用于将液化气体储存在容器中并将蒸发气体从容器中抽出的方法和设备技术

本发明专利技术涉及一种用于将液化气体储存在至少一个绝热容器(1)中同时从该至少一个容器(1)中的一个或多个中抽出蒸发气体的方法和设备，其中蒸发气体的至少一部分被供应到再冷凝器(11)，并且其中液化气体从至少一个容器(1)中的一个或多个中抽出并且至少部分地被供应到再冷凝器(11)，以用于再冷凝供应到再冷凝器(11)的蒸发气体，使得在再冷凝器出口处获得再冷凝气体，其中在将液化气体供应到再冷凝器(11)之前，通过使液化气体经过制冷单元(8、9)来对液化气体进行过冷，过冷液化气体的至少一部分被供应到再冷凝器(11)，并且其中在再冷凝器(11)的出口处获得的再冷凝气体的至少一部分被重新引入至少一个容器(1)中的一个或多个中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于将液化气体储存在容器中并将蒸发气体从容器中抽出的方法和设备说明书本专利技术涉及一种用于将液化气体储存在至少一个绝热容器中并且用于从该至少一个容器中的一个或多个中抽出蒸发气体的方法和设备。本专利技术特别涉及且有益于远洋油轮中的液化天然气(LNG)的储存。本专利技术特别是关于远洋油轮中的LNG的储存，并且在本文中主要参考该应用进行描述。然而，应当理解，本专利技术也可应用于其他低温液体混合物(例如液态空气)或通常的低温液体(例如液态氩、液态氢、液态氦、液态氮和液态氧)的储存，并且可应用于其他形式的容器，包括绝热的公路油槽车、绝热的铁路油槽车和绝热的静态罐。对诸如天然气和大气气体之类的气体以液态形式进行储存和运输对于在给定尺寸的容器中可以储存或运输的大量气体而言提供了相当大的益处。然而，此类低温液体的低温的确对容器的设计和操作提出了许多严格的要求。容器必须是在机械上强固的，并且能够承受低储存温度以及在储存温度与环境温度之间加热和冷却时的膨胀和收缩应力。它必须基本上封闭(如果没有完全封闭)，并且提供高水平的隔绝性，以最大程度地减少热泄漏和由此产生的液体蒸发。
技术介绍
虽然天然气可方便地以液态储存和运输，但其通常以气态使用，例如用于推进油轮。为此，提供加压的LNG流以用于下游汽化和过热，以便将低于天然气的临界压力的气体或处于高于临界压力的压力下的流体提供给消耗装置。为此，也可以使用闪蒸气，即蒸发的LNG。WO2010/007535A1公开了用于将LNG转化为此类过热气体或流体的相应方法和设备。在本文件中，描述了闪蒸气再冷凝器。由于热泄漏，液化天然气被蒸发并填充容器的缺量空间。为了控制容器压力，该闪蒸气(BOG)的一部分从缺量空间中抽出。当BOG的一部分可以被馈送到油轮的发动机时，另一部分被重新冷凝，以最大程度地减少过量BOG的排放或燃烧。为了再冷凝，将BOG通过第一入口供应到冷凝器中，并且将从容器的液体空间获取的LNG供应到冷凝器的第二入口中。预先确定进入冷凝器的LNG流，以确保进入冷凝器的所有汽化天然气通过与位于冷凝器内的填料或另一种液体蒸汽接触介质的表面上的LNG接触而在其中再冷凝。所得的再冷凝LNG通过出口离开冷凝器而到达分配管线。分配管线与多个增压泵连通，以提供用于下游汽化和过热的必要的处于压力下的LNG流。根据WO2010/007535A1的BOG再冷凝器通常被实现为单独的筒，在该筒中，由于过量的BOG与低压LNG之间的直接接触而实现了BOG再冷凝。所获得的冷凝物温度较高，通常在-140℃至-130℃之间，因此无法返回到LNG储罐。WO2005/022027A1公开了一种用于将液化气体诸如液化天然气受控地储存在封闭的绝热容器中的方法和设备。容器压力通过以下方式来控制：由通常由变频驱动器驱动的泵抽出液体的一部分，由外部制冷单元对LNG的抽出部分进行过冷，以及将过冷的LNG重新注入到容器中。通过控制外部制冷单元的制冷作用来获得罐/容器压力稳定，使得当罐压力增加时，制冷作用也增加。使用布置在罐气体穹顶/缺量空间和/或容器的液体空间中的喷嘴将过冷液体重新注入到储罐中(这些喷嘴斜面的高度可能不同)。布置在罐/容器内部的此类喷嘴斜面或喷雾器用于冷却罐。喷雾效率不是重点，因为喷出的液体会在某个点蒸发并因此产生制冷作用，因此可以实现所需的冷却效果。然而，为了再冷凝由于过冷液体与BOG直接接触而在罐的缺量空间中产生的BOG，喷雾器的设计成为关键因素。过冷液体与BOG之间的交换表面越高，BOG再冷凝效率越高。喷出的液滴越小，交换表面越高。然而，这通常难以用现有的喷嘴斜面/喷雾器来实现，或者将需要繁琐的改造。因此，本专利技术的一个目的是提供一种避免上述缺点的有效BOG再冷凝器。BOG再冷凝过程的另一个问题一方面与蒸气的组成有关，另一方面与再冷凝的BOG的组成有关。一般来讲，BOG具有比LNG高的氮气比例。BOG的氮含量越高，其通过热交换器进行再冷凝就越困难，因为制冷剂膨胀所需的压力和温度越低。典型的制冷剂可以是氮气或烃混合物。由于BOG的氮含量较高，因此再液化的BOG的密度高于储存的液化气体的密度。这会增加分层的可能性，因为重的再循环材料沉向容器底部。但是，分层可能导致层的突然翻转和混合，这可导致沸腾作用。最后，由于BOG的较高氮含量会使BOG的沸点降低到比LNG更低的温度，因此冷凝通常不完全，从而导致BOG在罐底压力下被闪蒸。因此，本专利技术的另一个目的是提供一种有效的BOG再冷凝方法，该方法避免了上述缺点，特别是分层和不完全再冷凝的缺点。
