适用于FLNG的乙烷冷剂储存系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种适用于FLNG的乙烷冷剂储存系统，包括乙烷闪蒸罐、乙烷装卸臂、乙烷储罐、乙烷输送泵、乙烷气化器、气相冷剂补充罐与液相冷剂补充罐；所述乙烷闪蒸罐和乙烷装卸臂分别连接乙烷储罐，所述乙烷储罐的气相出口连接燃料气系统，液态乙烷经过乙烷输送泵加压后分两路，一路经过乙烷气化器连接所述气相冷剂补充罐，另一路连接所述液相冷剂补充罐。本实用新型专利技术可以实现乙烷全利用，气相乙烷可作为FLNG上的燃料气使用，液相用于冷剂补充。若原料气中的乙烷产出量大于冷剂补充的乙烷用量，乙烷储罐中剩余的乙烷将定期外输销售；若原料气中的乙烷产出量少于冷剂补充所需的乙烷，则需要定期购买乙烷补充冷剂所需。

【技术实现步骤摘要】
适用于FLNG的乙烷冷剂储存系统
本技术涉及LNG-FPSO(liquefiednaturalgas-FloatingProductionStorageOffloading，即海上天然气液化工厂，以下简称FLNG)系统，特别涉及其上的乙烷冷剂储存系统，尤其涉及到含有NGL(即NaturalGasLiquids)回收流程的混合冷剂液化流程的乙烷冷剂储存系统。
技术介绍
液化天然气(LiquefiedNaturalGas，以下简称LNG)为清洁能源，对优化能源结构，改善生态环境，实现可持续发展具有重要意义。天然气资源广泛分布在全球的陆地及海洋中，从陆地到海上是世界油气勘探开发的必然趋势。LNG-FPSO是近年来海洋工程界提出的，集液化天然气的生产、储存和装卸为一体的新型海上装置，对于海上气田的开采具有投资成本低、建造周期短、开发风险小，以及便于迁移和安全性高等特点。近年来，陆上易采油气资源越来越少，越来越多的海上气田受到油气公司的青睐，传统开发模式需要铺设较长的海底输送管线，并建设相应的陆上接收装置，投资较高，且不可重复再利用。目前已探明的边际气田储量以中小型居多，远离终端消费市场，采用传统管道输气方式在经济性方面不占优势，而且天然气输送管道的管径大于输油管道管径，对管路铺设提出了更高的要求。为此，世界各大油气公司正加紧研制FLNG装置，与LNG外输船搭配使用，实现深海、边际气田的经济规模开发。FLNG可就地完成天然气开采、液化过程，超越了天然气只能采用管道运输上岸的单一模式，不仅节约了建设、运输成本和陆上空间，而且可以在气田开采结束后二次使用，适合近海气田、深水气田和边际气田开发。近年来，越来越多的油气公司对使用FLNG开发海洋天然气田表现出兴趣。FLNG的核心是天然气液化工艺，而天然气液化工艺技术的核心是制冷，根据制冷方式不同可将天然气工艺流程分为三大类：(1)级联式液化流程，(2)带膨胀机的液化流程，(3)混合制冷剂液化流程，上述流程在陆上液化装置中的应用已具有相当的可靠性和成熟性。浮式液化工艺选取的关键在于液化流程与目标气田规模产量、原料气参数的匹配性，液化工艺对海况条件的适应性以及浮式装置系统设计的可靠性。混合制冷剂液化流程(Mixed-RefrigerantCycle)是以碳氢化合物及氮气等组成的多组分混合制冷剂为制冷剂，进行逐级冷凝、蒸发、节流膨胀得到不同温度等级的冷剂，以达到逐步冷却和液化天然气的目的，并实现冷剂的循环。混合制冷剂液化流程既达到类似级联式液化流程的目的，又克服了其系统复杂的缺点。使用混合制冷剂时，主要制冷剂一般为C1、C2、C3、C4、N2的混合物，也包括乙烯，具体选择何种物质作为制冷剂需根据混合制冷剂循环类型和原料气的工况等因素来确定。混合冷剂制冷的最大特点是混合工质在换热器内的热交换过程是一个变温过程，能与同样是混合组分的天然气相匹配。因此可使得冷热流体间的换热温差保持较低的水平，其实它可以等价于级联式液化流程在无穷级数时的极限水平，但是又避免了级联式系统的复杂的缺点。混合冷剂制冷流程根据制冷剂类型的不同分为以下几类：单混合冷剂制冷流程(SMR)、丙烷预冷混合冷剂制冷流程(C3MR)、双混合冷剂制冷流程(DMR)、混合制冷机级联流程(MFC)等。其中DMR在FLNG上更加具有明显的优势，它可以利用多组分混合物中重组分先冷凝、轻组分后冷凝的特性，将其依次冷凝、分离、节流、蒸发得到不同温度级的冷量，其可在较宽的范围内提供冷量。因此增加了液化流程的设计与运行的选择自由度，使其对原料气组成、环境温度条件与操作负荷的变化，且可减少丙烷在冷剂中的使用，适应FLNG的安全性要求。制冷所使用的冷剂一般可通过下面两种途径获得：定期补充冷剂或者从天然气原料中分离得到。天然气轻烃回收一般称为天然气凝液回收，简称NGL。脱甲烷后的天然气凝液进一步被分离成乙烷、丙烷、丁烷或液化石油气(LPG)以及脱丁烷后的凝析油(C5+)。在LNG-FPSO上使用NGL流程主要有以下三方面优点：(1)回收天然气中的轻烃，防止在后续的深冷液化工段产生结冻问题，影响设备的正常安全操作；(2)最大化回收轻烃产品，一部分可作为液化工厂冷剂的补充，减少冷剂储罐的体积，节约船上空间，且减少冷剂补充船来往的次数；(3)另一方面可以分离得到LPG与凝析油，在一定程度上产生一定的经济效益，降低液化工厂的操作费用。
技术实现思路
综上，如何将NGL流程与FLNG系统的乙烷冷剂的储存进行有机地结合，是本技术所要解决的技术问题。为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：一种适用于FLNG的乙烷冷剂储存系统，其特征是包括乙烷闪蒸罐、乙烷装卸臂、乙烷储罐、乙烷输送泵、乙烷气化器、气相冷剂补充罐与液相冷剂补充罐；所述乙烷闪蒸罐的液相管路和乙烷装卸臂分别连接乙烷储罐，所述乙烷储罐的气相出口连接燃料气系统，液态乙烷经过乙烷输送泵加压后分两路，一路经过所述乙烷气化器再连接所述气相冷剂补充罐，另一路连接液相冷剂补充罐。所述的适用于FLNG的乙烷冷剂储存系统，其中：所述乙烷闪蒸罐与乙烷储罐之间的管路上设有第一联锁开关阀，所述乙烷装卸臂与乙烷储罐之间的管路上设有第二联锁开关阀，所述第一联锁开关阀与第二联锁开关阀能够同时开启或同时关闭；所述乙烷储罐的液态乙烷与所述气相冷剂补充罐连接的管路上设有第三联锁开关阀，所述乙烷储罐的液态乙烷与所述液相冷剂补充罐连接的管路上设有第四联锁开关阀，所述第三联锁开关阀与第四联锁开关阀能够同时开启或同时关闭。所述的适用于FLNG的乙烷冷剂储存系统，其中：所述气相冷剂补充罐包括以两路分别连接的MR1气相冷剂补充罐与MR2气相冷剂补充罐；所述液相冷剂补充罐包括以两路分别连接的MR1液相冷剂补充罐与MR2液相冷剂补充罐。