【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及将来自液化天然气(lng)的蒸发气(bog)再液化的。
技术介绍
1、最近，如液化天然气(lng)等液化气的消费量在全球范围内急剧增加。lng是通过将天然气冷却到极低温度后产生的，其具有较小的体积且因此非常适于储存和运输。此外，如lng等液化气的污染物含量低，因此例如比重油等燃料更符合法规要求。
2、lng是一种无色且透明的流体，其通过将主要由甲烷组成的天然气冷却到约-163℃(摄氏度)获得。然而，由于天然气在常压下在-163℃的极低温度液化，如果温度稍有升高时，lng很容易汽化。在lng储罐中，lng因此会不断自然汽化，并由此产生蒸发气(bog)。
3、蒸发气的形成意味着所储存的lng的损耗，且因此会降低例如lng储罐的运输效率。如果蒸发气积聚在储罐中，储罐中的压力升高会提高损坏储罐的风险。
4、为了解决这个问题，提出了其中将蒸发气再液化以将其回流入lng储罐的方法，其中将蒸发气作为能源供应到例如船用发动机等内燃机的方法及其组合。例如，us2019/0351988中提出将蒸发气从lng储罐供应到双燃料柴电(dfde)发动机、x代双燃料(x-df)发动机或m型电控气体喷射(me-gi)船用发动机。同时，还计划在部分再液化系统(partialrelique faction system，prs)中将蒸发气作为用于再液化的压缩的蒸发气的冷却剂。
5、然而，这种系统具有此缺点，在再液化循环期间，气体混合物中积聚有氮气。天然气是一种气体混合物，其主要由甲烷组成，但通常也含有乙
技术实现思路
1、因此，本专利技术的目的是克服现有技术的缺点。特别地，本专利技术的目的是提供一种用于部分地再液化蒸发气的方法或部分地再液化蒸发气的系统(prs)，其中经过连续的循环减少或防止n2的积聚。
2、该目的可通过具有权利要求1特征的方法或具有权利要求8特征的设备来解决。
3、特别地，该目的通过一种用于将蒸发气(bog)再液化并回流入液化天然气(lng)储罐的方法来解决的，其包括以下步骤：
4、a)从lng储罐的顶部空间取出蒸发气(f2)；
5、b)在第一压缩级将蒸发气压缩至8至18bara之间(巴的绝对压力)的第一压力p1，并分流出气体的第一部分；
6、c)在最末压缩级中将来自步骤b)的气体的第二部分继续压缩至第二压力p2，该第二压力≥120巴的绝对压力、优选为120至400巴之间的绝对压力、特别优选为150至300巴之间的绝对压力；
7、d)将来自步骤c)的继续压缩的气体的至少一部分冷却至20℃和-100℃之间的第一温度t1；
8、e)将来自步骤d)的气体膨胀至8至20巴之间的绝对压力之间的第三压力p3；
9、f)将来自步骤e)的气体分离成液相和气相，以
10、f1)将气相与从步骤c)分流出的第一部分气体相结合；以及
11、f2)将液相回流入lng储罐。
12、可以发现，这种方法特别擅于从系统中去除氮气，并将富含氮气的气体用于有用的目的。在步骤f)中，氮气几乎完全处于气相。如果气相与第一压缩级(步骤c)中压缩成压力p1的蒸发气相结合时，可由此用于低压气体喷射发动机的可靠运行。
13、该方法还具有另一优点，通常从再液化系统prs取出闪蒸汽而不是对其重新压缩。由此与传统系统相比，其减少了第一压缩级的负荷。它可以尺寸更小和/或运行更高效。总体而言，降低能耗。
14、来自步骤b)的气体的第二部分在最末压缩级中被继续压缩至第二压力p2，随后冷却(步骤d))并等温膨胀(步骤e))，部分地使用焦耳-汤姆逊效应(joule-thomson effects)用作气体的有效再液化。第二压力p2旨在获得相对较高的压力，以使在通常用水冷却至tw后，在约35-45℃获得具有的高压缩过的气体和相应的低焓。通过进一步的冷却步骤和气体的等焓膨胀e)，压缩气体可以自行在压力p3下膨胀到更低的温度，即有利于相分离的状态，而首先达到温度t1。
15、优选地是，如果在上述方法中，步骤d)中的冷却至少部分地通过与来自lng储罐的顶部空间的冷却用的蒸发气(f2)热交换、优选是间接热交换来实现的。虽然如所述方法中的一个或多个冷却步骤也可以借助于带有通常为n2的相应冷却剂的单独的冷却回路执行。然而，这既昂贵又耗能。相反。在温度略高于lng的沸点时，冷却剂已经以蒸发气的形式存在于系统中。
16、在一个优选的实施方案中，液相在返回到lng储罐之前，会在子步骤f2)中冷却到-140和-161℃之间的温度t2。这减少新的蒸发气的形成。优选地，这种冷却通过与来自lng储罐的蒸发气逆流热交换来实现。因此，现有的冷却能力得到最佳利用。在将液相送入lng储罐之前或之时，再液化气最终被膨胀至1巴的绝对压力的环境压力。
17、如果如上所述，既在步骤f2)也在步骤d)中通过热交换、优选是间接热交换与来自lng储罐的顶部空间的冷却的蒸发气执行冷却，则在直接从lng储罐中取出的特别冷的蒸发气在子步骤f2)中用于冷却时，且然后在步骤d)中用已经略高的温度将蒸发气冷却，则是权宜之计。
18、在一个特别优选的实施方案中，步骤d)中的冷却是至少部分地通过与来自步骤f)的气相热交换来实现的。在相分离之后，气相具有压力p3，且通常具有约-80℃的温度。由于气相旨在用于低压气体喷射发动机中，不需要如此低的温度且通常也不需要如此高的压力。气相可以因此在冷却过程中用作冷却剂。在将气相用作冷却剂之前，通过将气相从步骤f)的进一步膨胀，可以使用焦耳-汤姆逊效应进一步降低温度。
