CN109916136A - Bog原料气低温提纯并制取lng的系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及气体液化领域，提供一种将LNG生产、储存和运输过程中产生的BOG气体，通过低温精馏的方法制取LNG的系统，包括进气管以及LNG储罐，还包括制冷组件以及第一精馏塔，制冷组件包括第一换热器，进气管与第一精馏塔进料口连通，BOG原料气通过进气管于第一换热器换热，第一精馏塔的出液口与LNG储罐通过出气管连通，第一精馏塔的馏出气体通过出气管于第一换热器内换热，第一精馏塔的塔底馏出液通往LNG储罐。本发明中原料气通过进气管进入第一换热器内换热降温，且在第一精馏塔内将原料气中的氮气和甲烷进行分馏，第一精馏塔塔顶输出氮气为主的混合气，第一精馏塔塔底馏出液收集至LNG储罐，整个过程分离出BOG原料气中的氮气并制取LNG，整个过程制取效率高，经济性比较好。

Description

BOG原料气低温提纯并制取LNG的系统

技术领域

本发明涉及气体净化和气体液化领域，是一种BOG原料气提纯并制取LNG 的系统。

背景技术

LNG在生产、储存及运输过程中，伴随着BOG(Boil off gas，闪蒸汽)的产生，BOG主要由80-98％的甲烷(CH₄)及2-20％的氮气(N₂)组成。由于BOG 的持续累积，会导致LNG储罐压力升高，危及安全性。在当前的技术水平及条件下，常规做法是将BOG原料气向大气排空处理，这造成资源浪费和环境污染。提纯并制取LNG是具有潜力的处理模式，已有的低温冷冻直接制取LNG模式，对BOG中甲烷的回收率不高，始终会有较大量的甲烷无法与氮气进行有效分离，且成本高，经济性差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种BOG原料气提纯并制取LNG的系统，旨在用于解决现有的BOG原料气制取LNG成本较高、回收率低的问题。

本发明的技术方案：

本发明实施例提供一种BOG原料气提纯并制取LNG的系统，包括进气管以及LNG储罐，其特征在于：还包括可制冷的制冷组件以及可组分分离的第一精馏塔，所述制冷组件包括第一换热器，所述进气管与所述第一精馏塔进料口连通，原料气通过所述进气管于第一换热器换热，所述第一精馏塔的出气口与 LNG储罐通过出气管连通，第一精馏塔的馏出气体通过出气管于第一换热器内换热，所述第一精馏塔的塔底馏出液通往LNG储罐。

进一步地，还包括氮气冷量收集通道，第一精馏塔塔顶馏出气低温氮气气体通过所述氮气冷量收集通道于第一换热器内换热。

进一步地，还包括可制冷的第二换热器，第一精馏塔的塔顶馏出气在第二换热器内部分冷凝并作为塔顶回流液回流至第一精馏塔，经第二换热器的原料气进入第一换热器内换热。

进一步地，沿冷媒流路方向于制冷组件的冷凝器后侧串联有供热单元，供热单元通过抽取制冷组件的制冷介质对第一精馏塔供热或者通过载热循环传热至第一精馏塔。

本发明具有以下有益效果：

本发明的制取系统中，BOG原料气通过进气管进入第一换热器内进行换热降温，使得BOG原料气冷凝为气液两相流体，且将其输送至第一精馏塔，第一精馏塔通过低温精馏原理及技术，将原料气中的氮气和甲烷进行分馏，塔釜的塔底输出LNG，且通过出气管收集至LNG储罐，同时第一精馏塔的馏出气体通过出气管进入第一换热器内，即通过第一换热器回收冷能后排出系统。通过上述的工作方式不但可以分离出原料气中的氮气，而且能够制取LNG，整个过程制取效率高，经济性比较好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作说明介绍：

