带预冷的多级BOG膨胀海上LNG闪蒸气再液化装置和工艺制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种带预冷的多级BOG膨胀的LNG闪蒸气再液化装置和工艺，所述的再液化装置包括下列部分：BOG前处理系统、预冷剂循环系统、多级BOG循环系统、BOG液化储存系统。工艺包括下列步骤：（一）BOG前处理步骤、（二）预冷剂循环步骤、（三）多级BOG循环步骤、（四）BOG液化储存步骤。本发明专利技术的BOG循环制冷通过简单的先压缩后节流实现，预冷制冷循环通过压缩后节流实现，尽量减少分离器使用，没有膨胀机、泵等设备，辅助设备少，开停车迅速，可适用于海况恶劣的环境。预冷制冷与多级BOG膨胀制冷结合，用低品位的冷源部分代替高品位冷源，降低BOG制冷循环的功耗，提高液化效率。本发明专利技术就地取材，利用船上产生的BOG做膨胀制冷剂，减少制备和储存制冷剂的成本。所有系统采用撬块设计，提高了装置的经济性、安全性与紧凑性。安全性与紧凑性。

【技术实现步骤摘要】
带预冷的多级BOG膨胀海上LNG闪蒸气再液化装置和工艺


[0001]本专利技术涉及一种LNG闪蒸气再液化装置和工艺，具体的说，涉及适用于海上的一种带预冷的多级BOG膨胀的LNG闪蒸气再液化工艺。

技术介绍

[0002]LNG（液化天然气）是一种广泛应用于工业、发电、城市燃气、汽车燃料、船舶等领域的优质能源，具有清洁、低碳、高效等优点。LNG的运输有船舶运输、管道输送、铁路运输和公路运输等多种方式，其中船舶运输因输送容量大、安全可靠等优点被广泛利用。LNG常压下沸点低，在储运过程中会产生大量的闪蒸气（BOG），如果接入火炬燃烧或放空系统不仅会造成能源的巨大浪费，而且会污染环境。
[0003]通常LNG储罐会产生0.2%～0.3%的BOG，对于高压LNG供气系统来说，在低压辅机(发电机、锅炉)不能够完全消化BOG的情况下，多余BOG的直接排放到大气会造成浪费和污染，普遍采取的措施是采用高压压缩机增压后供给主机作为燃料或设置BOG再液化系统进行回收。选择合适的再液化工艺会减低船舶建造和运行成本，提高系统可操作性，达到较低能耗和较高的液化收率。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是提供一种带预冷的多级BOG膨胀海上LNG闪蒸气再液化装置和工艺，该装置和工艺采用带预冷的多级BOG膨胀技术，就地取材，不需要制备和储存制冷剂，降低运营成本，采用预冷工艺，降低能耗，提高再液化收率。
[0005]首先，本专利技术提供一种带预冷的多级BOG膨胀海上LNG闪蒸气再液化装置，包括下列部分：BOG前处理系统、预冷剂循环系统、多级BOG循环系统、BOG液化储存系统。
[0006]所述的BOG前处理系统包括换热器E
‑
101、压缩机K
‑
100和水冷器E
‑
102。
[0007]预冷剂循环系统包括压缩机K
‑
101、节流阀JT1、换热器E
‑
103、分离罐V
‑
102、节流阀JT2、换热器E
‑
104、压缩机K
‑
102；多级BOG循环系统包括压缩机模块、制冷剂换热器LNG
‑
101、节流阀JT4；其中压缩机模块包含两个或多个BOG压缩循环，具体为两级BOG循环；BOG液化储存系统包括换热器LNG
‑
102、LNG
‑
103、LNG
‑
104，节流阀JT5、JT3和储罐V
‑
101；其中LNG
‑
102、LNG
‑
103、LNG
‑
104为多流股板式换热器。
[0008]所述的BOG前处理系统换热器E
‑
101管程出口与压缩机K
‑
100入口通过管道连接；换热器E
‑
101将BOG升温到压缩机的工作温度区间内，采用的热源来自预冷剂循环系统，换热器E
‑
101同时起到给预冷剂降温的作用；换热形式采用管壳式换热器，BOG走管程，预冷剂走壳程；压缩机K
‑
100采用螺杆式BOG压缩机，水冷器E
‑
102采用管壳换热器，BOG走管程，冷却水走壳程，冷却水温度要求20
‑
30℃；压缩机K
‑
100出口管路连接E
‑
102管程入口；BOG前处理系统出口BOG温度为30
‑
40℃，压力800
‑
900KPa；
所述的预冷剂循环系统包括压缩机K
‑
101、节流阀JT1、换热器E
‑
103、分离罐V
