[发明专利]两用LNG/LIN储存罐的吹扫方法

说明书

将液化氮气(LIN)加载到初始含有液化天然气(LNG)和在所述LNG上方的蒸气空间的低温储存罐中的方法。提供第一和第二氮气料流。所述第一氮气料流具有比所述第二氮气料流更低的温度。在从储存罐卸出LNG的同时，将所述第一氮气料流注入所述蒸气空间中。然后通过将所述第二氮气料流注入所述储存罐吹扫所述储存罐，从而将所述蒸气空间的天然气含量降低到小于5mol％。在吹扫所述储存罐后，用LIN加载所述储存罐。

本申请要求于2017年2月24日提交的标题为“两用LNG/LIN储存罐的吹扫方法(METHOD OF PURGING A DUAL PURPOSE LNG/LIN STORAGE TANK)”的美国专利申请号62/463,274的优先权利益，所述文献的全部内容通过参考引入本文。

技术领域

本发明涉及使用液氮(LIN)作为冷却剂将天然气液化以形成液化天然气(LNG)，更具体地说，涉及使用LNG储存罐储存和/或输送液氮到LNG液化位置。

背景技术

LNG生产是将天然气从具有天然气充裕供给源的位置供应到具有天然气强需求量的遥远位置的迅速增长的手段。所述常规LNG循环包括：(a)初步处理所述天然气资源以除去污染物例如水、硫化合物和二氧化碳；(b)通过各种可能的方法，包括自冷冻、外部冷冻、贫油等分离一些重质烃气体，例如丙烷、丁烷、戊烷等；(c)基本上通过外部冷冻将天然气冷冻以在接近大气压和大约-160℃下形成LNG；(d)在为此目的设计的油船或油轮中将LNG产品输送到销售位置；和(e)将所述LNG再加压和再气化成可以分配到天然气消费者的加压天然气。常规LNG循环的步骤(c)通常要求使用通常由大型气体涡轮机驱动器驱动的大型制冷压缩机，所述驱动器排放显著的碳及其它排放物。大的资本投入(数量级为数十亿美元)和大规模基础设施可以被要求作为液化站的一部分。常规LNG循环的步骤(e)一般包括使用低温泵将LNG再加压到要求的压力，然后通过经由中间流体，但是最终用海水的交换热，或通过燃烧所述天然气的一部分以加热和蒸发LNG使所述LNG再气化以形成加压天然气。一般而言，不使用制冷的LNG的可获得的有效能(exergy)。

在不同位置产生的低温致冷剂，例如液化氮气(“LIN”)可以用于使天然气液化。作为LNG-LIN构思已知的方法涉及非常规LNG循环，其中用天然气液化方法替换上述至少步骤(c)，所述天然气液化方法基本上使用液氮(LIN)作为冷冻的开放回路源(an open loopsource)和其中修改上述步骤(e)以使用制冷的LNG的有效能来促进氮气的液化而形成LIN，所述LIN然后可以被输送到资源位置并用作冷冻源用于LNG的生产。美国专利号3,400,547描述了将液氮或液体空气从市场船运到将它用于使天然气液化的油田部位。美国专利号3,878,689描述了使用LIN作为冷冻源以制备LNG的方法。美国专利号5,139,547描述了使用LNG作为致冷剂以产生LIN。

所述LNG-LIN构思还包括在油船或油轮中将LNG从资源位置输送到市场位置并将LIN从市场位置反向输送到资源位置。相同油船或油轮的使用，和或许公共陆上容器设备的使用预期使成本和所要求的基础设施最小化。结果，可以预期LNG被LIN一定程度污染和LIN被LNG一定程度污染。LNG被LIN的污染可能不是主要关注，因为管线和相似分布装置的天然气规格(例如由美国联邦能源管理委员会颁布的那些)允许存在一些惰性气体。然而，因为在资源位置处的LIN将最终排放到大气中，所以LIN被LNG的污染(LNG当作为天然气再蒸发时是比二氧化碳厉害超过20倍的温室气体)必须降低到为这种排放可接受的水平。从罐除去残余内容物的技术是公知的，但是为了达到所需低水平的污染以避免在排放气态氮(GAN)之前在资源位置处处理所述LIN或蒸发的氮气可能不是经济或环境上可接受的。所需要的是使用LIN作为冷却剂以制备LNG的方法，其中如果LIN和LNG使用公共储存设施，则在用LIN填充所述储存设施之前有效地吹扫残留在所述储存设施中的任何天然气。

发明内容