[发明专利]冷却蒸发气体的方法和用于其的设备

说明书

技术领域

本公开内容涉及用于冷却，特别是再液化浮动的运输船上的液化货物例如液化石油气（LPG）产生的蒸发气体（boil off gas）（BOG）的方法和用于其的设备。

本公开内容的背景

浮动的运输船，例如液化气运输船舶和驳船，能够运输多种呈液化状态的货物。在本发明的内容中，这些液化的货物具有在1大气压下测得的大于-110℃的沸点并且包括液化石油气、液化石化气例如丙烯和乙烯、以及液氨。例如，液化石油气是有用的燃料源，例如用于加热仪器和交通工具，并且是碳氢化合物的源。LPG包含丙烷、正丁烷和异丁烷中的一种或多种，以及任选地一种或多种其他的烃，例如丙烯、丁烯和乙烷。

石油气可以从天然气产生或在原油的精炼中生产。因此，石油气通常包含多种组分。通常期望在源处或源的附近，在液化设施中液化石油气。作为实例，石油气呈液态比呈气态形式可能更容易被储存和运输经过长的距离，因为它们占用更小的体积并且可以不需要被高压储存。如果这样的LPG被保持在其沸腾温度或低于其沸腾温度的话，那么这样的LPG可以被储存在大气压力下，例如在-42℃或更低，-42℃是丙烷组分的沸点。可选择地，如果LPG被加压至高于大气压力的话，那么LPG可以被储存在较高的温度下。

LPG或其他的具有当被在1个大气压测量时的大于-110℃的沸点的液化的货物的长距离运输可以被在合适的LPG运输船中实施，特别是运输船船舶，例如具有一个或多个用于容纳液化的货物的储存罐的远洋油轮。这些储存罐可以是被绝热的和/或被加压的罐。在罐的装载和液化的货物例如罐中的LPG的储存期间，石油气可以由于货物的蒸发被产生。这种蒸发的货物气体例如石油气被称为蒸发气体（BOG）。为了防止BOG的在罐中的积聚，系统可以被设置在运输船上以再液化BOG，使得其可以被在冷凝的状态中返回至储存罐。这可以通过BOG的压缩和冷却被实现。在许多系统中，压缩的BOG依靠海水而被冷却和冷凝。

液化的货物，例如主要地包含丙烷特别是商品级丙烷的那些，可以还包含较轻组分例如乙烷的相对高的浓度。这样的液化的货物，特别是包含在或高于3.5mol%的乙烷的那些，可以需要三个压缩阶段的存在以提供足够的压缩以帮助蒸发气体的较轻组分的冷凝。在某些情况下，在压缩的第一阶段的排放和压缩的第二阶段的吸入之间的压缩的BOG流可以被冷却。冷却功能可以被压缩的并且冷凝的BOG提供。

具有许多与提供用于再液化来自浮动的运输船中的这样的液化的货物的蒸发气体的系统相关联的考虑。运输船的尺寸施加对为再液化系统可用的空间的限制。这可以约束压缩机队列的数量和尺寸。此外，尺寸约束可以还妨碍封闭的冷冻系统的用于冷却用于压缩的BOG流的冷凝器的用途，使得冷却功能可以被海水提供。当海水被使用时，再液化系统通常被设计为使用在高至32℃的海水温度操作。

将是有利的是，提供改进的冷却，特别是再液化，来自浮动的运输船中的具有当被在1个大气压测量时的大于-110℃的沸点的液化的货物的蒸发气体的方法。特别地，在减少的功率要求、增加的容量和增加的性能系数中的一个或多个的方面的更高效率的方法是期望的。

概述

本发明的公开内容利用使在多重的压缩阶段的第二阶段和另外的阶段之间的一个或多个中间的BOG流与来自最后的压缩机阶段的冷却的压缩的排放的一部分热交换的方法。这可以提供用于蒸发气体的再液化的性能系数的改进。

在第一方面，提供一种冷却浮动的运输船舶中的液化的货物产生的蒸发气体流的方法，所述液化的货物具有在1个大气压下大于-110℃的沸点，所述方法包括至少以下步骤：

-在包括至少第一阶段、第二阶段和最后阶段的三个或更多个压缩阶段中压缩来自所述液化的货物的蒸发气体流以提供压缩的排放流，其中中间的压缩的BOG流被设置在连续的压缩阶段之间；

-冷却所述压缩的排放流以提供冷却的压缩的排放流；

-使所述冷却的压缩的排放流的膨胀的（任选地进一步冷却的）部分与（i）来自选自压缩的所述第二阶段和最后阶段之间的连续的阶段的一个或多个中间的压缩的BOG流热交换以提供一股或多股冷却的中间的压缩的BOG流并且任选地与（ii）所述冷却的压缩的排放流的一个或多个部分，可选择地在进一步冷却之后，热交换；以及

-把所述一个或多个冷却的中间的压缩的BOG流传递至压缩的下一个阶段。

在一个实施方案中，所述方法包括以下步骤：

-在压缩的第一阶段中压缩所述蒸发气体流以提供第一中间的压缩的BOG流作为中间的压缩的BOG流；