用于BOG的再液化的方法和設備技術

本發明專利技術涉及一種用于再液化BOG的方法，所述BOG含有揮發性份額，所述方法具有以下步驟：a)壓縮BOG流，其中所述BOG流從最終壓縮級中作為具有最終壓力的經最終壓縮的BOG流排出；b)冷凝所述經最終壓縮的BOG流，以便獲得至少部分冷凝的經最終壓縮的流體流；c)提供具有流體流入口和流體流出口的流體接收容器，其中所述流體流出口的位置被選擇為，使得其位于預設的流體接收體積之上；d)將來自步驟b)的流體流通過所述流體流入口引入所述流體接收容器中；e)為所述流體接收容器確定期望液位，使得所述期望液位處于所述流體流出口的上邊緣的高度中或者以預設的量度超過所述高度；f)確定用于所述最終壓縮級的上限最終壓力；g)測量所述流體接收容器中的液位；h)測量所述最終壓力；i)通過所述流體流出口從流體接收容器導出流體流；j)將來自步驟i)的流體流冷卻至如下溫度，所述溫度對應于在低于所述最終壓力的壓力下所述流體流的飽和溫度，以便冷凝所述流體流的氣態份額；k)如果測量的液位至少等于所述期望液位和/或如果測量的最終壓力等于所述極限最終壓力，那么轉移所述經冷卻的流體流。本發明專利技術還涉及一種用于執行所述方法的設備。及一種用于執行所述方法的設備。及一種用于執行所述方法的設備。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】用于BOG的再液化的方法和設備


[0001]本專利技術涉及一種BOG(Boil Off Gas，蒸發氣體)的再液化的方法，所述BOG含有(尤其)揮發性份額，例如乙烷，以及涉及一種用于執行所述方法的設備。

