LNG接收站BOG處理工藝優(yōu)化

石曉星(中石油京唐液化天然氣有限公司， 北京 101100)

LNG接收站BOG處理工藝優(yōu)化

石曉星(中石油京唐液化天然氣有限公司， 北京 101100)

通過對LNG接收站發(fā)展?fàn)顩r、工藝流程及BOG產(chǎn)生原理及處理工藝的分析，介紹了BOG再冷凝工藝和直接壓縮工藝的優(yōu)化措施及綜合節(jié)能處理措施。

LNG；接收站；再冷凝工藝；直接壓縮工藝

天然氣是我國重點(diǎn)發(fā)展的重要能源。LNG接收站建設(shè)是國家能源局發(fā)布的《天然氣發(fā)展“十二五”規(guī)劃》中6大重點(diǎn)任務(wù)之一。據(jù)預(yù)測，未來十五年LNG需求量年均增速或是天然氣的兩倍。目前，LNG相關(guān)工業(yè)發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入大力開發(fā)階段。但是我國的工藝技術(shù)建設(shè)尚不完善，在LNG的專用設(shè)計(jì)、施工安裝、運(yùn)行管理等方面也有所欠缺。

1 LNG接收站工藝簡介

LNG接收站一定要符合天然氣供給系統(tǒng)的要求，它為接收海上運(yùn)輸LNG的陸上接收平臺，又位陸上供應(yīng)天然氣，對液化天然氣進(jìn)行接收、儲存、再氣化，廠區(qū)工藝系統(tǒng)有儲存及低壓外輸工藝、BOG處理工藝、增壓氣化外輸工藝等。接收站內(nèi)建有大型低溫儲罐儲存液化天然氣，并通過氣化工藝對液化天然氣氣化，然后利用場外的天然氣管道輸運(yùn)。

2 LNG接收站BOG處理工藝簡介

2.1 LNG接收站BOG產(chǎn)生原理

我國大型LNG接收站中均采用全包容混凝土頂9%鎳罐，日蒸發(fā)率最大0.5‰。儲罐及管路由于外部熱量的攝入形成蒸發(fā)氣，與LNG直接接觸的設(shè)備的啟停等都會有熱量產(chǎn)生，要采取措施減少系統(tǒng)從外界吸收攝入的熱量]。在進(jìn)行卸料操作時，LNG通過卸船總管進(jìn)入儲罐、回流回儲罐的液化天然氣，由于外界溫度較高產(chǎn)生LNG氣化，及氣相空間被輸入的LNG占據(jù)從而生產(chǎn)大量的BOG。

2.2 LNG接收站常用BOG處理工藝

目前對蒸發(fā)氣的處理方式大致分為直接加壓外輸和再冷凝氣化外輸兩種。國內(nèi)的接收站分為氣源型接收站，調(diào)峰型接收站和衛(wèi)星型接收站。

以再冷凝工藝為例。再冷凝工藝由低壓泵、BOG壓縮機(jī)、高壓泵、再冷凝器及相應(yīng)管道組成。BOG經(jīng)壓縮機(jī)增壓以提升BOG處理量，然后在再冷凝器內(nèi)部用過冷LNG將其冷凝，蒸發(fā)氣與過冷LNG同時進(jìn)入再冷凝器并通過超級拉西環(huán)充分冷凝，后將其輸出至高壓泵。其實(shí)現(xiàn)必須要有足夠的LNG氣化外輸量作為保證，接收站外輸負(fù)荷的波動會使該工藝操作難度加大。

以直接輸出工藝為例。該工藝系統(tǒng)包括儲罐、BOG壓縮機(jī)、高壓壓縮機(jī)及外輸管網(wǎng)的相應(yīng)管道組成。蒸發(fā)氣經(jīng)過BOG壓縮機(jī)以及高壓壓縮機(jī)加壓，當(dāng)滿足外輸管網(wǎng)所需的壓力后，以高壓天然氣形態(tài)進(jìn)入輸氣管網(wǎng)供下游客戶使用，適用于外輸管網(wǎng)壓力較小(2～3MPa)的接收站，當(dāng)蒸發(fā)氣量小，且外輸氣量有波動時可以考慮采用此工藝，國內(nèi)大部分LNG接收站僅選用此工藝作為備用。

