小型LNG场站BOG处理技术开发及应用

发布时间：2017-08-19 23:24

  本文关键词：小型LNG场站BOG处理技术开发及应用

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【摘要】：液化天然气(LNG)是我国未来能源产业的主要增长点,但LNG无论在储存、运输及使用过程中都不可避免的产生蒸发气(BOG,boil-off gas),BOG的产生会使LNG储罐内的压力升高,影响安全性。目前对BOG的常用处理方式多是针对大型的LNG接收站,在小型的LNG场站内实施难度较大,且若使用BOG压缩机进行回收,投资成本较高。因此为了实现BOG高效回收利用,必须设计新型的BOG回收工艺方案。本文调研了现有的BOG处理工艺、天然气液化工艺,根据小型LNG场站BOG产生的具体情况设计了BOG处理原则工艺流程,以氮气作为循环冷媒。通过化工模拟软件Aspen Plus对流程进行工艺模拟,并将流程分为压缩、节流部分,分别对关键点运行参数进行灵敏度分析,确定最优操作参数。结果表明:BOG处理量为38kg/h时,需N2冷媒558kg/h,制冷循环中N2的最低温度为-189℃,平均消耗0.98kW?h电可回收1kg的BOG。根据BOG处理原则工艺的模拟数据和在实际运行中出现的问题,以提高工艺整体效率和操作弹性为优化目标,设计了BOG多相液化工艺。多相液化工艺在BOG处理原则工艺的基础上进行改进,一是提高系统整体的运行压力,二是将预冷后的低温N2分为两股:一股直接进入膨胀机降温;另一股先冷凝为液氮与BOG换热后,再进入膨胀机对外做功降温。多相液化工艺不仅提高了?效率,达到26%。并在其基础上进行无BOG储罐优化设计,将高压的液氮直接通入LNG储罐内冷凝BOG,提高BOG处理过程中的安全性和稳定性。将多相液化工艺应用于某LNG加气站,分析了加气站BOG产生的具体情况,确定平均每日BOG的产生量为468m3。设计了符合该加气站的BOG处理工艺,并对该工艺进行带控制点的工艺流程设计、设备选型、操作弹性分析和经济性分析。结果表明,工艺内冷媒N2的循环流量为412kg/h,液氮流量可达103kg/h,平均消耗0.95kW?h可回收1kg的BOG,项目总投资为62.8万元,每年的运行费用为22.4万元,回收BOG每年收益可达54.6万元,投资回收期在2年之内,具有良好的发展前景。
【关键词】：液化天然气 蒸发气 冷凝液化 工程化
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE974
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-18
• 1.1 研究背景9-11
• 1.2 BOG处理工艺研究现状11-15
• 1.2.1 BOG直接输出工艺12-13
• 1.2.2 BOG再冷凝工艺13-14
• 1.2.3 直接放空或点燃处理14-15
• 1.2.4 返补真空15
• 1.3 传统工艺特点分析15-16
• 1.4 主要研究内容及目标16-18
• 第二章 BOG处理原则工艺流程设计18-39
• 2.1 BOG处理原则工艺要求18-20
• 2.1.1 BOG产生量分析18-19
• 2.1.2 BOG处理原则工艺流程设计要求19-20
• 2.2 BOG处理原则工艺流程模拟设计20-30
• 2.2.1 流程模拟介绍20
• 2.2.2 热力学方法选取20-21
• 2.2.3 工艺流程设计21-22
• 2.2.4 工艺流程模拟22-30
• 2.3 BOG处理原则工艺能效分析30-37
• 2.3.1 ?分析法31-33
• 2.3.2 工艺流程及关键设备?分析33-37
• 2.4 本章小结37-39
• 第三章 BOG处理工艺流程优化及分析39-56
• 3.1 BOG处理原则工艺试验调试分析39-41
• 3.1.1 工艺装置设计及试验39-40
• 3.1.2 调试分析40-41
• 3.1.3 存在问题及优化方向41
• 3.2 多相液化工艺优化设计41-53
• 3.2.1 工艺优化思路41-43
• 3.2.2 工艺模拟设计43-46
• 3.2.3 运行压力分析46-49
• 3.2.4 工艺?分析49-53
• 3.3 无BOG储罐工艺优化设计53-54
• 3.3.1 工艺流程设计53-54
• 3.3.2 BOG高效冷凝器设计54
• 3.4 本章小结54-56
• 第四章 BOG处理工艺工程应用研究56-66
• 4.1 应用背景概述56-57
• 4.2 BOG联合处理工艺流程工程化设计57-59
• 4.3 关键设备选型59-62
• 4.4 操作弹性分析62-63
• 4.5 项目经济效益估算63-64
• 4.5.1 初步投资估算63-64
• 4.5.2 经济效益估算64
• 4.6 本章小结64-66
• 结论与展望66-69
• 结论66-67
• 展望67-69
• 参考文献69-73
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果73-74
• 致谢74-75
• 附件75

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本文编号：703527