技術介紹

[0002]BOG是蒸發的液化氣。液化氣從而BOG通常是具有如下組分的物質混合物，所述組分的蒸發溫度通常彼此不同。BOG因進入液化氣罐(以下簡稱罐)和/或進入流動有液化氣的管道管路中的不可避免的熱量輸入產生，在所述液化氣罐中，液化氣要么貯存在大陸上，要么例如在船舶上運輸，要么作為用于自身消耗的燃料攜帶。最近，在液化氣中已經越來越頻繁地確定揮發性組成部分的提高的份額。因此，具有在從罐液體中的5％mol至罐液體中的8％mol的范圍中的提高的乙烷含量的LPG罐載物(例如商用丙烷)已變得普遍。這導致，長期以來已知的運輸中的再液化方法不再能夠濃縮份額提高的揮發性的組成部分。產生所謂的不可冷凝的餾分。
[0003]出于環境保護和經濟性的原因，尤其為了減少正常運行中的碳氫化合物氣體的排放以及載物損失，BOG的再液化是所期望的。
[0004]在再液化工藝運行時，載物蒸汽中的不可冷凝的餾分的問題是長久以來已知的。市場上已建立多種解決方案：
[0005]?
當不可冷凝的物質的量小(例如，出自罐沖洗的殘余氮氣)時，在第一個運行時間向大氣排氣是有效的補救措施。如果不可冷凝的組分是載物的常規的組成部分從而要排氣的氣體量會變得過大，那么其不能使用。
[0006]?
殘余氣體冷凝器是換熱器，所述換熱器經由在冷凝器處的自動或手動操作的排氣閥被供應出自冷凝器的不可冷凝的氣體餾分。該換熱器將幾乎出于壓縮機的最終壓力下的氣體混合物冷卻到接近罐的飽和溫度的溫度水平。由此冷凝大多數高沸點的碳氫化合物，并且由此產生的剩余少量BOG中不可冷凝的氣體越來越多。這是用于減少載物損失的有效手段。因為作為該工藝中的冷卻介質通常使用貯存壓力下的再液化的冷凝物，所以所述方法顯著降低了用于冷卻罐的可用的冷卻性能。所述方法能夠在揮發性的載物組分濃度低時應用并且能夠用于在產品更換過程中使用以將載物再液化。
[0007]?
還使用級聯冷卻。許多船舶(尤其半冷卻型船舶)被設計為，使得其能夠運輸乙烷/乙烯作為純載物。這在具有制冷劑系統的冷卻級聯中發生，所述制冷劑系統對于冷凝提供直至
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40℃的溫度水平。這也適用于在可通過兩級的壓縮實現的壓力水平上處理任何類型的商用LPG。這種方法的缺點是用于附加的級聯設施的高的設備和機器耗費。
[0008]?
近年來，已經開發出所謂的“排氣冷卻器(Vent Cooler)”，例如從WO2012/143699A1中已知的那樣。在該處，再液化借助于兩級的再液化工藝以海水作為冷卻劑在貨物冷凝器中進行。在WO2012/143699A1中描述的發展在原理上類似于殘余氣體冷凝器。技術優點在于，溫度水平與這兩個壓縮級之間的中間壓力有關而與罐壓力無關。這通常對于載物的冷凝是足夠的。同時，與殘余氣體冷凝器相比，所述設施的冷卻性能不那么強地降低。
[0009]?
在DE 10 2013 101 414 A1中提出將罐液體饋入到燃料節省器中。在這種方法途徑中利用如下事實：罐液體具有濃度明顯低于蒸汽(BOG)的揮發性的組成部分。給燃料節省器供應罐液體而不是出自冷凝器的冷凝物將從燃料節省器至第二壓縮機的BOG流中揮發性的組成部分的濃度降低從而即使在熱水條件下也實現兩級的壓縮機系統的運行。缺點是罐液體必須加壓才能灌入，這使得工藝更加復雜并且需要附加的改裝。
[0010]然而，這些已知的兩級的再液化工藝在處理具有份額提高的揮發性的組成部分(例如乙烷)的載物時也顯示出困難。乙烷是更揮發性的組分，并且其在BOG中的濃度遠高于液化氣的液相中的濃度，所述液化氣的液相在下文中也稱為散裝液體。
[0011]三級壓縮機的使用也是已知的：通過使用三級壓縮機，能夠將在出口壓力下的冷凝溫度提高到如下水平，所述水平在世界貿易條件下并且甚至在溫暖的海水中可容易地達到。這種明顯的方法的缺點是在高要求的改裝的高的投資成本。
[0012]散裝液體中2.5％、5％和8％的乙烷含量是設計LPG系統的標準載物規范。對于較大的LPG系統，IMO型A類罐通常關聯有在0至0.4bar g之間的罐運行壓力。由所給出的乙烷含量產生的BOG成分需要在所提供的溫度水平下提高的冷凝壓力。如已經在上文中提及的那樣，在LPG再液化中，使用兩級的活塞壓縮機和海水是現有技術。對于世界范圍內的使用，考慮32℃的海水。然而，在許多港口和重要商業區普遍存在較暖的條件。
[0013]顯然，對于標準壓縮機配置，散裝液體中超過3.5％的乙烷濃度不能在所有環境條件下使用。在這種情況下，標準方法途徑在于，在LPG冷凝器上安裝排氣閥，所述排氣閥排出氣體的在可用壓力/溫度組合下無法冷凝的部分。
[0014]在下述數值示例中描述一種典型情況：
[0015]在完全冷卻的罐狀態(1bar a)下，對于5％乙烷載物而言乙烷的BOG濃度約為26％。在36℃時，這種混合物能夠通過兩級壓縮機在21bar a的最大輸送壓力為的無問題地處理。
[0016]在40℃的冷凝溫度下(由于溫暖的海水或受污染的換熱器)，份額約3％(mol)的BOG保留在蒸汽相中。該量對于罐液體的成分的輕微波動非常敏感。因此，例如乙烷含量僅到5.5％的非常小的提高就會將所述份額提高到14％。
[0017]在正常運行中，這種氣體要么被排放到大氣中，這不僅意味著不期望的溫室氣體釋放，而且意味著載物損失，要么所述氣體作為蒸汽回引到罐中從而顯著降低制冷設施的可用的冷卻能力。