技术实现思路
根据本专利技术，提供了一种用于将液化气体储存在至少一个绝热容器中同时从该至少一个容器中的一个或多个中抽出蒸发气体的方法和根据独立权利要求的对应设备。优选的实施方案在相应的从属权利要求和以下描述中给出。根据本专利技术，提供了一种用于将液化气体储存在至少一个绝热容器中和用于从该至少一个容器中的一个或多个中抽出蒸发气体的方法，其中蒸发气体的至少一部分被供应到再冷凝器，并且其中液化气体从至少一个容器中的一个或多个中抽出并且至少部分地被供应到再冷凝器，以用于再冷凝供应到再冷凝器的蒸发气体，使得在再冷凝器出口处获得再冷凝气体，其中在将液化气体供应到再冷凝器之前，通过使液化气体经过制冷单元来对液化气体进行过冷，该过冷液化气体的至少一部分被供应到再冷凝器，并且其中在再冷凝器的出口处获得的再冷凝气体的至少一部分被重新引入至少一个容器中的一个或多个中。术语“从容器中抽出蒸发气体”主要应理解为从容器的缺量空间中抽出蒸发气体，其中所储存的液化气体的状态从液体变为蒸气。本专利技术提供了一种优选地呈筒形式的再冷凝器，该再冷凝器与储罐/容器分离并且针对再冷凝服务进行了优化。如后面所述，本专利技术不仅适用于单个容器，而且适用于多个容器以及单个外部再冷凝器。根据本专利技术的另一方面，也可以将再冷凝器集成到容器中。根据本专利技术，蒸发气体用过冷的液化气体冷凝，这在使用LNG作为液化气体和使用BOG作为蒸发气体时尤其有利。通过用过冷的LNG冷凝BOG，返回到容器中的再冷凝液体的组成和温度类似于所储存的LNG的组成和温度，使得具有罐内闪蒸危险的分层可能性显著降低。优选地，由于不可避免的热泄漏，从容器中抽出的蒸发气体是在容器中产生的闪蒸气。虽然闪蒸气的一部分可以供应到气体消耗装置，但是其另一部分或其其他部分可以供应到根据本专利技术的再冷凝器。这样可以最大程度地减少过量气体的量，尤其是在被排放或燃烧的BOG情况下。如上所述，本专利技术在储存液化天然气时尤其有用。然而，它也适用于储存其他低温液体混合物，如液态空气，或低温液体，如液态氩、液态氢、液态氦、液态氮或液态氧和/或此类低温液体的混合物。在一个优选的实施方案中，过冷液化气体的一部分绕过再冷凝器并与被重新引入至少一个容器中的一个或多个的冷凝气体重新结合。这允许将再冷凝液体与来自罐的过冷液体直接混合。通过该实施方案，可实现重新引入到容器中的液体的更广泛的组成和温度范围。原则上，可以通过将再冷凝气体馈送到容器的缺量空间和/或液体空间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于将液化气体储存在至少一个绝热容器(1、1a-1c)中同时从所述至少一个容器中的一个或多个中抽出蒸发气体的方法，/n其中所述蒸发气体的至少一部分被供应到再冷凝器(11)，并且其中液化气体从所述至少一个容器中的一个或多个中抽出并且至少部分地被供应到所述再冷凝器，以用于再冷凝供应到所述再冷凝器的所述蒸发气体，使得在再冷凝器出口处获得再冷凝气体，/n其中在将所述液化气体供应到所述再冷凝器之前，通过使所述液化气体经过制冷单元(8、9)来对所述液化气体进行过冷，所述过冷液化气体的至少一部分被供应到所述再冷凝器，/n并且其中在所述再冷凝器的所述出口处获得的所述再冷凝气体的至少一部分被重新引入所述至少一个容器中的一个或多个中。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170728 EP 17183803.01.一种用于将液化气体储存在至少一个绝热容器(1、1a-1c)中同时从所述至少一个容器中的一个或多个中抽出蒸发气体的方法，
其中所述蒸发气体的至少一部分被供应到再冷凝器(11)，并且其中液化气体从所述至少一个容器中的一个或多个中抽出并且至少部分地被供应到所述再冷凝器，以用于再冷凝供应到所述再冷凝器的所述蒸发气体，使得在再冷凝器出口处获得再冷凝气体，
其中在将所述液化气体供应到所述再冷凝器之前，通过使所述液化气体经过制冷单元(8、9)来对所述液化气体进行过冷，所述过冷液化气体的至少一部分被供应到所述再冷凝器，
并且其中在所述再冷凝器的所述出口处获得的所述再冷凝气体的至少一部分被重新引入所述至少一个容器中的一个或多个中。


