幾種BOG回收工藝及其適用環境的介紹

賴玉林，李文冰，楊聰巧

（甘肅藍科石化高新裝備股份有限公司，甘肅蘭州 730070）

幾種BOG回收工藝及其適用環境的介紹

賴玉林，李文冰，楊聰巧

（甘肅藍科石化高新裝備股份有限公司，甘肅蘭州 730070）

合理的BOG處理工藝是LNG接收站能否安全、平穩、經濟運行的重要保障，為確保LNG接收站系統的安全穩定，減少BOG能源浪費，科學地選擇BOG處理工藝顯得尤為重要。文中介紹了幾種BOG回收工藝流程（包括直接加壓外輸、再冷凝工藝、綜合工藝），并通過對其各自優缺點的分析，說明了各自分別所適用的環境。接收站應根據自身的實際情況選擇適宜的回收工藝。

BOG；回收；安全；經濟

目前國內由于能源和環保的要求，對天然氣需求的增加和消費地域差別的不斷擴大，液化天然氣（LNG）需求也日益增加。LNG通常常壓飽和儲存，因此其儲存溫度極低，在-160℃以下。由于其特殊的存儲條件，在接收站儲存時不可避免與外界發生熱量交換，從而LNG在儲存中會產生大量的BOG（Boil OffGas，閃蒸氣）。一般地上儲罐日蒸發量≤0.05%（質量）［1］，為了維持儲罐內壓力平衡，保證其正常運行，必須將多余的蒸汽排放出來，若不采取有效措施回收BOG，其排放量較大造成了能源的浪費。目前，工程上對BOG的處理主要有兩種工藝流程：直接壓縮工藝和再冷凝工藝［2，3］。本研究介紹了直接壓縮工藝和國內幾種目前較優再冷凝工藝的優缺點及其適用環境。

1 直接壓縮工藝的應用環境

直接壓縮工藝流程如圖1所示，壓縮機直接對BOG進行加壓，達到外輸管網壓力后外輸，供用戶使用。該工藝流程操作簡單、投資費用低；壓縮機出口壓力等于管網壓力，直接決定了工藝能耗，管線壓力越高，則流程能耗也越高的特點［4］。同時BOG壓縮機出口到達一定壓力，需依賴國外的BOG壓縮機設備及技術，另外對可燃性烴類氣體進行高壓壓縮具有一定的安全隱患。因此，直接壓縮工藝僅適用于外輸管網壓力較小（2～3MPa），輸氣距離較短的氣源型接收站。此外，在規模小，外輸量不穩定，一般為了適應用戶用氣量的波動而建，無法保證LNG持續供應的小型調峰型接收站也適宜采用BOG直接壓縮工藝［5］。

圖1 BOG直接壓縮工藝

2 再冷凝工藝的應用環境

當LNG接收站外輸管網壓力≥10MPa時，若將BOG直接壓縮到外輸管網壓力，壓縮機的功耗較大，再冷凝工藝能耗較低，因此一般不采用直接壓縮工藝，而采用再冷凝工藝［6］。以下介紹不同環境下可分別適用的幾種BOG再冷凝工藝。

大型氣源型接收站儲罐多，能產生大量的BOG，為了達到遠距離的運輸，所以外輸管道的輸氣壓力很高，并且外輸量也很大，從而LNG儲罐內的低壓泵始終保持運行，所以也就確保了有足夠的過冷LNG來充當BOG再冷凝器的冷源。目前較為合理的工藝是2012年重慶科技學院向麗君等提出的優化后的BOG再冷凝工藝［7］，工藝流程如圖2所示。

圖2 BOG再冷凝工藝

該工藝主要亮點在于：

1）再冷凝器液化工藝利用了過冷的冷能，把BOG壓縮機出來的氣體冷凝為液體然后再加壓到高壓，同等條件下，用泵加壓比用壓縮機加壓更節省能耗，因此使系統能耗大幅度減少。同時，再冷凝器除了可以將BOG液化外，還可以作為LNG高壓泵吸入端的緩沖容器，以確保高壓泵的正常運行，避免高壓泵運轉時發生氣蝕現象。

2）在BOG壓縮機前增設一臺BOG預冷器，預冷BOG壓縮機出口的BOG，該冷源由LNG泵出口的一部分LNG提供，減少了液下泵LNG輸出量，降低了再冷凝器中的物料比，從而可以保證在LNG外輸量較小時，以較低的壓縮機出口壓力下進行操作，進而保證系統的穩定性。

3 以上兩種工藝相結合的適用環境

根據LNG儲罐液位將BOG產生的情況分為有外輸和無外輸兩種。有外輸情況下常采用再冷凝工藝回收BOG，再冷凝工藝能有效回收BOG；無外輸情況下，再冷凝工藝無法回收產生的BOG，BOG的處理采用直接放空、火炬燃燒，或采用高壓壓縮機進行壓縮后直接輸送到高壓管網進行回收。2012年“中海石油氣電集團有限責任公司天津浮式LNG接收終端籌備組”李兵等人提出，將再冷凝和高壓壓縮工藝結合的工藝［8］，如圖3所示。該工藝有效地避免了高壓壓縮機回收BOG造成的能耗浪費，以及再冷凝工藝在無外輸工況及其他特殊情況下停車時無法回收BOG而造成嚴重的經濟損失。在正常外輸期間，利用再冷凝工藝可回收全部BOG，在預冷期間或其他無外輸期間利用高壓壓縮工藝可回收全部BOG，避免了能源浪費。

假如LNG接收站的儲罐數量或存儲量達到一定規模，若只采用單一的再冷凝工藝時，某些特殊工況下如自然因素、設備大修、事故及其他不可抗力因素等，造成BOG無法回收必須放空且放空量較大時，鑒于BOG放空的成本及安全因素，應優先考慮再冷凝和高壓壓縮工藝結合的方式進行BOG處理。

圖3 BOG綜合回收工藝

4 結論

如何正確選擇BOG處理工藝是LNG接收站整個工藝系統的關鍵，各個接收站在選擇BOG處理的方法時，需要結合接收站的自身實際情況進行選擇。綜合以上BOG處理工藝特征及其適用環境，通過分析LNG接收站在不同工況 （特別是各種特殊工況）下BOG的產生量，進行綜合考評。以改善工藝操作彈性和提高能源利用率為原則，選擇最優的BOG處理工藝；另外并分析BOG產生的原因，從根源出發，采取減少BOG產生的措施，以達到經濟、節能、環保的最終目的。

［1］ 康正凌，孫新征.LNG接收站蒸發量計算方法［J］.油氣儲運，2011，30（9）：663-666.

［2］ 劉浩，金國強.LNG接收站BOG氣體處理工藝［J］.化工沒計，2006，16（1）：13-16.

［3］ 顧安忠，魯雪生，汪榮順，等.液化天然氣技術［M］.北京：機械工業出版社，2004：298-305.

［4］ 金光，李亞軍.LNG接收站蒸發氣體處理工藝［J］.低溫工程，2011，24（1）：51-56.

［5］ 陳雪.LNG接收終端工藝對比及選擇［J］.石油規劃設計，2008，19（2）：44-48.

［6］ 張奕，鄭大明，艾紹平.BOG處理工藝在液化天然氣接收站中的應用［J］.管道技術與設備，2014（1）：l0-11，14.

［7］ 向麗君，全日.LNG接收站BOG氣體回收工藝改進與能耗分析［J］.天然汽化工，2012，37（3）：48-50.

［8］ 李兵，程香軍，陳功劍.LNG接收站BOG處理技術優化［J］.油氣加工，2012，30（5）：27-30.

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