LNG接收站BOG处理工艺的选择与分析

刘海滨 侯扩

曹妃甸新天液化天然气有限公司 河北唐山 063299

1 概述

BOG（Boiled Off Gas）压缩机，是 BOG 处理系统的核心设备，通过处理过量的 BOG 来控制 LNG 储罐的压力。BOG 压缩机分为常温 BOG 压缩机和低温 BOG 压缩机，二者不同之处在于压缩机入口 BOG 温度和 BOG 处理方式不同，常温 BOG 压缩机入口 BOG 温度在-30 ℃以上，通过压缩增压后直接送入输气管网，低温 BOG 压缩机入口 BOG 温度在-160～-150 ℃，经过压缩升压后送入 BOG 再冷凝器。低温 BOG压缩机一般采用无油往复式压缩机，主要有立式迷宫式和卧式对称平衡式两种结构。目前针对 LNG 加气站 BOG 放散问题，国内学者对其进行了一定的研究。

2 LNG接收站BOG处理系统

2.1 LNG接收站工艺

LNG接收站，其主要就是进口LNG的接卸终端，其主要职能表现在液化天然气的外输计量、增压气化、装车、低压外输以及储存等作用。

从2006年国内第一个LNG接收站中海油大鹏LNG投产至今，国内LNG接收站技术不断实现突破，LNG接收站建设由早期国内外工程公司联合体设计发展到如今的国内工程公司独立EPC，接收站核心设备和材料国产化率已大幅度提升。虽然我国LNG接收站技术发展较晚，但在化工乙烯、空分和航天等低温领域的技术早已成熟。在低温装备制造技术的基础上，LNG设备、材料实现快速国产化。

国内LNG接收站工艺流程设计基本相同，主要设备包括LNG卸料臂、LNG低压泵、BOG压缩机、LNG高压泵、LNG气化器、槽车装车撬、海水泵等。LNG储罐材料主要包括9%Ni钢、预应力系统、9%Ni钢焊材、泡沫玻璃砖、珍珠岩、玻璃棉、玻璃纤维布等。

2.2 BOG处理工艺

（1）低温压缩机BOG处理工艺。传统的低温压缩机BOG处理工艺如图1所示。BOG先经过一个缓冲罐，然后进入低温压缩机加压，接着进入再冷器，被低压泵加压后过冷态的LNG冷凝，然后进入高压泵加压后，再进入汽化器，气化后外输。再冷器旁路上设有压力控制阀以维持恒压，压力过高时可释放BOG到BOG总管。再冷凝工艺处理不完的BOG可以再送去火炬。

（2）常温压缩机BOG处理工艺。目前，所有提到BOG处理工艺的文献都是采用低温压缩机来压缩BOG的，这样可避免常温压缩机的润滑介质在低温下凝固。然而低温压缩机造价非常昂贵，且国内的生产设计能力十分不足。为此，本文提出了一种利用常温压缩机处理BOG的工艺。BOG从缓冲罐出来后，首先进入回热器吸收热量升温至0℃左右，接着进入常温压缩机压缩，压缩过后水冷至35℃，再返流回回热器为其提供热量，自身被降至较低的温度，然后进入再冷器被LNG冷凝，接着被高压泵输送至汽化器，最后外输。

3 LNG接收站BOG处理工艺的选择与分析

3.1 BOG再冷凝工艺的原理与优劣势分析

LNG接收站针对于BOG再冷凝工艺的选择是一个完整的系统，如：LNG储罐，气体压缩机，冷凝器，高压泵，气化机等。 LNG罐中沼气的温度保持在-40℃，压力为110kPa。通过BOG压缩机压缩完成之后，气体压力保持在1.0MPa，然后LNG温度下的气压罐达到162℃的温度，将气体混合在冷凝器中。这是因为液化天然气升高然后过冷。此时，可以通过使用LNG的冷功能来完成BOG的再冷凝。冷凝后，将高压泵加压至10MPa并将气体送至气化器。气化炉使LNG气化，使天然气进入气流，最后通过气体管道完成向外输送。

3.2 BOG高压压缩工艺及其优劣势的分析

LNG接收站的BOG高压压缩过程所需的过程取决于LNG储罐，BOG压缩机，高压压缩机，气化器和其他设备。 BOG气体在-140℃通过LNG储罐控制时，压力保持在110千帕，所述气体由所述BOG压缩机压缩以保持它在1.0兆帕，然后气体被高压压缩机压缩到10MPa的是的。天然气被送到天然气管网。气化低压泵发送直接发送到气化器LNF箱的LNG，气化后加压气体至10MPa，在气体中的气体管道进入。通过高压压缩所回收的BOG气体为：①LNG接收站进行正常外输时所产生的BOG气体；②LNG接收站在进行预冷的时候所产生的一些BOG气体；③LNG接收站在进行零外运输的时候所产生的BOG气体。

总之，BOG再冷凝工艺和高压压缩工艺各有优缺点，通过结合两种工艺，可以结合BOG再凝结工艺和高压压缩工艺。(1)在此期间选择使用再凝结恢复期来恢复BOG然后减少能量消耗；（2）在预冷期间收集由预冷引起的BOG的一部分选择高压压缩；（3）零外部传输和小流量外部传输选择高压压缩恢复所有BOG，减少BOG的浪费。