液化天然气(LNG)接收站BOG回收工艺研究

随着环境保护的需要和能源的日益紧张,国内液化天然气(LNG)行业发展速度越来越快.LNG气化产生蒸发气(BOG),若不对其进行处理,可能造成接收站超压继而引发事故;若对其直接放空至火炬燃烧,则不仅浪费了能源,同时又污染了环境.因此,BOG回收工艺成为LNG接收站的重要组成部分.BOG回收处理方法主要有2大类,即加压外输方法和再液化方法.由于不同规模的LNG接收站产生的BOG蒸发量不同,致使各LNG接收站的BOG回收工艺各不相同,本文主要针对直接压缩工艺、再冷凝液化工艺、直接压缩+再冷凝工艺、氮膨胀制冷液化工艺、混合冷剂制冷液化工艺、液氮(或丙烷)制冷液化工艺、蓄冷式再液化工艺7种BOG回收技术的适用条件、工艺流程及优缺点进行评述,并提出有针对性的优化建议.     

LNG加气站槽车BOG压缩液化回收研究

近年来,在LNG加气站快速发展的同时,LNG车辆发展相对缓慢,导致LNG加气站蒸发气(boil-off gas,简称BOG)量较大,特别是LNG槽车卸车后残余压力为0.2～0.4 MPa的BOG,给LNG加气站带来了较大的经济损失和安全隐患。提出了基于BOG压缩机的BOG压缩液化工艺和装置,利用LNG冷量回收BOG,实现加气站BOG零排放。在此基础上,搭建了实验装置,并采用液氮和LNG开展了BOG回收实验。实验数据表明,当BOG和LNG质量比为3%时,该工艺BOG液化回收率在90%左右。由此可知,该工艺可以实现槽车的BOG快速高效回收。     

大型LNG项目BOG气回收工艺

研究了LNG项目中BOG(蒸发气)的回收利用问题。结合BOG产生原因及产生量在充分考虑LNG项目规模、用途的情况下,合理选择了BOG回收处理的工艺流程。应在充分研究LNG项目的具体用途后确定最合适的回收工艺,做到能源的高效利用。     

液化天然气接收站BOG的处理方法及分析

为探究LNG接收站BOG处理方式的原理,对几种常见的BOG处理方式进行了总结,分析了再冷凝法、加压外输法、压缩为CNG三种方式的原理、优缺点和适用条件,并通过软件模拟了接收站的BOG再冷凝处理工艺,对模拟流程进行了简要分析,得出了冷凝一定量BOG所需的最小LNG流量.     

LNG接收站BOG气体回收工艺改进与能耗分析

对LNG(液化天然气)接收站BOG(蒸发气)气体主要的两种不同回收方式,即再冷凝工艺和直接压缩工艺进行了能耗分析,指出再冷凝工艺更为节能;以进一步节省工艺能耗为目的,对现有BOG再冷凝工艺进行了优化。运用ASPEN流程模拟软件对BOG压缩机进出口压力、BOG温度及物料比等影响BOG再冷凝工艺能耗的运行参数的分析,提出了利用高压LNG对增压后的BOG进行预冷,降低物料比从而降低BOG压缩机能耗的工艺流程。优化后的BOG再冷凝工艺节能效果显著,较原工艺可节约BOG压缩机能量消耗31.4%。     

LNG接收站BOG处理技术优化

LNG接收站BOG处理工艺分再冷凝和高压压缩两种,均有其不足。就再冷凝工艺而言,接收站无外输时BOG只能采取放空或火炬燃烧等措施进行处理;就高压压缩工艺而言,接收站外输期时无法回收LNG的冷能。为此,分别采用静态模型、动态模型等计算方法分别计算无外输期和有外输期间最大BOG产生量,弄清各种工况下BOG的产生量。在此基础上,从BOG产生的机理出发,分析降低接收站产生BOG的措施。结果表明,优化BOG压缩机组合可有效回收产生的BOG。建议在接收站设计、建设过程中,应综合考虑再冷凝工艺和直接压缩机工艺,采取措施降低BOG的产生,实现BOG的有效回收利用。     

LNG接收站蒸发气回收技术

LNG接收站BOG回收处理工艺主要分两种形式,一种通过再冷凝器冷凝成LNG后加压、气化并外输;另一种是直接压缩进行外输.从再冷凝器相关工艺流程可以看出,再冷凝器实质上是一个物料发生相变的反应容器,因此如何更好得使再冷凝器运行稳定,最重要的是控制好进入再冷凝器气液比,以及出口与入口的物料平衡.通过讨论LNG接收站的两种BOG回收处理工艺,指出不同的接收站适用不同的BOG回收处理工艺,随着产业集群化发展,直接加压至用户的工艺更适用未来冷能利用及配套电厂的发展.     

LNG接收站BOG再冷凝工艺的模拟及优化

BOG再冷凝处理工艺是LNG接收站的主要流程之一,利用ASPEN HYSYS流程模拟软件对BOG再冷凝工艺流程进行了模拟,并对影响再冷凝工艺的因素进行了分析,继而提出利用过冷的LNG对BOG气体进行预冷,通过减小物料比,最终达到降低BOG压缩机功耗的目的。利用HYSYS对优化后的流程进行模拟,发现优化后的再冷凝工艺BOG压缩机功耗降低了49.6 k W,节约功耗20.3%。     

LNG接收站BOG再冷凝工艺HYSYS模拟及优化

在BOG的再冷凝工艺流程中,主要能耗来源于压缩机。为了减少BOG的压缩能耗,保障系统稳定运行,分析了BOG压缩过程压力比焓(p-H)的变化,并运用HYSYS对原有BOG处理工艺流程进行了模拟研究,由此对工艺流程和系统作了改进及优化。结果表明,改进后的工艺流程比原有工艺流程压缩机能耗降低约15.5%,最小物料比也相对减少,两者降低有利于系统的稳定运行。     