图1为本发明实施例提供的一种BOG原料气提纯并制取LNG的系统结构示意图；

图2为本发明实施例在图1基础上具有第二换热器的BOG原料气提纯并制取LNG的系统结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1，本发明实施例提供一种BOG原料气提纯并制取LNG的系统，包括进气管1以及LNG储罐3，其中进气管1是用于导入BOG原料气，而BOG原料气主要是氮气和甲烷，LNG储罐3则是用于储存BOG原料气中分离出的 LNG，制取系统还包括制冷组件11，以及第一精馏塔6，第一精馏塔6是通过低温蒸馏技术达到气液分离的目的，其中制冷组件11主要由压缩机9、冷凝器 8、第一换热器4、节流件5或膨胀机、管道组成循环回路，制冷介质在压缩机 9内压缩成高温高压气体，经冷凝器8冷却至常温，再输入至第一换热器4并被冷却至低温，再通过节流件5或膨胀做功变成低温低压介质，在第一换热器4 内释放冷能，以回热的形式冷却高压的制冷介质，进气管1与第一精馏塔6连通，则BOG原料气通过进气管1于第一换热器4换热，第一精馏塔6的塔底出气口与LNG储罐3通过塔底出气管13连通，且第一精馏塔6的塔顶馏出气体通过塔顶出气管12进入第一换热器4内，第一精馏塔的塔釜7内的加热由供热单元10提供。本发明中，BOG原料气导入进气管1后，且经第一换热器4换热制冷后，BOG原料气温度降低，其中甲烷相变为液态，即导入第一精馏塔6内的为气液两相流体，第一精馏塔6通过低温精馏原理及技术，将原料气中的氮气和甲烷进行分馏，第一精馏塔6的塔顶出气管12输出氮气，塔底出气管13 输出液态甲烷且将甲烷收集至LNG储罐3。在上述过程中，不但可以分离出BOG 原料气中的氮气，而且能够制取LNG，整个过程制取效率高，经济性比较好。通常，第一精馏塔6的塔顶出气管12输出氮气，在经过第一换热器4时可回收低温氮气携带的冷能。另外，对于第一精馏塔6的低温精馏技术可以采用制冷组件11来供热，具体地，沿冷媒流路方向在制冷组件11的冷凝器8的后侧可以通过抽取制冷组件11的制冷介质对第一精馏塔6供热或者通过载热循环的方式传热至第一精馏塔6，对于载热循环主要是由泵驱动载热介质，在第一精馏塔 6的塔釜7内释放热量。另外，另外的实施例中，制取系统还包括有第二换热器 14，第二换热器14也是用于气体冷凝，第一精馏塔6的馏出气体通过出气管12 于第二换热器14内，第一精馏塔6分离出的氮气先经过第二换热器14部分冷凝后后进入第一换热器4内换热释放冷量。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种BOG原料气提纯并制取LNG的系统，包括进气管、换热器、节流阀以及LNG储罐，其特征在于：还包括可制冷的制冷组件以及可组分分离的第一精馏塔，所述制冷组件包括第一换热器，所述进气管与所述第一换热器中的一个通道入口相连，通道出口与所述第一精馏塔进料口相连，原料气通过进气管在第一换热器内换热，第一精馏塔的底部出气口与LNG储罐通过出气管连通，第一精馏塔塔顶馏出气体通过出气管在第一换热器内换热，第一精馏塔的塔底馏出液馏出液通入LNG储罐进行储存。

2.根据权利要求1所述的BOG原料气提纯并制取LNG的系统，其特征在于：还包括氮气冷量收集通道，第一精馏塔塔顶馏出气体即低温氮气气体通过所述氮气冷量收集通道于第一换热器内换热。

3.根据权利要求1所述的BOG原料气提纯并制取LNG的系统，其特征在于：还包括可制冷的第二换热器，第一精馏塔的塔顶馏出气在所述第二换热器内部分冷凝并作为塔顶回流液回流至第一精馏塔，经所述第二换热器的不冷凝气进入第一换热器内换热。

4.根据权利要求1所述的BOG原料气提纯并制取LNG的系统，其特征在于：第一精馏塔底部塔釜中的加热单元加热方式可以通过电加热器加热，也可以将制冷组件中温度较高的冷媒直接引入至塔釜进行加热，还可以通过载热循环将制冷组件中温度较高的热量传递至第一精馏塔底部塔釜中。