[发明专利]采用BOG自身压缩膨胀液化BOG的再液化系统及工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种采用BOG自身压缩膨胀液化BOG的再液化系统及工艺。

背景技术

天然气作为一种优质、洁净的能源，其热值高，对环境污染小，被认为是未来首选能源。常压液化天然气（LNG）作为天然气的一种存在形式，其体积仅相当于标况体积的1/625，十分有利于运输和储存。随着世界和我国经济的发展，对天然气需求与日俱增，LNG以其很高的经济性、灵活性等受到世界各国的青睐。由于LNG特殊的储存条件，LNG液化工厂、LNG转运站及LNG接收站中产生大量的BOG气体，主要来源为LNG储罐中自然蒸发及LNG槽车充装时产生大量的BOG气体。目前液化工厂中BOG大多是返回原料气中再液化处理，但当液化工厂停产时，蒸发出的BOG无法处理，而接收站及转运站中若没有配置再液化处理装置，这些BOG只能放空燃烧，对环境造成污染的同时，也浪费了大量的能源，造成能耗高等问题。

BOG再液化工艺的优劣将直接影响LNG储运的安全和经济效益。目前的采用的BOG再液化工艺大致有两种：一种为氮气压缩膨胀制冷工艺，该工艺采用氮气作为制冷剂，压缩膨胀为BOG提供制冷量；该工艺需要独立的氮气制冷循环，流程设备多且复杂，能耗相对较高。第二种是采用BOG直接冷凝法，BOG经BOG压缩机压缩后与来自泵的LNG混合后重新冷凝，利用从LNG储罐输出的LNG的冷能；此工艺能耗低，但是仅适用于有连续LNG输出时的情况。

申请号为201510167535.2的中国专利公开了一种BOG再液化工艺及其再液化回收系统，在对BOG进行冷却的过程中采用BOG自身压缩后节流产生的冷量对自身进行制冷，使得BOG再液化，重新收集到LNG储罐内，从而能够避免采用其他制冷剂液化BOG带来的成本增加。但该技术方案的工艺流程和系统处理单位体积BOG的能耗非常高（专利中指出为3.45～7.655KW.h/Nm³）,仍有很大优化空间。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构合理的采用BOG自身压缩膨胀液化BOG的再液化系统及工艺，通过采用BOG自身作为制冷剂，仅需1台常温BOG压缩机、1台透平膨胀机及1个换热器，大大地简化了流程，减少了设备、降低了成本，且能耗低，启停响应速度快，操作弹性大，变负荷能力强，适用范围广。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种采用BOG自身压缩膨胀液化BOG的再液化系统，其特征在于：LNG储罐、BOG缓冲罐、BOG压缩机、透平膨胀机、换热器、节流阀、气液分离器、第一冷却器和第二冷却器；

换热器具有第一流道、第二流道、第三流道和第四流道；

LNG储罐的BOG出口与换热器的第一流道的冷端入口连通，而换热器的第一流道的热端出口与BOG缓冲罐的入口连通；BOG缓冲罐的出口与BOG压缩机的入口连通；BOG压缩机的出口与第一冷却器的入口连通；

第一冷却器的出口与换热器的第二流道的热端入口连通，而换热器的第二流道的冷端出口与节流阀的入口连通，节流阀的出口与气液分离器的入口连通，气液分离器的出口与LNG储罐的入口连通；

第一冷却器的出口还与透平膨胀机的增压端入口连通，透平膨胀机的增压端出口与第二冷却器的入口连通，第二冷却器的出口与换热器的第三流道的热端入口连通，而换热器的第三流道的冷端出口与透平膨胀机的膨胀端入口连通；透平膨胀机的膨胀端出口与换热器的第四流道的冷端入口连通，而换热器的第四流道的热端出口与BOG缓冲罐的入口连通。

本发明还包括三通；第一冷却器的出口与三通用管道连通，三通的两个出口分别与换热器的第二流道的热端入口和透平膨胀机的增压端入口连通。

本发明所述的第一冷却器和第二冷却器为水冷却器。

一种采用BOG自身压缩膨胀液化BOG的再液化工艺，其特征在于：采用上述的系统进行处理；

LNG储罐蒸发出的BOG先经换热器回收冷量复热至15～30℃，再进入BOG缓冲罐与同样复热至15～30℃的作为冷剂的BOG汇合，而后进入BOG压缩机压缩至600～1000Kpa.A，压缩后的BOG经第一冷却器冷却至35～40℃后分为两部分；

第一部分BOG进入换热器中进一步被冷却液化至-150～-155℃，之后经节流阀节流后至120Kpa.A进入气液分离器进行气液分离，分离出的含氮量高的气体放空，液体进入LNG储罐储存；