技術實現思路

[0018]與此相對，本專利技術的目的在于，提出一種方法和設備，通過所述方法和設備能夠將具有份額較高的揮發性的組成部分的BOG再液化并且所述方法和設備是經濟的。
[0019]根據本專利技術，該目的通過根據權利要求1所述的方法和根據權利要求11所述的設備來實現。
[0020]通過根據本專利技術的措施，具有高含量的揮發性的組成部分的BOG能夠以相對小的耗費再液化。
[0021]本專利技術基于如下認知：如果對于用于接收部分冷凝的流體的流體接收容器預設期望液位并且對于最終壓力預設最大的最終壓力即極限最終壓力，并且流體從連接在流體接
收容器下游并且用于以根據最終壓力預設的溫度來冷卻流體的冷卻裝置的排出僅根據達到或超過期望液位或在達到極限最終壓力之前來釋放，那么能夠以簡單的方式提高部分冷凝的流體中的液相份額。
[0022]由于對于最終壓縮級預設最大的極限最終壓力，不得不接受：(如果BOG含有揮發性的份額(例如高的乙烷份額)或在高的冷凝溫度(例如由于熱水或被污染的冷凝器引起)并且最終壓縮壓力因此必須進一步提高)，BOG可能不被壓縮至最終壓力，所述最終壓力對于隨后的冷凝器中所有揮發性的組成部分的完全冷凝是必要的。這導致：部分冷凝的流體中的氣相份額提高從而流本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】1.一種用于再液化BOG的方法，所述BOG含有揮發性份額，所述方法具有以下步驟：a)壓縮BOG流(9)，其中所述BOG流(9)從最終壓縮級(10)中作為具有最終壓力的經最終壓縮的BOG流(9)排出；b)冷凝所述經最終壓縮的BOG流(9)，以便獲得至少部分冷凝的經最終壓縮的流體流(9a)；c)提供具有流體流入口(15)和流體流出口(17)的流體接收容器(4)，其中所述流體流出口(17)的位置被選擇為，使得其位于預設的流體接收體積(18)之上；d)將來自步驟b)的流體流(9a)通過所述流體流入口(15)引入所述流體接收容器(4)中；e)為所述流體接收容器(4)確定期望液位(23)，使得所述期望液位(23)處于所述流體流出口(17)的上邊緣的高度中或者以預設的量度超過所述上邊緣；f)確定用于所述最終壓縮級(10)的上極限最終壓力；g)測量所述流體接收容器(4)中的液位；h)測量所述最終壓力；i)通過所述流體流出口(17)從流體接收容器(4)導出流體流(9a)；j)將來自步驟i)的流體流(9a)冷卻至如下溫度，所述溫度對應于在低于所述最終壓力的壓力下所述流體流(9a)的飽和溫度，以便冷凝所述流體流(9a)的氣態份額；k)如果測量的液位至少等于所述期望液位(23)和/或如果測量的最終壓力等于所述極限最終壓力，那么轉移所述經冷卻的流體流(9b)。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟j)具有以下步驟；j1)提供冷卻劑回路(35)，在所述冷卻劑回路中冷卻劑(32)穿流換熱器(29)；j2)將來自步驟i)的流體流(9a)引入到所述換熱器(29)中；并且步驟k)包括將經冷卻的流體流(9b)從所述換熱器(29)中導出。3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，步驟j1)包括提供冷卻劑回路(35)，在所述冷卻劑回路中，液態冷卻劑(32)穿流所述換熱器(29)；并且步驟j1)還包括將所述冷卻劑(32)儲存在冷卻劑儲存器(39)中，其中所述冷卻劑(32)在冷卻劑儲存器(39)的下部區域(40)中處于其液相中而在上部區域(41)中處于其氣相中。4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟j1)包括將所述冷卻劑(32)儲存在冷卻劑儲存器(39)中，所述冷卻劑儲存器在結構上與所述換熱器(29)分離。5.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟j1)包括將所述冷卻劑儲存器(39)集成到所述換熱器(29)中。6.根據權利要求3至5中任一項所述的方法，其特征在于，在步驟a)中，所述BOG流(9)在至少兩個壓縮級(48、10)中壓縮；并且所述步驟j1)還具有以下步驟：j1.1)借助于饋送管路(37)將來自所述流體接收容器(4)的液體流作為冷卻劑(32)饋入到所述冷卻劑回路(35)中；
j1.2)在所述饋送管路(37)中設置饋入閥(46)，并且打開所述饋入閥(46)以進行饋入并且在其他情況下保持所述饋入閥(46)關閉；j1.3)在冷卻劑儲存器(39)的氣相區域(41)和位于第一壓縮級(48)和最終壓縮級(10)之間的BOG流(9)之間建立流動連接(50)，以便將蒸發的冷卻劑引入所述BOG流(9)中并且以便在所述冷卻劑回路(35)中設定如下壓力，所述壓力對應于在引入部位(51)處存在的中間壓力從而小于所述最終壓力。7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，在步驟j1.1)中，所述液體流在所述流體接收容器(4)的底部處從所述流體接收容器中取出。8.根據權利要求4或根據權利要求4和權利要求6或7所述的方法，其特征在于，液態的所述冷卻劑(32)離開所述冷卻劑儲存器(39)的出口(42)位于所述冷卻劑(32)進入所述換熱器(29)中的入口(30)上方。9.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在步驟j)中，使用熱虹吸管冷卻裝置作為冷卻裝置。10.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在步驟b)中借助于海水(28)冷凝。11.一種用于執行根據權利要求1至10中任一項所述的方法的設備，具有
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壓縮機(2)，
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所述壓縮機具有用于BOG流(9)的入口(8)，并且
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所述壓縮機的最終壓縮級(10)將所述BOG流(9)最終壓縮至最終壓力并且具有用于經最終壓縮的BOG流的BOG流出口(11)，
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冷凝器(3)，
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所述冷凝器具有BOG流入口(12)，所述BOG流入口與所述最終壓縮級(10)的BOG流出口(11)流動連接(13)，并且
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所述冷凝器設立用...

【專利技術屬性】
技術研發人員：漢斯克里斯蒂安，
申請(專利權)人：塔格海底天然氣工程有限公司，
類型：發明
國別省市：