[发明专利]用于再液化蒸出气体的方法和系统

说明书

一种用于液化蒸出气体的方法，该方法包括将一种液化的烃气储存在一个储存装置中；通过传递热量来处理气态低温流体和液化的烃气的流，使得该液化的烃气变成气态的并且该气态低温流体变成液化的；将该液化的低温流体储存在一个储存装置中；通过传递热量来处理气态蒸出气体和液化的低温流体的流，使得该液化的低温流体变成气态的并且该气态蒸出气体变成液化的；并且将该液化的蒸出气体储存在该储存装置中。该方法进一步包括部分地基于该液化的烃气的流量来控制该气态低温流体的流量并且部分地基于该气态蒸出气体的流量来独立地控制该液化的低温流体的流量。提供了一种对应的系统。

技术领域

本发明涉及一种用于通过以下方式再液化蒸出气体的方法和系统：处理烃气的流、低温流体的流、和蒸出气体的流。更具体地，本发明涉及部分地基于烃气和蒸出气体的流的流量来控制该低温流体的流的流量。

背景技术

天然气是一种用于世界经济的关键能源；估计天然气供应大约五分之一的全球能源需求。这可与分别对于油和煤的三分之一和四分之一相比。如通常在大多数能量商品的情况下一样，天然气储量不位于主要需求区域的附近，因此必须在国际间运输并且交易天然气。全球生产的天然气的大约30％在世界市场上进行交易。

用于运输天然气的两种主要的方法是：a)以气态形式在管道中运输；和b)以液体形式作为液化的天然气(LNG)在运输器皿中运输。

为了运输呈液体形式如LNG的天然气，必须液化该气体(即从气态变化为液态)。LNG的液化是一种能源密集的工艺并且因此对于长距离的运输(特别是跨越海洋)是更经济的。其结果是，LNG占几乎长距离天然气交易的四分之三。由于其液化要求的能量，LNG包含大量隐含的冷能，当LNG再气化(即液化后从其液态变回到其气态)时释放该冷能。

近年来LNG的使用作为气体生产和交易两者的份额已经显著上升。自2000年以来全球LNG交易已经增加了超过一倍，而管道交易上升了仅仅约三分之一。

在大西洋天然气市场上，管道交易和当地气体生产具有占优势的市场占有率，这倾向于有助于跨流域交易；特别地在英国，其中LNG输入终端在过去几年里已经看到了使用上的衰退，其中货物被转移至亚太地区寻找更高的价格。在此类竞争市场中，LNG输入终端的灵活性和效率是特别重要的。LNG基础设施(如LNG输入终端)的所有者因此进一步寻求在LNG的处理、储存和再气化上的改进。

LNG输入终端典型地接收来自运输器皿(如专门设计的货船)的LNG，并且将其泵送至大容量低压力的储槽内，在这些储槽内将其储存在低温(约-163℃)下。当市场条件是有利的时，在气体网上输出之前将LNG泵送至高压，升温并且气化。输出率，或额定量(nomination)，高度取决于气体价格。

近年来，英国LNG市场已经经历了不稳定的气体价格，导致来自LNG终端的波动的输出和长时期的零输出额定量。图6示出了来自LNG终端的一年的输出量的一个示例曲线。这些条件要求液化设备尽可能灵活并且高效以使操作者能够具有最大的控制(在何时输出LNG并且输出多少LNG上)，同时把储存容量和寿命增加到最大限度。

在任何热过程中，当允许热量流入或流出该过程时，效率损失发生。由于在低温系统中涉及的低温，不受控制的热量的值得注意的来源是周围环境。这种热量可穿过管和器皿壁进入该系统。在一种LNG基础设施中，热量的进入导致通过蒸发的LNG损失。这在工业中通常称为蒸出并且所产生的蒸气相通常称为蒸出气体(BOG)。

广泛理解的是在长时期内，显著比例的LNG可能通过蒸出损失。在一个良好隔热的LNG槽中，典型的蒸出速率可以是0.05％体积/天。然而，这种速率取决于该设备的设计和操作要求可增加高达3倍或更多。该蒸出速率在瞬态如LNG货物的卸载过程中可能甚至更高。