the following example. In an LNG tank with a volume there was an increase in temperature from before , which led to an increase in the pressure of saturated vapors in the tank from the working up to the maximum allowable - the pressure of the safety valve and the discharge of excess boil-off gas.
Поток природного газа, поступающий из трубопровода природного газа высокого давления в газовый эжектор имеет следующие характеристики: - температура потока; - плотность потока; - абсолютное давление потока, равное максимально допустимому давлению с учетом предотвращения эффекта запирания в газовом эжекторе; - показатель адиабаты; - газовая постоянная для метана.The flow of natural gas coming from the high pressure natural gas pipeline to the gas ejector has the following characteristics: - flow temperature; - flux density; - absolute pressure of the flow, equal to the maximum allowable pressure, taking into account the prevention of the effect of locking in the gas ejector; - adiabatic index; is the gas constant for methane.
Поток отпарного газа, поступающий из резервуара СПГ в газовый эжектор имеет следующие характеристики: - секундный массовый расход потока, равный расходу из предохранительного клапана для сброса избытка отпарного газа; - температура потока; - абсолютное давление потока, равное давлению поддерживаемому в линии подвода отпарного газа в эжектор; - диаметр проходного сечения патрубка эжектора; - площадь проходного сечения патрубка эжектора.The flow of boil-off gas from the LNG tank to the gas ejector has the following characteristics: - second mass flow rate, equal to the flow rate from the safety valve to dump excess boil-off gas; - flow temperature; - absolute flow pressure, equal to the pressure maintained in the boil-off gas supply line to the ejector; - diameter of the passage section of the ejector pipe; - area of the passage section of the ejector pipe.
Показателем эффективности работы эжектора является абсолютное давление смеси на выходе из газового эжектора (1) и коэффициент полезного действия (3).An indicator of the efficiency of the ejector is the absolute pressure of the mixture at the outlet of the gas ejector (1) and the efficiency (3).
, (1) , (one)
где - коэффициент отношения площадей проходных сечений потоков отпарного газа к природному газу (2). Параметр определен с целью сокращения металлоемкости устройства. where - coefficient of the ratio of the areas of flow sections of boil-off gas flows to natural gas (2). The parameter is defined in order to reduce the metal consumption of the device.
. (2) . (2)
Тогда - площадь и диаметр потока природного газа; - площадь и диаметр проходного сечения потока смеси на выходе из газового эжектора. Then - area and diameter of natural gas flow; - area and diameter of the flow section of the mixture flow at the outlet of the gas ejector.
Поэтому, аболютное давление смеси на выходе из газового эжектора (1) составляет .Therefore, the absolute pressure of the mixture at the outlet of the gas ejector (1) is .
, (3) , (3)
где - массовый расход потока природного газа (4):where - mass flow rate of natural gas (4):
, (4) , (4)
где - критическая скорость истечения потока природного газа из сопла эжектора, соответствующая скорости звука (5):where is the critical flow rate of natural gas flow from the ejector nozzle, corresponding to the speed of sound (5):
, (5) , (5)
где - коэффициент отношения давлений. where - pressure ratio coefficient.
Эжектор характеризуется коэффициентом эжекции , который представляет собой внутренний массовый расход устройства как отношение расходов природного и отпарного газов (6):The ejector is characterized by the ejection coefficient , which represents the internal mass flow rate of the device as the ratio of the flow rates of natural and boil-off gases (6):
. (6) . (6)
Процесс смешения газов в эжекторе близок к адиабатному, поэтому температура торможения смеси на выходе из смесительной камеры эжектора =186К, где (7):The process of mixing gases in the ejector is close to adiabatic, so the stagnation temperature of the mixture at the outlet of the mixing chamber of the ejector =186K, where (7):
. (7) . (7)
Тогда, коэффициент полезного действия газового эжектора (3) составляет Then, the efficiency of the gas ejector (3) is