19、尤其优选的是，如果在步骤d)中，来自步骤f)的气相和来自lng储罐的顶部空间的蒸发气两者都用作冷却剂，但其中来自步骤f)的气相用于预冷温度略高的压缩气体，而来自lng储罐的蒸发气则用于冷却已经预冷的压缩气体。在这种布置中，压缩至p2且温度通常明显高于100℃的现有气体首先通过水冷被冷却至约35-45℃，然后通过在与来自步骤f)的气相在热交换中冷却至约25至-15℃的中间温度，并通过与来自lng储罐的冷却用蒸发气热交换在下游进一步冷却至-20至-100℃之间的温度t1。通过这一系列的热交换步骤，蒸发气和压缩气体的现有冷却能力得到使用，以优化了系统中现有冷却性能的使用。
20、优选地是，如果在步骤d)中，将来自步骤c)的继续压缩的气体的一部分送到用于高压气体喷射发动机(2)的供给管路。在该实施方式中，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于将蒸发气(BOG)再液化并回流入液化天然气(LNG)储罐的方法，其包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤f2)中，液相在回流入LNG储罐(3)之前
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中步骤d)中的冷却至少部分是通过与来自LNG储罐(3)的顶层空间的冷却用的蒸发气(F2)热交换来实现的。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中步骤d)中的冷却至少部分是通过与来自步骤f)中的气相热交换来实现的。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在步骤d)中，来自步骤c)的继续压缩过的气体的一部分送到用于高压气体喷射发动机(2)的供给管路。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在步骤f)中监测和控制压力p3以使其具有在预定范围内的值。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在步骤f)中检测液相的体积以根据该值调节LNG储罐中的回流量。
8.一种用于将蒸发气(BOG)再液化并回流入液化天然气(LNG)储罐的设备，包括
9.根据权利要求8所述
10.根据权利要求8或9中任一项所述的设备，还包括
11.根据权利要求8至10中任一项所述的设备，还包括
12.根据权利要求8至11中任一项所述的设备，其中该设备是用于向高压气体喷射发动机(2)供应储存在LNG储罐(3)中的气体的燃料气体供应系统的一部分，附加地包括
13.根据权利要求8至12中任一项所述的设备，其中气液分离器(40)包括用于测量气液分离器中的压力的压力传感器，以及用于根据测量的压力控制布置在气液分离器(40)的气体出口和桥接管路(9)之间的阀件(80)的控制器。
14.根据权利要求8至13中任一项所述的设备，其中气液分离器(40)包括液位传感器和控制器，该控制器用于根据测量的液位控制布置在气液分离器(40)的液体出口和LNG储罐(3)之间的阀件(80)。
15.将根据权利要求8至14中任一项所述的设备用于船舶的用途，特别是借助于高压气体喷射发动机(2)推动的船舶。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于将蒸发气(bog)再液化并回流入液化天然气(lng)储罐的方法，其包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤f2)中，液相在回流入lng储罐(3)之前
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中步骤d)中的冷却至少部分是通过与来自lng储罐(3)的顶层空间的冷却用的蒸发气(f2)热交换来实现的。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中步骤d)中的冷却至少部分是通过与来自步骤f)中的气相热交换来实现的。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在步骤d)中，来自步骤c)的继续压缩过的气体的一部分送到用于高压气体喷射发动机(2)的供给管路。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在步骤f)中监测和控制压力p3以使其具有在预定范围内的值。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在步骤f)中检测液相的体积以根据该值调节lng储罐中的回流量。
8.一种用于将蒸发气(bog)再液化并回流入液化天然气(ln...
【专利技术属性】
技术研发人员：A·L·瓦拉尔，R·施罗斯，
申请(专利权)人：伯克哈特压缩机股份公司，
类型：发明
国别省市：
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