BOG回收在LNG裝置中的應用
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摘 要：主要介紹BOG（蒸發氣）回收工藝在LNG裝置中回收利用問題。在LNG裝置生產運行狀態下，采取BOG壓縮再液化工藝回收處理BOG；在LNG裝置停車狀態下，采取壓縮后通過外輸管網輸送至城市低壓管網的回收工藝處理BOG。LNG裝置在不同狀態下選用不同BOG回收工藝，高效利用能源，對推動LNG存儲節約資源及促進環境保護起到良好示范作用。
關鍵詞：蒸發氣；BOG；再液化工藝；回收；LNG儲罐
LNG是清潔、環保、方便的能源，已為世人共識。然而LNG是一把雙刃劍，如果把甲烷排放到大氣中，是對資源極大浪費；甲烷直接排到大氣溫室效應是CO2數倍，對環境危害大。因此隨著LNG廣泛應用，如何合理回收BOG，成為LNG工廠需要解決的關鍵問題。
1 BOG產生的原因分析（以下以100萬Nm3某調峰型LNG工廠為例）
在LNG裝置的LNG儲罐（TK601），是儲存量為20000m3的雙層單包容結構的LNG儲罐，儲存液化天然氣的條件為低溫（-162℃）、微正壓（60-150mbar），即使LNG低溫儲罐絕熱性能很好的條件下，也無法達到絕對真空絕熱狀態，與外部發生緩慢熱交換，從而導致在儲存過程中液化天然氣吸熱蒸發形成BOG；LNG槽車裝車時，LNG儲罐內啟動潛液泵給裝車臂及其管道預冷產生大量的BOG；LNG槽車裝車時未預冷或車內壓力高，都會泄壓產生BOG。BOG主要成分是甲烷這種溫室效應很強的氣體，會造成LNG儲罐內壓力升高，為了保持LNG儲罐內壓力，蒸發氣BOG必須被排至火炬放散燃燒。
2 BOG回收的工藝
目前，BOG回收工藝主要是BOG壓縮再液化和直接壓縮后通過外輸管網外輸工藝兩種。在LNG裝置生產運行狀態下，采取壓縮再液化，工藝回收處理BOG；在LNG裝置停車狀態下，采取壓縮后通過外輸管網輸送至城市低壓管網的回收工藝處理BOG。
2.1 BOG壓縮再液化工藝
該工藝是將大儲罐閃蒸出的BOG，通過BOG壓縮機增壓至1.2MPa后，進入冷劑換熱器E通道進行再液化，E通道出來的液化天然氣再經過氮氣閃蒸罐，脫除LNG中的氮氣后，富含氮氣的氣相進入燃料氣管網，液相LNG產品通過液相控制閥輸送至LNG儲罐（詳見圖1）。
工藝優點：可以充分利用冷劑循環系統的冷能再液化，能耗最低。工藝缺點是增加冷劑壓縮機的負荷，增加了冷劑消耗；冷劑換熱器需連續運行，如果LNG裝置停運會造成能耗浪費。
2.2 BOG壓縮輸送城市外輸管網工藝
工藝介紹：將LNG儲罐閃蒸出的BOG，通過BOG壓縮機增壓至1.2MPa后，通過外輸管線將BOG輸送至城市管網，實現儲罐BOG的回收利用（詳見圖2）。
工藝優點：設備數量少，工藝流程簡單，設備一次性投資最低。工藝缺點：能耗最高。
3 BOG回收工藝其他作用
上述兩種BOG回收工藝，除正常生產運行和停車狀態下減少BOG排放，在生產時發生突發情況，有效減少事故中BOG排放，節能減排。
①當冷劑換熱器E通道入口過濾器凍堵時，需停BOG壓縮機，清理過濾器濾芯，這時LNG儲罐壓力升高后，只能將BOG排放至火炬放散處理?，F在可不用停BOG壓縮機，直接把再壓縮BOG輸送城市外輸管網，等過濾器濾芯清理后，切換工藝流程進入冷劑換熱器再液化；
?、诋斃鋭Q熱器A/B通道入口過濾器凍堵時，需對A/B通道復溫操作，這時A/B通道溫度上升，冷劑換熱器底部溫度、LNG產品溫度、E通道溫度影響，導致BOG壓縮機負荷大、出口壓力過高情況，甚至導致BOG壓縮機停機。這時LNG儲罐壓力因LNG產品溫度升高和BOG壓縮機停機迅速升高，為保證LNG儲罐安全，只能將BOG排放至火炬處理。現在根據現場復溫的實際情況，可減短停機時間，甚至不停BOG壓縮機，直接把再壓縮的BOG輸送城市外輸管網，等A/B通道復溫完成后，切換工藝流程進入冷劑換熱器再液化；
?、郛數獨忾W蒸罐壓力太高時，需要排放至火炬處理，可在BOG再液化工藝基礎上，適當打開城市管網外輸閥門，等氮氣閃蒸罐壓力恢復正常后關閉外輸閥門。
4 BOG回收取得的效果
根據以往BOG放空統計數據及測算，A工廠2萬m3 LNG儲罐日均BOG蒸發量約為2萬m3（氣體體積），在LNG裝置停車的狀態下，原設計將儲罐BOG排放至火炬進行放空燃燒。通過技術技改，將BOG回收利用，可減少天然氣放空損失約4.762萬元/天，并實現一定的經濟回收，減少CO2排放約39.5噸/天，具有顯著經濟及環保效益。改善地方經濟的同時，對地方環保事業也有明顯促進作用。BOG回收在LNG裝置中的應用，對國內其他LNG工廠、存儲單位樹立良好應用效應，對推動LNG存儲節約資源及促進環境保護起到良好示范作用。
參考文獻：
[1]郭慧君，逯國英，宋義偉，郝瑞梅.大型LNG接收站BOG處理工藝優化研究[J].當代化工，2017（6）.
[2]金光，李亞軍.LNG接收站蒸發氣體處理工藝[J].低溫工程，2011（1）：51-56.
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