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一種BOG液化的工藝和裝置.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510249364.8

申請日:

2015.05.15

公開號:

CN104913593A

公開日:

2015.09.16

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):F25J 1/02申請日:20150515|||公開
IPC分類號: F25J1/02 主分類號: F25J1/02
申請人: 新地能源工程技術有限公司
發明人: 何振勇; 蔚龍; 張生; 寇偉偉; 傅建青; 韓金潮; 鄭忠英; 張曉哲; 徐化周
地址: 065001河北省廊坊市經濟技術開發區金源道1號清華科技園
優先權:
專利代理機構: 北京卓恒知識產權代理事務所(特殊普通合伙)11394 代理人: 唐曙暉; 劉明芳
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510249364.8

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2018.07.24|||2015.10.14|||2015.09.16

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明涉及一種BOG液化的工藝和裝置。本發明的工藝過程為:復熱后的低溫BOG經壓縮機增至高壓、預冷并節流,利用高壓節流制冷的原理將大部分BOG液化。本發明的工藝提供的BOG液化流程簡單,制冷劑單一,對原系統無影響,且容易制造成一個統一的撬裝設備,特別適用于LNG儲配站、LNG加液站。

權利要求書

權利要求書
1.  一種BOG液化的工藝,其包括:來自LNG儲罐或LNG裝車、卸車系統的低溫BOG首先進入BOG低溫換熱器中回收冷能,與經BOG壓縮機增壓后的高壓BOG換熱而復熱至-20~-50℃(例如-40℃),而后任選進入BOG常溫換熱器中復熱至15~30℃,例如20℃;復熱后的BOG經BOG壓縮機增壓至10~25MPaA(例如20MPaA)后在壓縮機后冷卻器中冷卻至約35~45℃,例如約40~45℃,而后依次經任選的BOG常溫換熱器、制冷機和BOG低溫換熱器預冷至約-85~-105℃(例如-100℃),最后進入節流閥節流至0.1~0.8MPaA(例如0.15MPaA),再進行氣液分離,液化的部分即LNG送去LNG儲存系統,未液化部分與來自LNG儲罐或LNG裝車、卸車系統的低溫低壓BOG匯合后再液化。

2.  根據權利要求1所述的BOG液化的工藝,其中,經節流后的液化率為45%~60%。

3.  根據權利要求1或2所述的BOG液化的工藝,其中,高壓BOG經BOG常溫換熱器后被預冷至0~35℃,經制冷機后預冷至-15~-45℃。

4.  根據權利要求1-3中任一項所述的BOG液化的工藝,其中,制冷機采用的制冷劑是丙烷、丙烯、氟利昂中的一種或多種。

5.  根據權利要求1-4中任一項所述的BOG液化的工藝,其中,BOG壓縮機后冷卻器采用循環水冷卻或采用空冷。

6.  根據權利要求1-5中任一項所述的BOG液化的工藝,其中,BOG壓縮機為低溫壓縮機,從BOG低溫換熱器出來的BOG直接進入BOG壓縮機中壓縮,不經過BOG常溫換熱器,且在壓縮機后冷卻器中冷卻后的BOG直接進入制冷機中。

7.  一種BOG液化裝置,包括BOG壓縮機及BOG壓縮機后冷卻器、制冷機、BOG低溫換熱器、節流閥和BOG閃蒸罐;
界區外來的BOG管道依次連接低溫BOG換熱器、BOG壓縮機,BOG壓縮機出口依次連接至BOG壓縮機后冷卻器、制冷機、BOG低溫換熱器后,連接至節流閥,節流閥的出口連接至BOG閃蒸罐入口,BOG閃蒸罐的氣相出口與界區外來的BOG管道匯合,液相出口連接至LNG儲存系統。

8.  根據權利要求7所述的BOG液化裝置,其進一步在BOG壓縮機后冷卻器與制冷機之間包括BOG常溫換熱器,界區外來的BOG管道依次連接低溫BOG換熱器、BOG常溫換熱器、BOG壓縮機,BOG壓縮機出口依次連接至BOG壓縮機后冷卻器、BOG常溫換熱器、制冷機、BOG低溫換熱器。