基于Aspen Plus的LNG船BOG再液化工艺模拟

BOG是液化天然气(LNG)在运输过程中部分蒸发出的天然气,利用Aspen Plus对LNG船氮气制冷BOG再液化工艺进行了建模,并研究了制冷剂流量、BOG换热后N2温度TS12、BOG压缩机出口压力pS1对BOG再液化率及制冷系数等流程性能评价指标的影响,得到优化的操作条件为:制冷剂流量为4.28kg·s-1,TS12为-135℃,pS1为0.46MPa,此时,BOG再液化率为82.53%,BOG再液化循环制冷系数εBOG为3.14,N2循环制冷系数εN2为1.32。针对N2制冷循环中三级压缩机组能耗高问题,以功耗为目标函数,对压缩比进行了优化。     

基于HYSYS的C3/MRC液化天然气流程(炯)分析

运用ASPEN HYSYS软件建立C3/MRC液化天然气流程模型,依据热力学(炯)衡算方程,对各单元设备进行(炯)损失模拟计算.结果表明:压缩机的(炯)损失占整流程设备(炯)损失的56.74％,LNG换热器的占比为16.04％,这两者是流程节能减排的重点.通过对各设备(炯)损失影响的工况研究可以得出能够显著影响(炯)损失的关键工艺参数.为了尽量降低压缩机、LNG换热器等设备的(炯)损失,调节关键参数可以达到优化流程、提高工艺经济性的效果.     

小型天然气液化装置的脱酸和脱水技术研究

当前适用于偏远井、分散井的小型天然气液化装置呈现持续增长的趋势,为了保证整套装置的稳定运行以及满足天然气液化对气质的要求,重点开展了天然气脱酸和脱水技术研究,先采用MDEA溶液脱酸,再采用分子筛脱水;同时对脱酸和脱水装备进行了研制:处理量5万m~3/d天然气,装置分为2个撬,塔类、容器类、换热器类、泵类等相关设备配套其中,经现场应用可满足天然气净化要求,CO_2体积分数稳定在32×10~(-6)～45×10~(-6),H_2O体积分数稳定在0.2×10~(-6)～0.5×10~(-6),具有一定的推广价值。     

液化天然气接收站低温管道材料设计

根据国内近期典型LNG接收站的工程建设实例,阐述了LNG接收站低温管道材料设计选型需要重点关注的基本要素,并结合管子、管件、阀门等低温管道元件的配套标准化生产制造要求,推荐参照相对成熟的美国标准体系及有关国际标准的相关规定,同时对管道元件的选材、选型、生产制造、使用维护提出全面合理的技术要求,并在采购、施工、检验、使用等环节严格执行,从源头上保证LNG接收站低温管道的长周期安全运行。     

大型LNG项目的天然气脱水工艺探讨

LNG是一种洁净、先进的能源,其生产环节之一为脱水,脱水工艺常用分子筛脱水,该工艺单位能耗较高。为了降低LNG的生产能耗,本文通过对脱水工艺的对比,提出了对于大型LNG项目的天然气脱水采用组合脱水工艺的建议。并对组合工艺的投资和运行费用进行对比,结果表明选用三甘醇脱水+分子筛脱水组合工艺的运行费用和可比总投资最低。     

浙江LNG接收站卸料管线BOG预冷模拟研究

由于LNG的低温特性,在其首次进入接收站工艺系统前,需要先对LNG卸料管线采用低温LNG蒸气（BOG）预冷至-120 ℃,然后再引入LNG将卸料管线冷却至-150 ℃。卸料管线预冷是确保LNG接收站顺利投产试运行的重点工作。为此,以浙江LNG接收站为例,采用自编程序建模,针对管径为1 000 mm长距离LNG卸料管线的BOG预冷过程,建立了一维流动传热模型,借助MATLAB工具模拟了BOG预冷LNG接收站卸料管线的整个过程,结果显示：卸料管线壁面温度下降速率最大不超过10 ℃/h,计算时间步长取10 s,计算得出737 m的LNG卸料管线冷却到-120 ℃左右所需时间为30.25 h。同时还分析了不同因素对卸料管线预冷过程的影响,结果显示：①冷却用BOG流量随着时间的推移逐渐增大,在冷却结束阶段,BOG流量达40.95 kg/s,累积BOG消耗量为14 330 kg;②管道内BOG流速随冷却时间增加而增大;③管道内BOG压力随冷却时间及管道长度的增加而减小。建议实际操作中,将管线冷却至-100 ℃即可进入LNG冷却阶段,可节省整个管线的冷却时间及BOG用量。     

LNG接收站蒸发气处理系统静态设计计算模型

BOG（Boil Off Gas）系统是LNG接收站设计阶段中必须重点考虑的关键问题之一。与大型LNG液化工厂中主要考虑BOG提供燃料气和LNG装船工况下BOG直接通过火炬燃烧情况完全不同,LNG接收站设计中则应结合气化外输压力、最小外输流量等不同项目特点,对于BOG的回收、处理和利用有更多的选择。为此,按照LNG接收站卸船和非卸船两种基本工况划分,对设计阶段保守估算BOG产生量引入完整的静态计算方法,通过实例计算,提出了BOG压缩机的合理配置方案,以期实现技术与经济两方面的优化。该计算方法对于国内自主进行LNG接收站的设计具有参考意义,对于小型LNG卫星站的设计亦有借鉴意义。