关于LNG液化工厂尾气回收方式探讨

关于LNG液化工厂尾气回收方式探讨

耿晓娟

华港燃气集团有限公司 062550

摘要：LNG液化工厂受工艺包设计以及气源组分的影响，正常情况下都会产生BOG、重烃闪蒸气和富氮气闪蒸气，LNG液化工厂产生的这些尾气的处理方式，是本文研究的主要内容。

关键词：BOG、重烃闪蒸气、富氮气闪蒸气

1  LNG液化工厂基本工艺原理描述

原料气进入LNG液化工厂后经过过滤、脱汞、脱碳、脱水后进入液化装置的换热器进行液化，液化后的天然气进行LNG储罐储存并根据需求，用槽车外运。

2  LNG液化工厂尾气产生途径

（1）LNG储存过程中产生的BOG，在运行状态下可利用储罐返回气压缩机增压后进入液化单元入口再液化，BOG液化后经过脱氮系统闪蒸，液态的LNG进入LNG储罐存储，气态的富氮闪蒸气则需要回收利用[[1]]。

（2）原料气在液化过程中，原料气经换热器预冷后经分离产生重烃闪蒸气。

（3）LNG储罐产生的BOG在停产状态下，无法再进入液化单元进行液化，需要采取措施进行尾气回收。

3  尾气处理方式探讨

3.1 尾气的产生方式与途径

（1）在LNG液化工厂正常运行过程中，重烃闪蒸气（甲烷含量约40%，其余多为重组分烃类）和富氮闪蒸气(氮气含量约20%-50%，其余为甲烷）可作为燃料气与LNG液化工厂的导热系统的燃料气系统按比例混合后进入液化工厂的导热系统进行燃烧供热，以满足工厂导热需求。此方案适用于导热系统燃气需求量大于尾气产生量的液化工厂（尾气的产生量及组分与原料气组分有关）[[2]]。如液化工厂的导热所需的燃料气少于尾气产生量，则多余的闪蒸气就要进入放空系统燃烧，造成能源的浪费和经济损失。

    （2）在LNG液化工厂停运情况下，尾气就是LNG储罐产生的BOG和槽车卸车产生的BOG（甲烷含量约70%-80%），无法进入导热系统进行燃烧，若无其他途径输送，就只能通过放空管线放空，这势必造成能源的浪费和较大的经济损失。

3.2 尾气回收方式

结合尾气的产生方式和途径，本文提出以下三种尾气回收方式，供大家参考。

（1）对尾气回收管线进行改造，将富余的尾气通过调压计量装置后用于LNG液化工厂的冬季采暖用燃气锅炉的燃料气。此方法可用的尾气量有限，要参考实际需求改造。

（2）将尾气调压计量后用于LNG液化工厂的导热油炉系统或其他热媒的燃料气，与其工艺设计的燃料气混合后进行充分燃烧，此方法可用的为气量有限，要参考实际需求改造。

（3）根据周边的用户性质，积极与政府对接，在LNG液化工厂周边开发城镇燃气用户，根据用量需求，用气量大的工业户为最佳选择。可将产生的尾气和LNG液化工厂的原料气按照城镇燃气需求的压力和用量进行调压、计量后为周边工业户持续供气[[3]]。此方法可彻底解决LNG液化工厂的尾气回收利用，同时还可以获取一定收益。

（4）工厂可通过再液化工艺来对BOG尾气进行单级压缩、膨胀与节流而形成的制冷剂，以此达到BOG尾气液化的目的。液化后的部分BOG 可再次抽回至LNG储罐，实现BOG向LNG的转换。通过再液化工艺能够有效回收工厂的BOG尾气，但是这种方式难以提升工厂的经济效益，缺少一定的经济性。

方案对比，方案（1）和（2）只能减少部分尾气资源的浪费和挽回部分经济损失，但是投资少，见效快。方案（3）可彻底解决尾气回收问题，同时可产生不错的收益，但是需要周边有可开发的用户，且投资大，日后需要对新开发的用户按照城镇燃气要求进行管理，需建立一套城镇燃气的管理标准和专业管理团队。方案（4）虽然能够高效回收LNG液化工厂尾气，但无法呈现较强的经济效益，影响了工厂尾气回收工作的持续性发展。

4  尾气作为城镇燃气外输需要达到的标准要求

根据重烃闪蒸气、富氮气闪蒸气和BOG的组分，如要外输给城镇燃气用户，必须满足城镇燃气的气质要求。根据《城镇燃气设计规范》（GB 50028-2006（2020 版））规定，城镇燃气气质标准应满足《天然气》（GB 17820-2018）标准中Ⅱ 类要求。因此城镇燃气高位发热量应不小于 31.4 MJ/Sm3。

天然气质量要求

其次，《城镇燃气设计规范》（GB50028-2006（2020 版））要求：“城镇燃气（应按基准气分类）的发热量和组分的波动应符合城镇燃气互换的要求。” 具体波动范围，根据燃气类别宜按现行的国家标准《城市燃气分类》 GB/T 13611 的规定采用并应适当留有余地。

下表是常见的天然气 10T 和 12T（相当于国际联盟标准的 L 类和 H 类）的华白数波动范围。

天然气互换性一般要求》（GB/T 33440-2021）天然气互换性指标见下表。

天然气互换性指标要求

5  结语

本文是参照某LNG液化工厂的现状进行探讨的，LNG液化工厂的工艺和原料气组分不同，产生尾气的方式以及组分也不同，LNG液化工厂的采暖季供热设备配置以及周边环境也有所不同，本文提出的尾气回收方式可作为实际工作中的参考。

参考文献：

[1]裴宇峰,刘国斌,韩锋利,池建忠.尿素放空筒含氨尾气回收治理总结[J].氮肥与合成气,2023,51(06):1-3.

[2]张景,翁胜通,向征,刘建辉.尾气回收充氮工艺对作业能耗的影响分析[J].粮油仓储科技通讯,2023,39(02):14-15+18.

[3]郭栋,荆举祥,陆聪,卞帅.高压聚乙烯装置挤压机尾气回收利用[J].当代化工研究,2022(22):108-110.

作者简介：耿晓娟 1985年10月 女 河北邢台 汉 硕士研究生 工程师 华港燃气集团有限公司 研究方向:城镇燃气以及液化天然气