2.根据权利要求1所述的方法，其中从所述容器中抽出的所述蒸发气体是在所述容器中产生的闪蒸气。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述液化气体为液化天然气。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中将所述蒸发气体的另一部分供应到消耗装置。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述过冷液化气体的一部分绕过所述再冷凝器并与被重新引入所述至少一个容器中的一个或多个中的所述冷凝气体重新结合。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中将重新引入所述相应容器中的所述再冷凝气体馈送到所述容器的缺量空间和/或液体空间中。


7.根据权利要求6所述的方法，其中将所述冷凝气体从所述容器的顶部和/或侧面和/或底部馈送到所述容器中。


8.根据权利要求6和7所述的方法，其中将重新引入所述容器中的所述冷凝气体通过管道布置(17)馈送到所述容器的所述液体空间中，所述管道布置允许以液压方式控制所述再冷凝器中的液位。


9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中从所述至少一个容器中的所述一个或多个中抽出的所述蒸发气体通过至少一个热交换器(26)与供应到所述再冷凝器的所述蒸发气体交换热量。


10.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中所述再冷凝器(11)被集成到所述至少一个容器中的一个的顶部部分中，使得从所述再冷凝器获得的再冷凝气体被直接重新引入所述容器中。


11.一种用于储存液化气体的设备，所述设备包括
至少一个绝热容器(1、1a-1c)，所述至少一个绝热容器容纳液化气体，
制冷单元(8、9)，所述制冷单元用于对液化气体进行过冷，
再冷凝器(11)，所述再冷凝器具有针对蒸发气体的第一入口、针对液化气体的第二入口和针对再冷凝气体的出口，
其中所述设备还包括
用于从所述至少一个容器中的一个或多个中抽出蒸发气体并且将其至少一部分馈送到所述再冷凝器的所述第一入口的装置(2、2a-2c、3、4、18、14)，
用于从所述至少一个容器(1、1a-1c)中的一个或多个中抽出液化气体并将其至少一部分供应到用于对所述液化气体进行过冷的所述制冷单元(8、9)的装置(6、7)，
用于将来自所述制冷单元(8、9)的所述过冷液化气体的至少一部分供应到所述再冷凝器(11)的所述第二入口的装置(10、12)，
用于将来自所述再冷凝器(11)的所述出口的所述再冷凝气体的至少一部分重新引入回所述至少一个容器(1、1a-1c)中的一个或多个的装置(15、16、16a16c)。


12.根据权利要求11所述的设备，还包括用于将所述蒸发气体的另一部分供应到消耗装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：马蒂亚斯·拉戈，弗雷德里克·马尔库奇利，法比安·法布雷，
申请(专利权)人：克里奥斯塔股份有限公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR