輕組份LNG對槽車運輸氣相壓力的影響分析

陳峰+安東雨

摘 要：目前一些LNG接收站氣源地以煤層氣液化為LNG，由于煤層氣氣質較輕、氣化熱小，液化后的LNG在儲存運輸過程中將會出現蒸發氣（BOG）產生量增多的情況，尤其是采用槽車液態外輸時，其影響更明顯。本文著重分析輕質組份LNG在液態槽車長途運輸時壓力升高的情況，以及蒸發氣（BOG）產生量，提出避免槽車壓力升高引起超壓放空的方法。

關鍵詞：LNG；輕組份；槽車；BOG；壓力

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.24.218

1 概述

隨著國內天然氣市場的發展，越來越多LNG接收站建成投產，上游氣源地的LNG組份也呈現多樣性，國際上一些氣源地以煤層氣液化為LNG，由于煤層氣組成以甲烷為主，氣質較輕、氣化熱小，液化后的LNG在儲存運輸過程中將會出現蒸發氣（BOG）產生量增多的情況。一般LNG接收站的設計組份中甲烷含量在86%至97%左右，而由煤層氣液化形成的LNG組份甲烷含量高達99%。表1為兩者組份組成對比。

目前使用槽車對液態LNG進行分銷是LNG接收站的重要銷售方式之一，因此本文對輕質組份LNG與目前接收站的常規設計組份進行分析對比，確定輕質組份的LNG對液態槽車長途運輸的影響，提出避免槽車壓力升高引起超壓放空的方案。

2 輕組份LNG對槽車運輸的影響

在液態槽車長途運輸過程中，隨著運輸距離在增長，運輸時間隨之變長，環境熱輸入不斷積累，導致槽車儲罐中LNG持續蒸發，槽車儲罐中壓力升高。目前LNG主力槽車容積為52.6m3，有效容積48.47m3。LNG槽車儲罐的絕熱方式主要有真空粉末絕熱（CF）、真空纖維絕熱（GB）和高真空多層絕熱（CD）等技術，目前應用最廣泛的是高真空多層絕熱技術，其日蒸發率指標≤0.28%/d，最高工作壓力0.62-0.7MPag，安全閥起跳壓力0.65-0.75MPag。

2.1 不同組份下槽車運輸壓力升高情況

根據槽車的保溫性能考慮日均0.28%的漏熱量，槽車裝車后壓力0.01 MPag，以下分別針對不同組份，就LNG槽車行駛里程與槽車壓力升高情況進行了對比，具體結果見表2。

由上面的對比分析可見，在裝車后的壓力為0.01MPag下，輕質組份在運輸17個小時（850km）左右將出現超壓安全閥起跳，某典型LNG組份在22個小時（1100km）左右將出現起跳，兩者相差5-6個小時左右（運距約250-300km）。

2.2 不同組份下槽車產生的BOG量

進一步對不同公里產生的BOG量進行測算，結果見表3。

由以上對比表可見，由于不同LNG的氣化熱不同，輕質組份的組成較輕，氣化熱小，在相同漏熱條件下，BOG蒸發量比較大；另外在相同條件下，輕組份LNG的飽和蒸氣壓也較大。以上兩點因素共同導致了輕組份LNG蒸發量較大。而且隨著運距加長，積累效應顯著，在運距達到600km時輕質組份LNG與常規LNG相比，BOG產生量相差10kg左右。

3 降低LNG槽車運輸過程氣相壓力的方法

降低LNG槽車運輸過程中BOG的產生量，需從充裝后LNG本身的物性（溫度、壓力、組份）方面考慮。如要控制溫度，需要從槽車保溫（保證保冷層真空度、避免閥門內漏）或外界增加冷量方面著手，但在不增加費用的前提下，控制溫度很難實現。因此以下從充裝的壓力、組份方面提出降低LNG槽車運輸過程中氣相壓力的方法。

3.1 控制充裝結束槽車儲罐內壓力

盡量控制槽車裝車后壓力處于低點，保證槽車充裝后處于較低壓力時，在運輸過程中槽車儲罐內壓力增長較慢，在運輸距離較長的情況下不會發生安全閥起跳，這是因為充裝結束后槽車儲罐內壓力較低，為槽車BOG蒸發留有了一定空間，從而保證了在長時間（長距離）運輸過程中不產生放空。

3.2 對輕組份LNG分罐儲存并分別外輸

減少LNG槽車運輸過程中BOG的產生量，可以從進料本源進行控制，如將輕組份LNG分罐儲存僅用于氣態外輸，則可以避免輕組份LNG在進行液態分銷時產生的大量BOG。

3.3 與常規LNG摻混

由于輕質組份LNG氣化熱小，所以在相同條件下BOG產生量更大。基于此可以考慮將輕質組份與接收站儲罐內較重LNG進行摻混，以相對降低BOG產生量。但是值得注意的是在摻混過程中，如果組份相差較大，需要嚴格控制翻滾發生的可能性，對接收站操作要求有一定提高。

4 結論建議

（1）從分析情況來看，在LNG槽車運距較長情況下，輕質組份LNG比目前接收站的設計典型組份更容易產生BOG，進而產生超壓放空的情況。

（2）為盡量減少輕質組份氣源對槽車運輸的影響，建議在接收站實際運營裝車時，盡量保證槽車充裝后處于較低壓力，避免槽車遠距離運輸導致超壓。

（3）輕質組份產生的BOG量偏大，在槽車在到達有氣態用戶的衛星站后，產生的BOG氣體可以通過衛星站內自增壓并經過加熱后直接外輸給用戶。

參考文獻：

[1] 陳峰，王飛. LNG接收站投運初期BOG回收流程改造方案[J]. 大慶石油學院學報，2009（8）：173-175

[2] 朱斌斌.不同裝車方式對LNG接收站的影響[J]. 油氣儲運，2012（5）：92-94

作者簡介：陳峰（1977-），女，山東棗莊人，碩士研究生，高級工程師，研究方向：液化天然氣接收站工程技術領域。