‑
102、节流阀JT2、换热器E
‑
104、压缩机K
‑
102；采用的预冷剂为二氧化碳、丙烷、氟利昂、溴化锂等物质的的一种；K
‑
101采用离心式压缩机，K
‑
101出口管路与BOG前处理系统的换热器E
‑
101壳程入口管道连接，预冷剂与BOG换热降温；E
‑
101的预冷剂从BOG前处理系统回到制冷剂循环系统，管路上设置节流阀JT1，与换热器E
‑
103管程入口管路连接；E
‑
103为管壳换热器，BOG走管程，制冷剂走壳程；壳程出口管路连接分离器V
‑
102，分离罐工作压力1500KPa
‑
2000KPa；分离罐液相管路上设置节流阀JT2与换热器E
‑
104壳程入口连接；E
‑
104为管壳式换热器，BOG走管程，预冷剂走壳程；管程上游连接水冷器E
‑
102，下游连接BOG液化存储系统的LNG
‑
102；壳程出口管路连接压缩机K
‑
102的入口管路，K
‑
102压缩机出口压力与分离罐V
‑
102压力相等，压缩机出口管路与分离罐V
‑
102气相管路汇集，与压缩机K
‑
101进口管路连接。
[0009]所述的多级BOG循环系统包括压缩机模块、制冷剂换热器LNG
‑
101、节流阀JT4；其中压缩机模块包含两个或多个BOG压缩循环，具体为两级BOG循环；本模块的压缩机采用带级间冷却的多级螺杆压缩机；一级BOG循环系统的压缩机为两级压缩，K
‑
106和K
‑
107为压缩机，E
‑
108和E
‑
106为级间冷却器，级间冷却器采用冷却水冷却，冷却水走壳程，冷却水温度要求20
‑
30℃；其连接方式为一级压缩机K
‑
106入口连接LNG
‑
101冷流股出口，出口连接水冷器E
‑
108，E
‑
108管程出口连接二级压缩机K
‑
107，K
‑
107出口管路连接水冷器E
‑
106，E
‑
106管程出口管路连接制冷剂换热器LNG
‑
101降温，换热器出来对应的流股管路上设置节流阀JT4，其下游连接BOG液化存储系统的换热器LNG
‑
102；二级BOG循环系统的压缩机为三级压缩，K
‑
103、K
‑
104、K
‑
105为压缩机，E
‑
100、E
‑
107和E
‑
105是级间冷却器；级间冷却器采用冷却水冷却，冷却水走壳程，冷却水温度要求20
‑
30℃；其连接方式为一级压缩机K
‑
103入口连接LNG
‑
101冷流股出口，出口连接水冷器E
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.带预冷的多级BOG膨胀海上LNG闪蒸气再液化装置，其特征在于，包括下列部分：BOG前处理系统、预冷剂循环系统、多级BOG循环系统、BOG液化储存系统。2.根据权利要求1所述的带预冷的多级BOG膨胀海上LNG闪蒸气再液化装置，其特征在于，BOG前处理系统包括换热器E
‑
101、压缩机K
‑
100和水冷器E
‑
102；换热器E
‑
101管程出口与压缩机K
‑
100入口通过管道连接；换热器E
‑
101将BOG升温到压缩机的工作温度区间内，采用的热源来自预冷剂循环系统，换热形式采用管壳式换热器，BOG走管程，预冷剂走壳程；水冷器E
‑
102采用管壳换热器，BOG走管程，冷却水走壳程，压缩机K
‑
100出口管路连接E
‑
102管程入口。3.根据权利要求1所述的带预冷的多级BOG膨胀海上LNG闪蒸气再液化装置，其特征在于，预冷剂循环系统包括压缩机K
‑
101、节流阀JT1、换热器E
‑
103、分离罐V
‑
102、节流阀JT2、换热器E
‑
104、压缩机K
‑
102；K
‑
101出口管路与BOG前处理系统的换热器E
‑
101壳程入口管道连接，预冷剂与BOG换热降温；E
‑
101的预冷剂从BOG前处理系统回到制冷剂循环系统，管路上设置节流阀JT1，与换热器E
‑
103管程入口管路连接；E
‑
103为管壳换热器，BOG走管程，制冷剂走壳程；壳程出口管路连接分离器V
‑
102，分离罐液相管路上设置节流阀JT2与换热器E
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104壳程入口连接；E
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104为管壳式换热器，BOG走管程，预冷剂走壳程；管程上游连接水冷器E
