[發明專利]LNG蒸發氣體再冷凝配置和方法

有效

• 申請號: 201280068819.0
• 申請日: 2012-11-26
• 公開（公告）號: CN104321581B
• 公開（公告）日: 2016-10-19
• 發明（設計）人: J.馬克
• 申請（專利權）人: 氟石科技公司
• 主分類號: F17C3/10
• 分類號: F17C3/10;F17C13/00;F25J1/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 原紹輝;胡斌

本申請要求保護在2011年12月2日提交的美國臨時申請No.?61/566155；在2011年12月9日提交的美國臨時申請No.?61/568970；以及在2012年3月2日提交的美國臨時申請No.?61/605976的優先權的權益，這些美國臨時申請以引用的方式并入到本文中。

技術領域

本發明的領域在于液化天然氣（LNG）蒸氣處置，并且特別地，本發明涉及在LNG儲存、船只卸載和轉移操作期間的蒸氣再冷凝。

背景技術

儲存和轉移LNG帶來了嚴峻的挑戰，特別是關于呈蒸發/汽化（boiloff）氣體（BOG）形式的LNG蒸氣。雖然LNG在罐中儲存，BOG產生的速率通常相對較低。然而，在LNG轉移到罐內時，主要是由于來自發出泵的熱量和轉移中的熱損失，BOG產生速率顯著地增加。在再冷凝過程中必須考慮在罐中的BOG量的變化，再冷凝過程再捕集BOG以用于遞送到高壓（HP）泵，高壓泵用于將發出的LNG按路線發送到汽化器以用于管道遞送。

通常，BOG再冷凝過程采用再冷凝器，再冷凝器具有相對較大的體積以使得允許組合BOG冷凝物與LNG發出物從而形成過冷液體，但也提供緩沖體積以用于組合的LNG發出物以確保到高壓泵的最小流率。如果緩沖體積是不足的，蒸氣可能被引入到高壓泵，這可能造成泵中的空化/氣穴（cavitation），導致部件損壞、降低效率和最終縮短泵壽命。如果BOG冷凝物為氣泡液體，蒸氣也可以引入到泵內。因此，較大體積的再冷凝器必須接收適量的LNG發出物以確保組合的LNG發出物不含蒸氣。在罐中的BOG的可變的生產意味著在再冷凝器操作中所需的LNG發出物的量的可變性和優化所述系統用于高壓泵安全操作的困難。

EP公告No.?2372221A1公開了一種BOG再冷凝器，其具有底部段，底部段充當高壓泵的保持鼓。LNG發出物被引入到用于進行再冷凝的頂部段內并且到下部段內，其中下部段接收多達半最大值的發出物，由液位控制器來維持。填充（padding）氣體然后用來維持壓力。雖然這種再冷凝器可以允許裝備大小的至少在某種程度上減小，在底部段中被保持液體的體積仍是相當大的。

美國專利No.?8,117,852公開了從載運器向儲罐內卸載LNG的方法和系統配置。在卸載載運器時，在儲罐中的蒸發氣體（BOG）再冷凝并且發送到儲罐。同時，來自罐的BOG在冷凝器中被處理并部分地再循環以冷卻LNG的進入流。在所得到的混合流中的蒸氣然后被分離并且用來在卸載期間維持著在載運器上的罐壓力。

美國專利No.?7,493,778公開了一種冷凝組件，這種冷凝組件包括到傳統冷凝器的BOG管線，其中，使用來自發出管線的LNG的直接接觸來冷凝BOG。對于用來冷凝BOG的LNG的流率的控制完全基于對冷凝器中液位的主動控制。冷凝器是“無排放孔的”，在冷凝器中的壓力由與冷凝物管線鄰近的發出物部段中的背壓來維持。

美國申請No.?2011/0056238公開了一種LNG儲存和再氣化設施，其將來自罐的BOG再液化，使用BOG的一部分作為燃氣，將BOG的另一部分再循環回到儲罐以用于罐壓力和沃泊（Wobbe）指數控制，并且將BOG的另一部分進給到發出管線。這種系統對于又一BOG部分使用常規再冷凝器，諸如上文所描述那種，之后將LNG流發送到高壓泵用于隨后汽化。

本文所討論的這些和所有其它外部材料以它們全文引用的方式并入到本文中。在并入的參考中的術語的定義或使用與本文所提供的該術語的定義不一致或相矛盾的情況下，采用在本文中提供的該術語的定義并且在參考中該術語的定義并不適用。

上文所描述的這些系統遠非對于在LNG儲存和轉移期間與BOG相關聯的所有問題的全面并且有效解決方案，特別地當其涉及BOG冷凝物與LNG發出物的組合時，并且適應BOG中的較大體積變化。因此，仍需要BOG處置的改進的配置和方法。

發明內容

本發明的主題提供設備、系統和方法，其中，可以通過使用LNG發出物的一部分來產生過冷的BOG/LNG流以用于與過冷的發出LNG的組合（其然后被進給到高壓（HP發出泵）而從LNG儲罐回收蒸發氣體（BOG）。這種系統有利地避免了對于用來完全過冷BOG冷凝物的較大體積的發出LNG的需要。在本發明主題的優選方面，可以使用本文所給出的若干方法中的任何方法來冷凝和過冷BOG，其包括了在熱交換器中使用LNG發出物的一部分來進行冷凝和過冷，或者在再冷凝容器中與LNG發出物的一部分直接接觸，并且隨后使用增壓泵來進行過冷。