說明書

說明書一種BOG液化的工藝和裝置
技術領域
本發明提供了一種BOG(Boil Off Gas,蒸發氣)液化的工藝和裝置,適用于將LNG儲罐及LNG裝車、卸車系統產生的BOG再液化。
背景技術
目前我國LNG產業還處在發展期,BOG放散是一個較為普遍和現象,對于一些配套車輛和用戶不足的LNG設施來說,年放散量往往能夠占到總購入氣量的10%以上,嚴重的甚至能夠達到30%。將BOG再液化能夠有效地緩解LNG加氣站及其他LNG設施BOG頻繁放散的問題。以一個設計加氣量10000Nm3/d的LNG加氣站為例,若放散率為10%,一年直接經濟損失接近20萬元。將BOG再液化以盡可能的避免這部分成本損失,具有極高的經濟性。
另外,BOG的主要成分甲烷是一種典型的溫室氣體,其溫室效應約是二氧化碳的20倍。BOG的泄放不僅浪費能源,帶來可燃氣體燃燒、爆炸的風險,同時造成嚴重的溫室效應,污染環境,與我國保護環境、節能減排、可持續發展的規劃目標背道而馳。
目前BOG液化應用較多的是BOG經壓縮機增壓后進入冷箱,利用膨脹制冷、混合制冷、級聯制冷等制冷方式,在冷箱中的制冷劑的制冷作用下液化,這一工藝對原有的天然氣液化系統有一定的依賴性,尤其BOG的量變動較大時,易影響冷箱中天然氣-制冷劑換熱系統的穩定性,且需要增加專門的BOG換熱流道,故冷箱的結構及制冷流程較為復雜,投資高。
發明內容
本發明提出一種BOG液化的工藝,其液化流程簡單,制冷劑單一,對原系統影響小,特別適用于LNG儲配站、LNG加液站。
本發明的工藝通過以下的技術方案實現:來自LNG儲罐或LNG裝車、卸車系統的低溫BOG首先進入BOG低溫換熱器中回收冷能,與經BOG壓縮機增壓后的高壓BOG換熱復熱至-20~-50℃(例如-30~-40℃,優選約-40℃),而后任選進入BOG常溫換熱器中復熱至15~30℃(例如15~25℃,優選約20℃);復熱后的BOG經BOG壓縮機增壓至10~25MPaA(例如20MPaA)后在壓縮機后冷卻器中冷卻至約40~45℃,而后依次經任選的BOG常溫換熱器、制冷機和BOG低溫換熱器預冷至約-85~-105℃(例如-90~-100℃,優選約-100℃),最后進入一節流閥節流至0.1~0.8MPaA(例如0.15MPaA),利用先預冷后高壓節流制冷的原理將大部分BOG液化,再進行氣液分離(例如通過閃蒸罐,在0.10-0.20MPaA,例如0.15MPaA下閃蒸),液化的部分即LNG送去LNG儲存系統,未液化部分與來自LNG儲罐或LNG裝車、卸車系統的低溫低壓BOG匯合后再液化。
BOG低溫換熱器和BOG常溫換熱器是根據BOG流經的低溫區和高溫區來劃分的。
本發明利用先預冷后高壓節流制冷的原理將大部分BOG液化,液化率約為45%~60%。
優選地,高壓BOG經BOG常溫換熱器后被預冷至0~35℃(例如5℃~25℃),經制冷機后預冷至-15~-45℃(例如-20~-40℃)。
制冷機采用的制冷劑可以是丙烷、丙烯、氟利昂等中的一種或多種。
BOG壓縮機后冷卻器采用循環水冷卻,也可采用空冷或其他等價的冷卻系統代替。
BOG壓縮機采用低溫壓縮機時,流程中可以沒有BOG常溫換熱器,低溫BOG直接進入BOG壓縮機增壓。即,BOG壓縮機為低溫壓縮機,從BOG低溫換熱器出來的BOG直接進入BOG壓縮機中壓縮,不經過BOG常溫換熱器,且在壓縮機后冷卻器中冷卻后的BOG直接進入制冷機中。
本發明的另外一個方面提供了一種BOG液化裝置,包括BOG壓縮機及BOG壓縮機后冷卻器、制冷機、BOG低溫換熱器、節流閥和BOG閃蒸罐;
