低温储罐的特征及液化储存系统
【一】、LNG的特征
只有了解和掌握液化自然生长气的特征,才能根据其特征做好低温储罐的生产、运输等工作。
1、LNG的基本性质
LNG由甲烷为主的成分组成,甲烷本身具有易燃的性质,并且具有确定的可压缩性,能够较轻易的压缩成为液态。并且甲烷的密度相对较低,没有毒性也没有腐蚀性。常温常压下甲烷的沸点为一162度[o},当空气中甲烷泄漏量达到百分之五到百分之十五时,与氧气混合会发生爆炸事件。自然生长气的组成除了甲烷以外还有其他少量的气体,通常有乙烷、丙烷等烷类和氮气等等。
2、LNG易燃的特征
LNG的主要成分甲烷是易燃气体,即使经过液化成为液体后依然具有可燃性。甲烷在一160℃时便可以燃烧,燃烧速度大约是0.3m/s,体积的比例大约为百分之六到百分之十三上下波动。基于此,在正常的具有满足自然生长气的存储空间需求时,LNG和BOG是不会发生自燃从而引起爆炸现象产生的。可是在液化自然生长气接触到火源之后,在开始时会慢慢以低的速度燃烧,而燃烧会随着时间的持续范围变得加多,这就导致了LNG与氧气的接触增大。假设自然生长气燃烧时的空间大小受限,自然生长气就可能与环境中的空气混合,待混合达到爆炸的条件后,便会发生爆炸。故而确定要保护使用自然生长气的场所具有确定的空间大小,保护。
3、LNG的低温特征
正常环境条件下,自然生长气的沸点在一160℃左右,基于此特性,在低温常压的环境中是能够存放LNG的。但是要注意到一点,低温的环境条件可以储存LNG,但是对于LNG的使用和运输是同样也遭到了低温条件的限制网。另外,对LNG的各种处理也要求在低温的环境中进行。所以,对于液化自然生长气的处理装置和运输管道材料都保护其功能的发挥不会受到高温的影响,要避免因为这些材料因为对低温的不适应,在工作中出现处理不当,导致LNG泄漏,严重甚至发生爆炸等事故等问题。然后,要求LNG的储运设备能够满足在恒定低温下工作,现在使用较多的储运设备为BOG储罐,但是该类型的储罐出于较低温度的环境中是有可能应为零件的性质或者罐体原因发生冷缩现象,所以确定要储运LNG过程中的对BOG储罐在进行检查,保护LNG储运的。
【二】、自然生长气液化及储存系统
1、液化及混合冷剂循环系统
液化自然生长气储罐在混合冷剂循环技术的支持下,可满足自然生长气的液化要求,该技术应用中可在混合冷剂的作用下,满足自然生长气液化过程中的工艺优化要求,使得其工艺装置有着良好的实践应用效果。
通过对自然生长气工艺要求的考虑,可在预处理系统的支持下,对水、二氧化碳等进行针对性处理,确认它们能够达标,进而在液化区中对自然生长气进行进一步处理。此时,板翅式换热器、气液分离器配合作用下可形成液化区,箱体中填充珠光砂用来隔绝外界空气,保持冷量不流失。
自然生长气先在预冷换热器中预冷,将温度冷却至-50℃,并在重烃分离器中除去可能存在的重烃组分,然后进入液化换热器中液化,将温度冷却至-120℃,然后经过过冷换热器过冷到-159℃。液化的冷量由多组分混合冷剂的循环量提供,混合冷剂由氮气、甲烷、乙烯、丙烷和异戊烷组成。
入口分离器会对混合冷剂进行处理,进而在压缩机、水冷却器的作用下,使得进而到二级进货分离器中的气体和液体可达到分离的目的,且其产生的气体需要进一步压缩。液相由增压泵送至循环压缩机二级出口冷却器,与二级出口气相混合后,经水冷却器冷却后进入二级出口分离器。此时,在预冷器的预冷作用下,能够对泵流进行处理,满足自然生长气对冷量的实际需求。同时,通过对预冷换热器实际作用的发挥,可对来源于二级出口分离器的气相进行冷却处理,并通过对高压分离器的配合使用,能够达到对分离器中流出液体冷却处理的目的,从而为自然生长气液化阶段提供冷量,同时,液化段中气体的冷凝,需要在该工序实施后进一步进行过冷处理,确认自然生长气能够深受所需的冷量。
膨胀后的循环气流,在冷箱板翅式换热器的预冷段、液化段和过冷段共用返流流道中复热后出冷箱,再进入压缩机入口分离器循环压缩。
2、LNG储存系统及装车系统
LNG自液化装置进入LNG低温储罐,进液可以通过储罐上部,也可通过储罐下部注入,或采用同时进液的方式。进液的方式根据储罐内的液体密度和温度条件而定,保护进罐LNG和储罐内的LNG能够充分混合,避免储罐内液相产生分层,防止“翻滚”现象的发生,保持低温储罐运行的稳定性和性。
LNG储罐外置两台离心泵,泵出口设置回流管线,可将罐内的LNG经装车泵重新注入储罐内,起到循环、混合储罐内LNG的作用,减小LNG分层现象的发生。装车时经LNG泵输送至一对一槽车,气相返流管线既可与储罐内气相空间相连,也可经汽化器后进入BOG压缩机,以平衡装车时槽车内的压力,提高装车速度和液相充满率。