[发明专利]一种船运液化乙烯/乙烷蒸发气体的再液化方法

说明书

技术领域

本发明涉及液态石化产品的蒸发气体(BOG)再液化技术领域，具体是指一种船运液化乙烯或乙烷时，运输及卸货等过程因入热产生的BOG的再液化方法。

背景技术

乙烯工业是衡量一个国家石油化工的规模和发展程度的标志，无论发达国家还是发展中国家，凡有条件的都会极力促进乙烯工业的建设和发展。随着我国石化工业和国民经济的持续快速发展，对乙烯的需求持续增加。2007年我国乙烯消费量为2169万吨，而乙烯产量为1047万吨，自给率仅为48.3％；预计2010年我国乙烯生产能力将达1600万吨，乙烯需求当量将达2735万吨，当量需求满足率为58.5％，仍需依靠大量进口乙烯满足需求。

乙烯成本中裂解原料费用所占比例很大，世界富产天然气的地区都将廉价的天然气中的乙烷和丙烷作裂解原料制乙烯。中东地区(如沙特阿拉伯)资源丰富，当地乙烷价格为37.5美元/t，乙烯原料85％采用乙烷和丙烷，从而使其乙烯生产成本低达100美元/t。而我国的乙烯工业受资源限制，国内乙烯原料90％来自炼厂，原料偏重，多以石脑油为主，乙烯生产成本高达530美元/t。为了满足乙烯原料需求，2010年我国的石油对外依存度进一步加大。选择适当进口乙烷以补充乙烯原料的不足，对降低国内乙烯生产成本，缓解石油资源的短缺，具有显著的社会和经济意义。

世界上常采用低温槽船进行乙烯商业性海运，如美国等发达国家从中东进口液态乙烯，船运回国。常压下等重量的-104℃液化乙烯体积约为常态下气体乙烯的1/490，液化后的体积大大缩小，对乙烯的贮运较为有利。但在海运过程中由于低温乙烯储罐受外界环境热量的侵入，乙烯液货罐内液下泵运行时部分机械能转化为热能，都会使罐内液体乙烯气化产生闪蒸气，也即BOG(boiloff-gas)气体。蒸发气体的产生会使液货舱的液货乙烯温度升高，从而导致货舱压力的升高。过高的液货舱压力会破坏液货舱的结构，对其维护系统造成危险。但如果任其排入空气中，不但危险，在经济上也很不合算。因此，从船舶运输的安全性和经济性上考虑，都需要对蒸发气体进行再液化处理，以回收这部分BOG。乙烷与乙烯性质类似，常压下，与乙烷气体相同重量的液态乙烷，温度为-88℃，体积则只有1/435。在乙烷的海运中同样存在和乙烯海运的问题，也需要对蒸发的乙烷气体进行再液化回收处理。

液货在运输过程中产生的蒸气再液化的工艺，目前文献《低温液化气船再液化原理及再液化装置概述》(代乾，李品友.低温液化气船再液化原理及再液化装置概述.深冷技术，2005(1)：6-9)中有相关的技术报道。有关技术包括：《低温液化气船再液化原理及再液化装置概述》中所提到的多用途低温液化气船上的再液化装置，该装置主要用于液化乙烯、石油气、氨，以满足不同货物的载运要求。该装置采用复叠式直接制冷循环，即由一个以液货为制冷介质的开式循环和一个采用R22制冷剂的闭式制冷循环串联而成。在该装置的制冷剂闭式循环中，制冷剂气体与后续流程的返流气混合经压缩机压缩后，直接进入制冷剂冷凝器冷却，全靠海水冷却制冷剂，换热负荷较大。经冷却的制冷剂分成两股，一股经节流阀减压后进入换热器，冷却另一股制冷剂，换热后的制冷剂气体作为返流气。经冷却后的另一股制冷剂进入冷凝蒸发器冷却BOG气体，换热后的制冷剂气体进入一级压缩机构成循环。

该文章介绍的再液化装置中的R22制冷剂闭式制冷循环中，采用R22为制冷剂，R22由于其臭氧损耗指数为0.055，已被列入蒙特利尔议定书中受控物质之一，国际上已对R22、R502等含氯制冷剂规定了禁用期限。另外该装置再液化流程中的R22冷凝器，制冷剂的冷却基本全靠海水，换热负荷大，加大了投资费用。且由于受进口海水温度的限制，使得制冷剂冷却温度也受到制约。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述现有技术中存在的不足之处，提供一种液化乙烯或乙烷船运过程中，产生的BOG再液化的工艺方法。该方法利用了乙烯或乙烷与制冷剂的相变化潜热进行热交换，由制冷剂循环制冷提供冷量，将乙烯或乙烷BOG再液化回收。在该方法的制冷剂R404A制冷循环中，将低温返流气混合后再返回至冷箱冷却制冷剂，充分利用了返流气的冷量，提高了能量的回收利用率，且该工艺方法的海水换热前后温差符合环保规定。

本发明的目的通过下述技术方案实现，一种船运液化乙烯或乙烷蒸发气体的再液化方法，包括以下具体步骤：

第一步乙烯或乙烷BOG的两级压缩

船上乙烯或乙烷液货罐出来的BOG气体进入一级压缩机压缩后，与低温返流气混合，再进入二级压缩机压缩，得到高温高压乙烯或乙烷气体。