界區外來的BOG管道依次連接低溫BOG換熱器、BOG壓縮機,BOG壓縮機出口依次連接至BOG壓縮機后冷卻器、制冷機、BOG低溫換熱器后,連接至節流閥,節流閥的出口連接至BOG閃蒸罐入口,BOG閃蒸罐的氣相出口與界區外來的BOG管道匯合,液相出口連接至LNG儲存系統。
優選地,本發明的BOG液化裝置進一步在BOG壓縮機后冷卻器與制冷機之間包括BOG常溫換熱器,界區外來的BOG管道依次連接低溫BOG換熱器、BOG常溫換熱器、BOG壓縮機,BOG壓縮機出口依次連接至BOG壓縮機后冷卻器、BOG常溫換熱器、制冷機、BOG低溫換熱器。
其中“任選”表示有或沒有。MPaA表示絕對壓力。
本發明的優點:
1、BOG的液化流程相對獨立,對原液化系統沒有影響,BOG流量的波動不會影響冷箱的正常操作;
2、整個流程換熱合理,BOG冷量得到回收利用;
3、制冷機采用單一制冷劑即可實現操作,不存在制冷劑配比及泄漏的問題;
4、此回收系統可獨立成撬,作為一個設備;
5、操作簡單,維護成本低。
附圖說明
圖1是本發明的工藝流程圖。
其中,C-1、BOG壓縮機 E-1、壓縮機后冷卻器 E-2、BOG常溫換熱器 E-3、制冷機 E-4、BOG低溫換熱器 V-1、BOG閃蒸罐 X-1、節流閥。
具體實施方式
本發明提出一種BOG液化的工藝,其液化流程簡單,制冷劑單一,對原系統影響小,特 別適用于LNG儲配站、LNG加液站。
參照附圖1,本發明的工藝通過以下的技術方案實現:來自LNG儲罐或LNG裝車、卸車系統的低溫BOG首先進入BOG低溫換熱器E-4中回收冷能,與經BOG壓縮機C-1增壓后的高壓BOG換熱復熱至-20~-50℃(例如-40℃),任選地進入BOG常溫換熱器E-2中復熱至15~25℃(例如20℃);復熱后的BOG經BOG壓縮機C-1增壓至10~25MPaA(例如20MPaA)后在壓縮機后冷卻器E-1中冷卻至約40~45℃,而后依次經任選的BOG常溫換熱器E-2、制冷機E-3和BOG低溫換熱器E-4預冷至約-85~-105℃(例如-100℃),最后進入一節流閥X-1節流至0.1~0.8MPaA(例如0.15MPaA),利用先預冷后高壓節流制冷的原理將大部分BOG液化,液化率約為45%~60%;通過閃蒸罐進行氣液分離(例如在0.15MPaA下),液化的部分即LNG送去LNG儲存系統,未液化部分與來自LNG儲罐或LNG裝車、卸車系統的低溫低壓BOG匯合后再液化。
高壓BOG經BOG常溫換熱器E-2后被預冷至0~35℃,經制冷機E-3后預冷至-15~-45℃。
制冷機E-3采用的制冷劑可以是丙烷、丙烯、氟利昂等中的一種。
BOG壓縮機后冷卻器E-1采用循環水冷卻,也可采用空冷或其他等價的冷卻系統代替。
BOG壓縮機C-1采用低溫壓縮機時,流程中可以沒有BOG常溫換熱器E-2,低溫BOG直接進入BOG壓縮機C-1增壓(即,從BOG低溫換熱器E-4出來的BOG直接進入BOG壓縮機C-1中壓縮,不經過BOG常溫換熱器E2),在壓縮機后冷卻器E-1中冷卻后的BOG直接進入制冷機E-3中。
在本發明的工藝中,BOG的液化流程相對獨立,對原液化系統沒有影響,BOG流量的波動不會影響冷箱的正常操作;整個流程換熱合理,BOG冷量得到回收利用;制冷機采用單一制冷劑即可實現操作,不存在制冷劑配比及泄漏的問題。

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一種 BOG 液化 工藝 裝置
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