[發明專利]一種液化天然氣工廠內液化天然氣產品的降溫降壓系統及方法

在審

• 申請號: 201810833065.2
• 申請日: 2018-07-26
• 公開（公告）號: CN110762391A
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發明（設計）人: 萬德民;劉鵬;牛卓韜;蔚龍;屈傲蕾;王克棟;劉明明;馬淑琴;米怡霖;楊光
• 申請（專利權）人: 新地能源工程技術有限公司
• 主分類號: F17D1/08
• 分類號: F17D1/08;F17D3/01
• 代理公司: 11394 北京卓恒知識產權代理事務所(特殊普通合伙)
• 代理人: 唐曙暉

本發明提供一種液化天然氣工廠內液化天然氣產品的降溫降壓系統及方法，該系統包括為常溫天然氣和制冷劑提供冷量的制冷機組、預冷換熱器、冷箱、液化天然氣儲罐及BOG壓縮機。采用低溫BOG壓縮機來降低LNG儲罐內BOG氣相空間壓力，實現LNG儲罐內高溫液體通過蒸發降溫的工藝；通過在淺冷溫度區間(不低于?25℃)為系統提供的冷量，配合混合制冷劑配比調整，實現LNG產品深冷溫度區間(低于?120℃)降溫的工藝。通過LNG產品溫度的降低，可減少LNG產品在運輸及儲存過程中產生的BOG氣體，提高天然氣利用率，減少溫室氣體CH₄的排放。

技術領域

本發明涉及一種液化天然氣工廠內液化天然氣產品的降溫降壓系統及方法。

背景技術

液化天然氣是常溫天然氣在臨界壓力下，通過在冷箱內與低溫介質換熱或節流等措施，逐步降低溫度至沸點以下，液化形成的深冷液態天然氣。LNG工廠生產的LNG產品，儲存在低溫儲罐內。由于系統漏熱等原因，儲罐內不可避免產生BOG氣體，且LNG產品溫度越高，產生的BOG量越大。對于已建LNG的工廠，隨著儲罐保冷系統性能的降低，儲存系通產生的BOG逐漸增加。BOG的產生，一方面減少了終端產品LNG的有效產能，同時將導致低溫儲罐壓力升高，引起儲罐安全閥動作，產生大量放散氣體，不僅造成能源浪費，使運營成本提高，還存在大氣污染污染問題。重要的是，儲罐內LNG溫度的升高，使LNG產品品質下降，在以LNG形式銷售至下游儲配站、LNG加氣站等場站時，儲存過程中將產生更多的BOG氣體。

液化天然氣工廠內BOG處理工藝，需要根據項目周邊燃氣管網情況、用戶市場及全場熱力平衡等因素選擇合理的方案，降低工廠建設和運營的綜合成本。目前LNG工廠BOG處理工藝主要采用以下3種：

1)加熱、增壓后進入天然氣管網外輸；

2)加熱后作為工廠內燃料氣；

3)作為工廠內燃料氣+再液化。

因為BOG的產生與LNG儲罐內儲存溫度、LNG裝車負荷變化、生產工藝運行狀況、外界氣候條件等緊密相關，其產生量存在較大的波動性，氣化外輸或作為工廠內燃料氣時，受限于下游用氣的用氣量及用氣不均勻性，需設置調峰儲氣設施；而采用再液化時，要求再液化設備的操作彈性較高，提高了投資成本。

發明內容

本發明的目的在于解決上述技術問題，提供一種系統，利用新增設非防爆制冷機組，通過預冷換熱器為LNG工廠進入冷箱前的天然氣、混合制冷劑提供冷量，再配合混合制冷劑配比調整，實現LNG產品深冷溫度區間(低于-120℃)降溫，通過增加BOG壓縮機來降低LNG儲罐內BOG氣相空間壓力，實現LNG儲罐內高溫液體(-140℃～-155℃)通過蒸發達到降溫的工藝，通過以上兩項措施，實現液化工廠內LNG由-140℃～-155℃降低至-160℃以下，減少LNG產品在LNG槽車運輸和下游LNG氣化站、LNG加氣站儲存過程中的天然氣蒸發氣體。

本發明的液化天然氣工廠內液化天然氣產品的降溫降壓系統包括制冷機組(冷凍機組)、預冷換熱器、冷箱、液化天然氣儲罐及BOG壓縮機，其中，制冷機組的冷凍水輸出管道連接于預冷換熱器的冷凍水通道的入口，預冷換熱器的冷凍水通道的出口返回連接于制冷機組的進水口，

天然氣輸入管道連接于預冷換熱器的天然氣通道的入口，預冷換熱器的天然氣通道的出口管道經冷箱后分為兩個支管，一個支管連接于液化天然氣儲罐的底部入口，另一支管連接于液化天然氣儲罐的頂部入口，液化天然氣儲罐的BOG輸出管道分為兩個支管，一個支管經BOG壓縮機之后返回與天然氣輸入管道匯合，另一個支管經由BOG加熱器直接連接于下游管道，

制冷劑輸入管道連接于預冷換熱器的制冷劑通道的入口，預熱換熱器換熱器的制冷劑通道的出口管道經冷箱后排出系統。