液化天然气接收站BOG的处理方法及分析.docx

液化天然气接收站BOG的处理方法及分析摘要：为探究LNG接收站BOG处理方式的原理，对几种常见的BOG处理方式 进行了总结，分析了再冷凝法、加压外输法、压缩为CNG三种方式的原理、优缺 点和适用条件，并通过软件模拟了接收站的BOG再冷凝处理工艺，对模拟流程进 行了简要分析，得出了冷凝一定量BOG所需的最小LNG流量关键词：LNG； BOG；再冷凝；软件模拟1 BOG产生的原因1.1储存容器内的自然蒸发① 温度和压力假设储罐保冷性良好，则储罐内的温度和压力将在较小范围内波动标准大 气压下，液化天然气沸腾温度的范围为-166°C至-157°C作为指导性数据，在压 力为lX105Pa至2X105Pa之间时，气相压力每降低lX103Pa, 1m3LNG蒸发约 0.4kg 气体所以理论上，在一定压力范围内， BOG 的生成量随压力的降低而增 加② 组分假设储罐内温度和压力在很小的范围波动，BOG生成速率与LNG的组份（LNG 的甲烷含量大于75%，氮含量小于5%）有关由于甲烷的沸点高于氮气，甲烷会 比氮气后蒸发，蒸发出的甲烷将由BOG处理系统回收，在大气压下甲烷的液化温 度比氮气高，而再冷凝时氮气会比甲烷后液化，气相中的氮不断累计，引起 BOG 总量增加。

1.2容器和设备漏热LNG 储罐一般为双层结构设计，内外层之间抽成真空或充填干燥的惰性气体， 并填充隔热材料，然而，在储存和输送时，由于材料的保冷性能、外界温度、光 照的变化，且由于储罐内外环境的巨大温度差，储罐内部与外界不断发生热传导， 罐内LNG吸热蒸发汽化外界温度、光照变化等外部因素是通过改变传热温差影 响储罐系统的漏热量，同时考虑光照的影响，当环境温度的波动范围为0〜40°C, 系统中BOG量的波动小于30%相较外界因素，储罐材料的保冷性能较影响BOG 的产生1.3 LNG吸收卸料装置的热量产生BOG在卸料期间，LNG蒸发的原因为：①操作时LNG不断与卸料臂发生热传导， 温度上升，流回到储罐导致罐内LNG温度升高；②用于预冷的BOG吸收卸料臂的 热量，又回到储罐系统，改变储罐内气相的温度减少卸料作业时BOG的生成量, 有缩短卸料时间、调整卸料臂的预冷速度和设备压力、改变卸料操作方式等2 LNG接收站BOG的处理方式2.1再冷凝①再冷凝的原理再冷凝是将过冷的LNG对经过增压的BOG进行热交换，在再冷凝器中使BOG 冷凝，由高压泵加压气化外输BOG再冷凝系统一般由BOG收集系统、回气系统、 BOG压缩机和再冷凝器组成。

首先用液下泵对储罐中的LNG加压，同时用BOG压 缩机对BOG增压如图1所示，加压后的过冷LNG将分为两部分，流进再冷凝器 的一部分与压缩后的BOG进行混合换热，经冷凝后与流经旁通的另一部分混合， 增压后汽化外输如果液化天然气的量不够，则无法实现BOG的冷凝，所以再冷 凝工艺适用于天然气外输量大、外输管道压力高的大型场站，该工艺利用LNG本 身的冷能，能耗较低，是目前全世界大型接收站主要采用的BOG处理方式②再冷凝器再冷凝过程中，再冷凝器为主要部分再冷凝器是一种直接接触的换热设备， 直接接触换热具有传热系数高、不易腐蚀设备、结构简单、投资小等优点其基 本原理是加压后的 BOG 经过气体分布器，在静态混合器中与过冷的 LNG 完全接触 经冷凝后排出固定在管道中的静态混合装置可改变管道中流体的流态，实现 BOG和过冷的LNG完全接触并冷凝BOG的流速不能过大，否则将无法维持内部 液位和出口压力的平稳 BOG 再冷凝器的主要结构为气体分布器和静态混合器 气体分布器与BOG管道连接，为多孔介质构成BOG经过气体分布器时，微孔通 道将使气泡尺寸减小，数量增加，液体的紊流程度提高静态混合器有无机械搅 拌、连续生产、无污染、分散性好、混合好等优点。

