60立方LNG储罐是各类LNG工厂和LNG站必不可少的重要设备,由于LNG温度远低于环境温度,尽管对储罐采取绝热措施,但蒸发仍是不可避免的,LNG蒸发使储罐内压力和温度升高,对储罐产生不利影响。为了减少LNG储罐内低温蒸发气(BOG)直接放空或燃烧造成的污染与浪费,在以往BOG再液化工艺基础上进行优化,设计出适用于LNG站储罐内BOG再液化工艺。该工艺利用LNG站对外供气过程中输出的LNG自身冷能,在压缩机、冷凝器等设备的作用下将LNG储罐内BOG再液化,并以60立方LNG储罐为例,用Aspen Plus软件对工艺参数进行优化。

研究结果表明:该工艺利用对外供气过程中输出的LNG自身冷能不仅可提高BOG的回收率,使BOG在LNG储罐中循环利用,同时可有效减少LNG冷能浪费;60方LNG储罐,输出LNG流量达到110kg/h即可满足BOG冷凝要求;具有设备少、投资小、能耗低、操作简单的优点,为各类LNG站储罐内BOG再液化处理均有应用价值。

天然气与其它化石燃料相比较具有燃烧性能好、环境污染小、价格相对低廉的特点，许多国家　都将其列为首选燃料，使全球天然气的生产量和　贸易量急剧攀升。ＬＮＧ是在低温下以液态形式存在的天然气，储存温度约为一１６２℃，由于具　有储存和运输方便、安全可靠等突出优点，近年　来发展尤为迅猛。我国对ＬＮＧ的使用量也与日　俱增，将建设ＬＮＧ站作为城市燃气发展的重点　基础工程，大力发展城市ＬＮＧ燃气产业…。起　初所建ＬＮＧ站主要集中在东部沿海地区，随着　内地经济的快速发展，西气东输管道的贯通使　得ＬＮＧ站在西部城市也快速发展起来。ＬＮＧ通常储存在ＬＮＧ储罐内，因此，ＬＮＧ储罐是各类　ＬＮＧ工厂和ＬＮＧ站必不可少的重要设备。目　前，为满足ＬＮＧ的大量使用需求，ＬＮＧ储存量越　来越大，使ＬＮＧ储罐大型化的趋势也日益明显，　单罐容量２０万方的建造技术已经成熟，最大的　地下储罐容量已达２５万方Ｊ。在ＬＮＧ长时间、　大容量储存过程中，由于ＬＮＧ的温度远低于环　境温度，尽管对储罐采取了高性能的绝热措施，　但蒸发仍是不可避免的。热量的传人引起储罐　内ＬＮＧ自然蒸发产生ＢＯＧ，随着ＢＯＧ的不断产　生，储罐内压力和温度升高，对储罐产生不利影　响。因此，对ＬＮＧ储罐中的ＢＯＧ进行有效处　理，保证ＬＮＧ高效、安全储存和运输是目前低温　技术急需解决的关键问题之一。　ＬＮＧ自身蕴藏有巨大的高品质冷能。ＬＮＧ　站一般是将ＬＮＧ汽化为气态的天然气后才能使　用，汽化过程中释放出的冷量大约为８４０ｋＪ／ｋｇ，　在能源日益紧张的今天，这部分冷量如果不加　以利用，则会造成能源的极大浪费　Ｊ。目前，　对ＬＮＧ冷能的利用过程主要包括直接和间接两　种，ＬＮＧ冷量直接利用有发电、分离空气、冷冻　仓库、生产液态二氧化碳和干冰等；间接利用有　冷冻食品、回收轻烃、制冰、低温干燥和粉碎、低　温医疗、空调制冷、海水淡化、相变储能等

　1.为了减少ＬＮＧ站储罐内ＢＯＧ直接放空或燃烧　造成的污染与浪费，本文在以往ＢＯＧ再液化工　艺基础上进行优化，利用ＬＮＧ站对外供气过程　中输出的ＬＮＧ自身冷能，在压缩机、冷凝器等设　备的作用下将ＬＮＧ储罐内ＢＯＧ回收、再液化、　调压储存，并以某ＬＮＧ站储罐为例，用Ａｓｐｅｎ　Ｐｌｕｓ软件对工艺参数进行模拟优化。不仅可提　高ＢＯＧ的回收率，使ＢＯＧ在ＬＮＧ储罐中循环　利用，同时有效减少ＬＮＧ冷能浪费，对各类ＬＮＧ　站储罐内ＢＯＧ处理提供工艺参考。２ＬＮＧ储罐内ＢＯＧ产生的原因及　处理方法　２．１　ＢＯＧ产生的原因　ＢＯＧ是指低温液体系统中由于低温液体受　热而自然蒸发的气体。对各种类型ＬＮＧ站的工　艺及设备进行分析可知，ＬＮＧ储罐内ＢＯＧ产生的　原因主要包括以下几点：（１）ＬＮＧ储存过程中，储　罐与外界换热；（２）管道受热；（３）槽车或槽船卸　车时的空间置换；