Преимущество способа состоит в том, что система утилизации отпарного газа с использованием эжектора позволяет сократить потери криогенного топлива и загрязнение окружающей среды путем отбора и компримирования избытка отпарного газа не используя энергетические затраты извне, обеспечивая при этом безопасность криогенного хранения СПГ, а также коэффициент полезного действия эжектора 16%, и абсолютное давление потока смеси на выходе из газового эжектора 1,13 МПа, тем самым заменяя компрессор первой ступени.The advantage of the method is that the boil-off gas utilization system using an ejector makes it possible to reduce the loss of cryogenic fuel and environmental pollution by extracting and compressing excess boil-off gas without using energy costs from the outside, while ensuring the safety of cryogenic storage of LNG, as well as the efficiency of the ejector 16%, and the absolute pressure of the mixture flow at the outlet of the gas ejector is 1.13 MPa, thereby replacing the first stage compressor.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021118599A RU2770964C1 (en) | 2021-06-25 | 2021-06-25 | Method for utilization of stripping gas from a liquefied natural gas (lng) tank |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021118599A RU2770964C1 (en) | 2021-06-25 | 2021-06-25 | Method for utilization of stripping gas from a liquefied natural gas (lng) tank |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2770964C1 true RU2770964C1 (en) | 2022-04-25 |
Family
ID=81306413
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021118599A RU2770964C1 (en) | 2021-06-25 | 2021-06-25 | Method for utilization of stripping gas from a liquefied natural gas (lng) tank |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2770964C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002156098A (en) * | 2000-11-21 | 2002-05-31 | Tokyo Gas Co Ltd | Vent gas treatment method |
RU2353852C2 (en) * | 2007-05-03 | 2009-04-27 | Генрих Семенович Фалькевич | Device to recover vapors in combustible material reservoir (versions) |
WO2013032340A1 (en) * | 2011-09-02 | 2013-03-07 | Hamworthy Oil & Gas Systems As | System and method for boosting bog in a lng fuel system |
CN103225740A (en) * | 2013-04-22 | 2013-07-31 | 中国海洋石油总公司 | BOG processing system utilizing pressure energy of LNG receiving station |
RU2677022C1 (en) * | 2018-04-19 | 2019-01-15 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Discharge method of vapors from a tank of liquefied natural gas |
-
2021
- 2021-06-25 RU RU2021118599A patent/RU2770964C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002156098A (en) * | 2000-11-21 | 2002-05-31 | Tokyo Gas Co Ltd | Vent gas treatment method |
RU2353852C2 (en) * | 2007-05-03 | 2009-04-27 | Генрих Семенович Фалькевич | Device to recover vapors in combustible material reservoir (versions) |
WO2013032340A1 (en) * | 2011-09-02 | 2013-03-07 | Hamworthy Oil & Gas Systems As | System and method for boosting bog in a lng fuel system |
CN103225740A (en) * | 2013-04-22 | 2013-07-31 | 中国海洋石油总公司 | BOG processing system utilizing pressure energy of LNG receiving station |
RU2677022C1 (en) * | 2018-04-19 | 2019-01-15 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Discharge method of vapors from a tank of liquefied natural gas |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101763697B1 (en) | Fuel gas supplying system in ships | |
KR101938176B1 (en) | Boil-Off Gas Reliquefaction System and Method of Discharging Lubrication Oil in the Same | |
KR101908569B1 (en) | Method of Discharging Lubrication Oil in Boil-Off Gas Reliquefaction System and Method of Supplying Fuel for Engine | |
EA026072B1 (en) | Plant and method for liquefied natural gas production | |
KR102087180B1 (en) | BOG Reliquefaction System for Vessels and Method of Discharging Lubrication Oil in the Same | |
RU2412410C1 (en) | Liquefaction method of natural gas pumped from main gas line (versions) | |
KR20180135783A (en) | Reliquefaction system for boil-off gas and ship having the same | |
KR20190014000A (en) | Boil-Off Gas Reliquefaction System and Method of Discharging Lubrication Oil in the Same, and Method of Supplying Fuel for Engine | |
KR102276354B1 (en) | Boil-Off Gas Re-liquefaction System for Vessels and Method for Operation of the Same | |
RU2770964C1 (en) | Method for utilization of stripping gas from a liquefied natural gas (lng) tank | |
KR101957322B1 (en) | Boil-Off Gas Reliquefaction System and Method of Discharging Lubrication Oil in the Same | |
KR20190081148A (en) | Lubricating oil separator and boil-off gas reliquefaction system having the lubricating oil separator | |
KR20190014790A (en) | System and Method of Boil-Off Gas Reliquefaction for Vessel | |
RU2677022C1 (en) | Discharge method of vapors from a tank of liquefied natural gas | |
KR20180116921A (en) | Boil-Off Gas Re-liquefaction System | |
KR101908568B1 (en) | Boil-Off Gas Reliquefaction System and Method of Discharging Lubrication Oil in the Same | |
KR101908572B1 (en) | Boil-Off Gas Reliquefaction System and Method of Discharging Lubrication Oil in the Same | |
KR101818526B1 (en) | Fuel Supply Method and System of Engine for Vessel | |
KR101957320B1 (en) | Boil-Off Gas Reliquefaction System and Method | |
KR101884765B1 (en) | Fuel Supply System and Method for Vessel | |
KR20190004473A (en) | Boil-Off Gas Re-liquefaction System and Method for a Ship | |
KR101957323B1 (en) | Boil-Off Gas Reliquefaction System | |
KR101957321B1 (en) | Boil-Off Gas Reliquefaction System | |
RU2738946C1 (en) | System and method of repeated liquefaction of stripping gas for ship | |
KR20210037049A (en) | Reliquefaction system for boil-off gas and ship having the same |