3 LNG接收站BOG處理工藝優(yōu)化

3.1 LNG接收站BOG處理工藝優(yōu)化措施

(1)BOG再冷凝工藝的優(yōu)化。楊志國、向麗君[1]等人通過對能耗的分析對比討論了BOG壓縮機(jī)能耗大小對總能耗的影響；曹玉春[2]等人運(yùn)用流程模擬，提出減少物料比從而減少能耗的高壓工藝流程；劉浩、金國強(qiáng)[3]等人通過計(jì)算分析節(jié)能效果從而提高節(jié)能效果。結(jié)合國內(nèi)LNG接收站發(fā)展建設(shè)狀況，現(xiàn)行工藝流程及BOG處理工藝的分析，以期為我國LNG接收站的建設(shè)與運(yùn)行提供指導(dǎo)和借鑒。(2)直接壓縮工藝的優(yōu)化。李亞軍，陳蒙[4]提出將直接壓縮工藝中的單階壓縮改為多階壓縮，節(jié)能效果雖然更好，但是要根據(jù)成本與節(jié)能效果確定一個最佳階數(shù)存在一定難度。

3.2 LNG接收站BOG處理工藝對比優(yōu)化分析

再冷凝工藝比直接壓縮工藝增加了高壓壓縮機(jī)，但是同時減少了再冷凝器、高壓泵的投用。通過對比分析可以看出，再冷凝工藝的流程更為復(fù)雜，并且操作難度有所增加。這樣看來，直接壓縮工藝雖然便于操作，但是能耗較大。再冷凝工藝有2大階段，第一階段為壓縮機(jī)直接壓縮，第二階段由高壓泵完成，以此來節(jié)省能耗。

同時，用氣量的不穩(wěn)定影響了正常流程，當(dāng)需處理的蒸發(fā)氣量較大，而同時出現(xiàn)意外情況導(dǎo)致外輸中斷時，就沒有足夠的過冷LNG處理BOG，只能將無法處理的BOG送入火炬系統(tǒng)，造成浪費(fèi)。

接收站BOG處理工藝的選擇應(yīng)綜合考慮各方面條件，如儲罐數(shù)量、外輸氣量，以及特殊工況(自然因素、設(shè)備大修、事故及其他不可抗力因素)下產(chǎn)生的BOG量。如果站內(nèi)配置的儲罐經(jīng)計(jì)算得出所需壓縮機(jī)數(shù)量多于一臺時，由于BOG放空帶來的成本及安全問題，處理蒸發(fā)氣時可使用再冷凝和高壓壓縮工藝結(jié)合的方式，此種優(yōu)化方案能有效提高能源的利用率。此外還可以考慮CNG壓縮與再冷凝綜合回收工藝，將無法處理的BOG制成CNG，并通過槽車輸送，對于避免天然氣的損耗也是一個有效的方法，但需要進(jìn)行理論分析其可行性。合理的處理BOG可提高接收站運(yùn)營的安全性，還可以減少經(jīng)濟(jì)損失，避免環(huán)境污染。

4 結(jié)論

再冷凝工藝和直接壓縮工藝各有優(yōu)劣，需要針對不同的接收站情況進(jìn)行對比選擇。 國內(nèi)部分接收站綜合利用兩種工藝，通過再冷凝工藝和直接壓縮工藝綜合回收BOG，提高了能源的利用率。

[1]楊志國,李亞軍.液化天然氣接收站再冷凝工藝優(yōu)化研究[J].現(xiàn)代化工,2009,29(11)：74-77．

[2]曹玉春，陳其超，陳亞飛，胡巍亞.液化天然氣接收站蒸發(fā)氣回收優(yōu)化技術(shù)[J].化工進(jìn)展,2013,35(5)：1561-1565.

[3]劉浩,金國強(qiáng).LNG 接收站BOG 氣體處理工藝[J].化工設(shè)計(jì),2006,16(1)：13-16.

[4]李亞軍,陳蒙.LNG 接收站BOG 多階壓縮再液化工藝優(yōu)化分析[J].化工學(xué)報,2013,64(3):986-992.