（４）ＬNG储罐内潜液泵工作产生的热量；（５）ＬＮＧ外输过程中容积置换；（６）环境大气压力发生变化。２．２ＬＮＧ站ＢＯＧ处理方法目前，ＬＮＧ站选用的ＢＯＧ处理方法可分为两种：一种是ＢＯＧ再液化工艺，另一种是ＢＯＧ直接压缩工艺Ｊ。ＢＯＧ再液化工艺是指将ＢＯＧ送至ＢＯＧ压缩机，经ＢＯＧ压缩机增压后，在冷却器内与制冷剂换热，冷凝成ＬＮＧ【６Ｊ。该处理工艺适用于当ＬＮＧ储罐产生大量ＢＯＧ需要回收而ＬＮＧ外输量又较少时的ＢＯＧ处理，

目前国内ＬＮＧ站普遍采用此方法来处理ＢＯＧ。ＢＯＧ直接压缩工艺是指将ＢＯＧ经压缩机加压到外输管网所需压力，计量加臭，以高压天然气进入输气管网供下游用户使用。因为这种处理工艺需消耗大量的压缩功，所以ＢＯＧ直接压缩工艺适用于外输管网压力较小（２～３ＭＰａ）或ＢＯＧ量小及ＬＮＧ外输量不稳定的ＬＮＧ站。某些特殊情况下，当ＢＯＧ流量大于压缩机压缩量时，多余ＢＯＧ则通过集气管道送至火炬燃烧处理。３ＬＮＧ储罐内ＢＯＧ再液化工艺传统的小型ＬＮＧ储罐对过量的ＢＯＧ处理方法主要有：（１）直接压缩到外输天然气管网；（２）送人火炬燃烧处理；（３）放散于大气中。为了提高ＬＮＧ储罐内ＢＯＧ的回收率，对ＢＯＧ进行有效处理，本研究课题在传统的ＢＯＧ再液化工艺基础上进行优化设计，提出一套利用ＬＮＧ站对外供气过程中输出的ＬＮＧ自身冷能对ＢＯＧ进行冷凝再液化处理工艺，该工艺将ＬＮＧ储罐各环节所产生的ＢＯＧ气体进行回收、复温、再液化、调压后输送２６低温技术Ｃｒｙｏｇｅｎｉｃｓ第３期至ＬＮＧ储罐储存，或通过ＬＮＧ低温泵直接向下游ＬＮＧ用户输送＿８］。

ＬＮＧ储罐内ＢＯＧ再液化工艺具体流程如图１所示。工艺原理为：ＬＮＧ泵对储罐内输出ＬＮＧ增压，此时ＬＮＧ具有一定的过冷度，即过冷ＬＮＧ，控制进入再冷凝器的过冷ＬＮＧ流量，使其与高压ＢＯＧ换热，最终使ＢＯＧ完全冷凝液化，呈饱和状态。前对其中的ＨＳ、ＣＯ：、有机硫、水蒸气、重烃及汞等脱除，后期对丁烷、丙烷和乙烷进行分离，最后得到的ＬＮＧ产品主要以甲烷为主，摩尔分数最高可达９９．８％，因此在计算过程中ＬＮＧ的物性参数采用液态甲烷代替；（２）ＬＮＧ温度和压力等参数不断变化，但在短时间内对ＢＯＧ产生的影响是相对恒定的，需要再液化处理的ＢＯＧ量采用定值；（３）环境大气压力发生变化产生的ＢＯＧ量很小，不作考虑；（４）模拟过程中ＢＯＧ总量为储罐自然蒸发、卸车和外输产生的ＢＯＧ量之和。该ＬＮＧ站储罐、管道、ＬＮＧ泵及ＢＯＧ产生量的具体参数如表１～４所示。１．ＬＮＧ储罐１；２．压缩机；３．ＢＯＧ缓冲罐；４．冷凝器；５．ＬＮＧ泵；６．截止阀；７．气化器；８．调压阀；９．ＬＮＧ储罐２图１ＬＮＧ储罐内ＢＯＧ再液化工艺流程图表１ＬＮＧ储罐工作条件