所述的适用于FLNG的乙烷冷剂储存系统，其中：所述乙烷闪蒸罐的罐顶设置第一压力变送器，在乙烷闪蒸罐的罐顶气相出口至燃料气系统的管道上设置第一压力控制阀，第一压力变送器与第一压力控制阀信号连接。所述的适用于FLNG的乙烷冷剂储存系统，其中：在第一压力控制阀的下游管路上还以支路连接至火炬系统，在所述支路上设置有第一安全阀。所述的适用于FLNG的乙烷冷剂储存系统，其中：在乙烷储罐的罐顶设置有第二安全阀，第二安全阀下游连接至火炬系统。所述的适用于FLNG的乙烷冷剂储存系统，其中：所述乙烷储罐的罐顶还设有第二压力变送器，在所述乙烷储罐的罐顶气相出口至燃料气系统的管道上设置第二压力控制阀，第二压力变送器与第二压力控制阀信号连接。与现有技术相比较，本技术具有的有益效果是：可以实现乙烷全利用，乙烷被分离后至储存过程中产生的气相乙烷可作为FLNG上的燃料气使用，液相用于冷剂补充。若原料气中的乙烷产出量大于冷剂补充的乙烷用量，乙烷储罐中剩余的乙烷将定期外输销售；若原料气中的乙烷产出量少于冷剂补充所需的乙烷，则可通过定期购买乙烷补充冷剂所需。附图说明图1是本技术提供的适用于FLNG的乙烷冷剂储存系统的结构原理图。附图标记说明：乙烷储罐1；乙烷输送泵2；乙烷闪蒸罐3；乙烷装卸臂4；乙烷气化器5；MR1气相冷剂补充罐6；MR2气相冷剂补充罐7；MR1液相冷剂补充罐8；MR2液相冷剂补充罐9；第一压力变送器10本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于FLNG的乙烷冷剂储存系统，其特征是包括乙烷闪蒸罐、乙烷装卸臂、乙烷储罐、乙烷输送泵、乙烷气化器、气相冷剂补充罐与液相冷剂补充罐；所述乙烷闪蒸罐的液相管路和乙烷装卸臂分别连接乙烷储罐，所述乙烷储罐的气相出口连接燃料气系统，液态乙烷经过乙烷输送泵加压后分两路，一路经过所述乙烷气化器再连接所述气相冷剂补充罐，另一路连接液相冷剂补充罐。

【技术特征摘要】
1.一种适用于FLNG的乙烷冷剂储存系统，其特征是包括乙烷闪蒸罐、乙烷装卸臂、乙烷储罐、乙烷输送泵、乙烷气化器、气相冷剂补充罐与液相冷剂补充罐；所述乙烷闪蒸罐的液相管路和乙烷装卸臂分别连接乙烷储罐，所述乙烷储罐的气相出口连接燃料气系统，液态乙烷经过乙烷输送泵加压后分两路，一路经过所述乙烷气化器再连接所述气相冷剂补充罐，另一路连接液相冷剂补充罐。2.根据权利要求1所述的适用于FLNG的乙烷冷剂储存系统，其特征在于：所述乙烷闪蒸罐与乙烷储罐之间的管路上设有第一联锁开关阀，所述乙烷装卸臂与乙烷储罐之间的管路上设有第二联锁开关阀，所述第一联锁开关阀与第二联锁开关阀能够同时开启或同时关闭；所述乙烷储罐的液态乙烷与所述气相冷剂补充罐连接的管路上设有第三联锁开关阀，所述乙烷储罐的液态乙烷与所述液相冷剂补充罐连接的管路上设有第四联锁开关阀，所述第三联锁开关阀与第四联锁开关阀能够同时开启或同时关闭。3.根据权利要求1所述的适用于FLNG的乙烷冷剂储存系统，其特征在于：所述气相冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：李婵，季鹏，贾保印，陈振中，徐坤，于蓓蕾，
申请(专利权)人：中国寰球工程有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11