‑
102，下游连接BOG液化存储系统的LNG
‑
102；壳程出口管路连接压缩机K
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102的入口管路，K
‑
102压缩机出口压力与分离罐V
‑
102压力相等，压缩机出口管路与分离罐V
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102气相管路汇集，与压缩机K
‑
101进口管路连接。4.根据权利要求1所述的带预冷的多级BOG膨胀海上LNG闪蒸气再液化装置，其特征在于，多级BOG循环系统包括压缩机模块、制冷剂换热器LNG
‑
101、节流阀JT4；其中压缩机模块包含多级BOG循环，典型表现为两级；一级BOG循环系统的压缩机为两级压缩，具体为：K
‑
106和K
‑
107为压缩机，E
‑
108和E
‑
106为级间冷却器，级间冷却器采用冷却水冷却，冷却水走壳程，其连接方式为一级压缩机K
‑
106入口连接LNG
‑
101冷流股出口，出口连接水冷器E
‑
108，E
‑
108管程出口连接二级压缩机K
‑
107，K
‑
107出口管路连接水冷器E
‑
106，E
‑
106管程出口管路连接制冷剂换热器LNG
‑
101降温，换热器出来对应的流股管路上设置节流阀JT4，其下游连接BOG液化存储系统的换热器LNG
‑
102；二级BOG循环系统的压缩机为三级压缩，K
‑
103、K
‑
104、K
‑
105为压缩机，E
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100、E
‑
107和E
‑
105是级间冷却器；级间冷却器采用冷却水冷却，冷却水走壳程，其连接方式为一级压缩机K
‑
103入口连接LNG
‑
101冷流股出口，出口连接水冷器E
‑
100，E
‑
100管程出口连接二级压缩机K
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104，K
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104出口管路连接水冷器E
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107，E
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107管程出口连接三级压缩机，K
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104出口管路连接水冷器E
‑
105，E
‑
105管程出口管路连接制冷剂换热器LNG
‑
101进行降温；LNG
‑
101为多流股板式换热器，换热流股为两个热流股和两个冷流股，冷热介质都是作制冷剂的BOG；其热流股入口分别与E
‑
106管程出口管路和E
‑
105管程出口管路连接，来自E
‑
106的热流股经管路NC1
‑
3连接LNG
‑
101降温后，通过管路NC
‑1‑
4连接节流阀JT
‑
4进一步降温，来自E
‑
105的热流股经LNG
‑
101降温后通过管路NC2
‑
4连接LNG
‑
102； 其冷流股来自LNG
‑
102出口的两个冷流股；来自JT
‑
4的冷流股经过LNG
‑
102后，通过管路NC1
‑
8与LNG
‑
101冷流股入口管连接，该流股LNG
‑
101出口与K
‑
106入口管路连接；来自JT
‑
5的冷流股依次经过LNG
‑
104、LNG
‑
103、LNG
‑
102后经过管路NC2
‑
10与LNG
‑
101冷流股另一入口管连接，该流股LNG
‑
101出口连接K
‑
103入口管路。5.根据权利要求1所述的带预冷的多级BOG膨胀海上LNG闪蒸气再液化装置，其特征在于，BOG液化储存系统包括换热器LNG
‑
102、L...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹学磊，赵锐，宋伟娟，董营营，杨坛，
申请(专利权)人：海德威科技集团青岛有限公司，
类型：发明
国别省市：