BOG回收在LNG装置中的应用
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摘 要：主要介绍BOG（蒸发气）回收工艺在LNG装置中回收利用问题。在LNG装置生产运行状态下，采取BOG压缩再液化工艺回收处理BOG；在LNG装置停车状态下，采取压缩后通过外输管网输送至城市低压管网的回收工艺处理BOG。LNG装置在不同状态下选用不同BOG回收工艺，高效利用能源，对推动LNG存储节约资源及促进环境保护起到良好示范作用。
关键词：蒸发气；BOG；再液化工艺；回收；LNG储罐
LNG是清洁、环保、方便的能源，已为世人共识。然而LNG是一把双刃剑，如果把甲烷排放到大气中，是对资源极大浪费；甲烷直接排到大气温室效应是CO2数倍，对环境危害大。因此随着LNG广泛应用，如何合理回收BOG，成为LNG工厂需要解决的关键问题。
1 BOG产生的原因分析（以下以100万Nm3某调峰型LNG工厂为例）
在LNG装置的LNG储罐（TK601），是储存量为20000m3的双层单包容结构的LNG储罐，储存液化天然气的条件为低温（-162℃）、微正压（60-150mbar），即使LNG低温储罐绝热性能很好的条件下，也无法达到绝对真空绝热状态，与外部发生缓慢热交换，从而导致在储存过程中液化天然气吸热蒸发形成BOG；LNG槽车装车时，LNG储罐内启动潜液泵给装车臂及其管道预冷产生大量的BOG；LNG槽车装车时未预冷或车内压力高，都会泄压产生BOG。BOG主要成分是甲烷这种温室效应很强的气体，会造成LNG储罐内压力升高，为了保持LNG储罐内压力，蒸发气BOG必须被排至火炬放散燃烧。
2 BOG回收的工艺
目前，BOG回收工艺主要是BOG压缩再液化和直接压缩后通过外输管网外输工艺两种。在LNG装置生产运行状态下，采取压缩再液化，工艺回收处理BOG；在LNG装置停车状态下，采取压缩后通过外输管网输送至城市低压管网的回收工藝处理BOG。
2.1 BOG压缩再液化工艺
该工艺是将大储罐闪蒸出的BOG，通过BOG压缩机增压至1.2MPa后，进入冷剂换热器E通道进行再液化，E通道出来的液化天然气再经过氮气闪蒸罐，脱除LNG中的氮气后，富含氮气的气相进入燃料气管网，液相LNG产品通过液相控制阀输送至LNG储罐（详见图1）。
工艺优点：可以充分利用冷剂循环系统的冷能再液化，能耗最低。工艺缺点是增加冷剂压缩机的负荷，增加了冷剂消耗；冷剂换热器需连续运行，如果LNG装置停运会造成能耗浪费。
2.2 BOG压缩输送城市外输管网工艺
工艺介绍：将LNG储罐闪蒸出的BOG，通过BOG压缩机增压至1.2MPa后，通过外输管线将BOG输送至城市管网，实现储罐BOG的回收利用（详见图2）。
工艺优点：设备数量少，工艺流程简单，设备一次性投资最低。工艺缺点：能耗最高。
3 BOG回收工艺其他作用
上述两种BOG回收工艺，除正常生产运行和停车状态下减少BOG排放，在生产时发生突发情况，有效减少事故中BOG排放，节能减排。
①当冷剂换热器E通道入口过滤器冻堵时，需停BOG压缩机，清理过滤器滤芯，这时LNG储罐压力升高后，只能将BOG排放至火炬放散处理。现在可不用停BOG压缩机，直接把再压缩BOG输送城市外输管网，等过滤器滤芯清理后，切换工艺流程进入冷剂换热器再液化；
②当冷剂换热器A/B通道入口过滤器冻堵时，需对A/B通道复温操作，这时A/B通道温度上升，冷剂换热器底部温度、LNG产品温度、E通道温度影响，导致BOG压缩机负荷大、出口压力过高情况，甚至导致BOG压缩机停机。这时LNG储罐压力因LNG产品温度升高和BOG压缩机停机迅速升高，为保证LNG储罐安全，只能将BOG排放至火炬处理。现在根据现场复温的实际情况，可减短停机时间，甚至不停BOG压缩机，直接把再压缩的BOG输送城市外输管网，等A/B通道复温完成后，切换工艺流程进入冷剂换热器再液化；
③当氮气闪蒸罐压力太高时，需要排放至火炬处理，可在BOG再液化工艺基础上，适当打开城市管网外输阀门，等氮气闪蒸罐压力恢复正常后关闭外输阀门。
4 BOG回收取得的效果
根据以往BOG放空统计数据及测算，A工厂2万m3 LNG储罐日均BOG蒸发量约为2万m3（气体体积），在LNG装置停车的状态下，原设计将储罐BOG排放至火炬进行放空燃烧。通过技术技改，将BOG回收利用，可减少天然气放空损失约4.762万元/天，并实现一定的经济回收，减少CO2排放约39.5吨/天，具有显著经济及环保效益。改善地方经济的同时，对地方环保事业也有明显促进作用。BOG回收在LNG装置中的应用，对国内其他LNG工厂、存储单位树立良好应用效应，对推动LNG存储节约资源及促进环境保护起到良好示范作用。
参考文献：
[1]郭慧君，逯国英，宋义伟，郝瑞梅.大型LNG接收站BOG处理工艺优化研究[J].当代化工，2017（6）.
[2]金光，李亚军.LNG接收站蒸发气体处理工艺[J].低温工程，2011（1）：51-56.
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