20 世纪 60 年代，美国的凯 尼斯公司首先将其应用于实际生产单壳单罐式再冷凝器分为填料段和缓冲段，目前较为常见如图 2 所示，LNG从N1流进再冷凝器，增压后的BOG从N2进入，LNG经分布器均匀分配，与 填料中的 BOG 混合，发生传热冷凝，冷凝后的 LNG 经缓冲段从 N3 流出，与流经 旁通的LNG混合进入高压泵中石油江苏LNG项目采用单壳单罐式再冷凝器HLI-S2单壷即堆武再冷昼話姑掏閒即廈料股③再冷凝的工艺控制过冷的 LNG 将 BOG 由气相冷凝为液相，只需对进入再冷凝器的气液流量比进 行控制，同时保持进出口物料平衡，就能保证再冷凝器运行稳定控制进入再冷 凝器的气液比，可分别通过控制内部液位高度、流入的 BOG 量和液体上方的气相 压力实现，控制进出口物料平衡可通过控制出口压力和流入的气液比实现2.2 加压外输若天然气外输量减小，难以满足 BOG 冷凝时，可将 BOG 直接加压外输将储 罐内的大部分 BOG 通过配套管道直接外输，不经过再冷凝器，不消耗 LNG 的冷能 一般将一台高压压缩机安装在 BOG 压缩机的出口处，将 BOG 加压至天然气外输管 道相同压力后直接输送。

加压外输处理工艺对压缩机能耗较大，一般与再冷凝法 结合使用也可将 BOG 经过加热并加压至低压外输管道压力，直接通过低压外输 管道输送低压外输管道不接入高压天然气管网，直接输送至客户，具有方便、 节能等优点，但要求 LNG 接收站周围有长期、稳定的用户企业由于 BOG 的生成 量不稳定，低压外输要求场站内有配套的储气设施目前常见的 BOG 储气罐有球 形罐和地下储气束管两种形式中石化青岛 LNG 项目是国内第一个实现 BOG 低压 外输的项目该项目采用地上 BOG 储罐，将再冷凝未液化的 BOG 经低压管道输送 给周边的客户2.3 压缩为 CNG有的LNG接收站在设计时设有压缩天然气（CNG）处理流程，可用加热装置 将BOG升至常温，经过缓冲罐，通过压缩机加压为CNG，由CNG槽车外运CNG 压缩机的开启和关闭一般根据储罐压力来控制，罐内压力增加时，开启压缩机， 同时开启 CNG 充装设备；罐内压力下降，则关闭压缩机，同时关闭 CNG 充装设备 相比其他BOG处理方式，CNG处理工艺受生产条件限制较小，更加灵活，且通过 槽车外运，销售市场更广，但只能应用于具有 CNG 处理及充装工艺的大型 LNG 场 站，且需同时考虑 BOG 生成量的波动性。

中海油粤东 LNG 项目在投产时外输管道 尚未建成，将 BOG 压缩为 CNG 后装车外运，在外输管道建成后，实现了管道天然 气和CNG的同时销售结语：LNG 接收站的 BOG 处理方式正呈多样化、合理化的发展趋势对于大型接收 站，BOG再冷凝工艺能有效回收大部分BOG气体，同时其他处理方式也越来越多 地得到应用本文的研究对 LNG 接收站 BOG 处理系统的设计、施工和生产运行具 有一定的参考意义参考文献：[1] 王彦，信鹏，高萃仙.LNG接收站蒸发气的发生与气量计算[J].油气储 运,2010,29(5):363-364.[2] 国家质量监督检验检疫总局.低温绝热压力容器试验方法：GB/T18443.2— 2001[S].北京：中国标准出版社,2001.。