LNG接收站BOG处理工艺优化

石晓星(中石油京唐液化天然气有限公司， 北京 101100)

LNG接收站BOG处理工艺优化

石晓星(中石油京唐液化天然气有限公司， 北京 101100)

通过对LNG接收站发展状况、工艺流程及BOG产生原理及处理工艺的分析，介绍了BOG再冷凝工艺和直接压缩工艺的优化措施及综合节能处理措施。

LNG；接收站；再冷凝工艺；直接压缩工艺

天然气是我国重点发展的重要能源。LNG接收站建设是国家能源局发布的《天然气发展“十二五”规划》中6大重点任务之一。据预测，未来十五年LNG需求量年均增速或是天然气的两倍。目前，LNG相关工业发展已经进入大力开发阶段。但是我国的工艺技术建设尚不完善，在LNG的专用设计、施工安装、运行管理等方面也有所欠缺。

1 LNG接收站工艺简介

LNG接收站一定要符合天然气供给系统的要求，它为接收海上运输LNG的陆上接收平台，又位陆上供应天然气，对液化天然气进行接收、储存、再气化，厂区工艺系统有储存及低压外输工艺、BOG处理工艺、增压气化外输工艺等。接收站内建有大型低温储罐储存液化天然气，并通过气化工艺对液化天然气气化，然后利用场外的天然气管道输运。

2 LNG接收站BOG处理工艺简介

2.1 LNG接收站BOG产生原理

我国大型LNG接收站中均采用全包容混凝土顶9%镍罐，日蒸发率最大0.5‰。储罐及管路由于外部热量的摄入形成蒸发气，与LNG直接接触的设备的启停等都会有热量产生，要采取措施减少系统从外界吸收摄入的热量]。在进行卸料操作时，LNG通过卸船总管进入储罐、回流回储罐的液化天然气，由于外界温度较高产生LNG气化，及气相空间被输入的LNG占据从而生产大量的BOG。

2.2 LNG接收站常用BOG处理工艺

目前对蒸发气的处理方式大致分为直接加压外输和再冷凝气化外输两种。国内的接收站分为气源型接收站，调峰型接收站和卫星型接收站。

以再冷凝工艺为例。再冷凝工艺由低压泵、BOG压缩机、高压泵、再冷凝器及相应管道组成。BOG经压缩机增压以提升BOG处理量，然后在再冷凝器内部用过冷LNG将其冷凝，蒸发气与过冷LNG同时进入再冷凝器并通过超级拉西环充分冷凝，后将其输出至高压泵。其实现必须要有足够的LNG气化外输量作为保证，接收站外输负荷的波动会使该工艺操作难度加大。

以直接输出工艺为例。该工艺系统包括储罐、BOG压缩机、高压压缩机及外输管网的相应管道组成。蒸发气经过BOG压缩机以及高压压缩机加压，当满足外输管网所需的压力后，以高压天然气形态进入输气管网供下游客户使用，适用于外输管网压力较小(2～3MPa)的接收站，当蒸发气量小，且外输气量有波动时可以考虑采用此工艺，国内大部分LNG接收站仅选用此工艺作为备用。

3 LNG接收站BOG处理工艺优化

3.1 LNG接收站BOG处理工艺优化措施

(1)BOG再冷凝工艺的优化。杨志国、向丽君[1]等人通过对能耗的分析对比讨论了BOG压缩机能耗大小对总能耗的影响；曹玉春[2]等人运用流程模拟，提出减少物料比从而减少能耗的高压工艺流程；刘浩、金国强[3]等人通过计算分析节能效果从而提高节能效果。结合国内LNG接收站发展建设状况，现行工艺流程及BOG处理工艺的分析，以期为我国LNG接收站的建设与运行提供指导和借鉴。(2)直接压缩工艺的优化。李亚军，陈蒙[4]提出将直接压缩工艺中的单阶压缩改为多阶压缩，节能效果虽然更好，但是要根据成本与节能效果确定一个最佳阶数存在一定难度。

3.2 LNG接收站BOG处理工艺对比优化分析

再冷凝工艺比直接压缩工艺增加了高压压缩机，但是同时减少了再冷凝器、高压泵的投用。通过对比分析可以看出，再冷凝工艺的流程更为复杂，并且操作难度有所增加。这样看来，直接压缩工艺虽然便于操作，但是能耗较大。再冷凝工艺有2大阶段，第一阶段为压缩机直接压缩，第二阶段由高压泵完成，以此来节省能耗。

同时，用气量的不稳定影响了正常流程，当需处理的蒸发气量较大，而同时出现意外情况导致外输中断时，就没有足够的过冷LNG处理BOG，只能将无法处理的BOG送入火炬系统，造成浪费。

接收站BOG处理工艺的选择应综合考虑各方面条件，如储罐数量、外输气量，以及特殊工况(自然因素、设备大修、事故及其他不可抗力因素)下产生的BOG量。如果站内配置的储罐经计算得出所需压缩机数量多于一台时，由于BOG放空带来的成本及安全问题，处理蒸发气时可使用再冷凝和高压压缩工艺结合的方式，此种优化方案能有效提高能源的利用率。此外还可以考虑CNG压缩与再冷凝综合回收工艺，将无法处理的BOG制成CNG，并通过槽车输送，对于避免天然气的损耗也是一个有效的方法，但需要进行理论分析其可行性。合理的处理BOG可提高接收站运营的安全性，还可以减少经济损失，避免环境污染。

4 结论

再冷凝工艺和直接压缩工艺各有优劣，需要针对不同的接收站情况进行对比选择。 国内部分接收站综合利用两种工艺，通过再冷凝工艺和直接压缩工艺综合回收BOG，提高了能源的利用率。

[1]杨志国,李亚军.液化天然气接收站再冷凝工艺优化研究[J].现代化工,2009,29(11)：74-77．

[2]曹玉春，陈其超，陈亚飞，胡巍亚.液化天然气接收站蒸发气回收优化技术[J].化工进展,2013,35(5)：1561-1565.

[3]刘浩,金国强.LNG 接收站BOG 气体处理工艺[J].化工设计,2006,16(1)：13-16.

[4]李亚军,陈蒙.LNG 接收站BOG 多阶压缩再液化工艺优化分析[J].化工学报,2013,64(3):986-992.