專利名稱：處理蒸發(fā)氣體流的方法及其設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種處理來自低溫存儲液化烴儲備的蒸發(fā)氣體流的方法及其設(shè)備。
背景技術(shù)：
低溫存儲液化烴儲備的一個(gè)經(jīng)濟(jì)學(xué)上的重要實(shí)施例是液化天然氣(LNG)。液化天然氣可在接近大氣壓的情況下在大約_162°C進(jìn)行存儲。天然氣是有用的燃料源，而且是各種烴化合物的來源。經(jīng)常出于若干理由要求在天然氣流源處或其附近的液化天然氣(LNG)設(shè)備來使天然氣液化。舉例來說，天然氣液態(tài)時(shí)比氣態(tài)時(shí)更容易存儲和長途運(yùn)輸，因?yàn)檎紦?jù)的體積小并且不需要高壓存儲。通常，主要包括甲烷的天然氣在高壓狀態(tài)下進(jìn)入液化天然氣設(shè)備并進(jìn)行預(yù)處理以產(chǎn)生適合于在低溫液化的凈化供給流。使用熱交換器經(jīng)過多個(gè)冷卻階段處理凈化氣體從而逐漸降低溫度直至完成液化。然后液化天然氣進(jìn)一步冷卻并且膨脹至適合于儲運(yùn)的最終大氣壓。液化天然氣通常在低溫條件下存儲。LNG存儲和處理期間的溫度變化會導(dǎo)致一部分液化天然氣蒸發(fā)為天然氣蒸氣，也被成為蒸發(fā)氣體(B0G)。蒸發(fā)氣體可由保存在低溫儲罐內(nèi)的液化天然氣產(chǎn)生，或者由于LNG經(jīng)過不夠低溫的管道而產(chǎn)生，特別是在LNG從低溫儲罐轉(zhuǎn)移到LNG運(yùn)載容器期間。美國專利US 6，658，892公開了一種使天然氣液化的方法，其中來自LNG儲罐的蒸發(fā)氣體通過鼓風(fēng)機(jī)的作用穿過通用廢氣熱交換器從而提供暖熱蒸發(fā)氣體流。在通用燃料氣體壓縮器內(nèi)進(jìn)行壓縮之前，暖熱蒸發(fā)氣體流與暖熱的末端閃蒸氣(end flash gas)流混合。 通用廢氣熱交換器為暖熱管線流體流提供低溫恢復(fù)。暖熱管線流體流可包括一部分原料氣，洗滌塔頂部氣和/或其他流體。根據(jù)液化設(shè)備的工作模式，傳遞到通用燃料氣體壓縮機(jī)的混合的暖熱蒸發(fā)氣體流和暖熱末端閃蒸氣流可在溫度方面變化。在保持模式下，由液化設(shè)備產(chǎn)生的LNG轉(zhuǎn)移到低溫儲罐。由低溫儲罐產(chǎn)生的蒸發(fā)氣體將處于穩(wěn)定溫度，例如低于-150°C。然而，當(dāng)LNG運(yùn)載容器正在裝載LNG并且液化設(shè)備處于裝載模式時(shí)，通過連通管道和容器儲罐的冷卻會產(chǎn)生另外的蒸發(fā)氣體。蒸發(fā)氣體可通過一個(gè)或多個(gè)鼓風(fēng)機(jī)的作用而從連通管道和/或運(yùn)載容器返回到液化設(shè)備。鼓風(fēng)機(jī)的操作可在不同溫度產(chǎn)生蒸發(fā)氣體，舉例來說由于過熱往往明顯高于液化設(shè)備儲罐產(chǎn)生的蒸發(fā)氣體的溫度。這意味著將要求例如在美國專利US 6，658，892中公開的通用燃料氣體壓縮機(jī)在一定吸入溫度范圍內(nèi)處理不同數(shù)量的流體。當(dāng)傳遞到通用燃料氣體壓縮機(jī)的混合的暖熱蒸發(fā)氣體流和暖熱末端閃蒸氣流的溫度改變時(shí)，例如在裝載模式和保持模式之間改變時(shí)，壓縮機(jī)進(jìn)口處的流體密度將改變。這對應(yīng)于質(zhì)量流量的變化。偏離設(shè)計(jì)工作條件的質(zhì)量流量減少可能導(dǎo)致壓縮機(jī)比功率或效率降低。因此，舉例來說，如果希望壓縮該流以例如提供燃料氣體，則溫度的這些變化可能使得對該流的進(jìn)一步處理更難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種處理來自低溫存儲液化烴儲備的蒸發(fā)氣體流的方法，至少包括以下步驟-由液化烴儲罐提供蒸發(fā)氣體流；一將BOG流分成BOG熱交換器供給流和BOG旁通流；—使BOG熱交換器內(nèi)的BOG熱交換器供給流與過程流(process stream)進(jìn)行熱交換，由此提供暖熱的BOG流和冷卻的過程流；一使暖熱的BOG流與BOG旁通流混合從而提供溫度受控的BOG流；其中，響應(yīng)于(i)暖熱的BOG流和(ii)冷卻的過程流這兩者中的至少一個(gè)的測量第一溫度對過程流的質(zhì)量流量進(jìn)行控制從而使測量第一溫度向第一設(shè)定點(diǎn)溫度變動(dòng)，并且響應(yīng)于溫度受控的BOG流的測量第二溫度對BOG熱交換器供給流和BOG旁通流中的一個(gè)或兩個(gè)的質(zhì)量流量進(jìn)行控制，從而使測量第二溫度向第二設(shè)定點(diǎn)溫度變動(dòng)。根據(jù)另一方面，本發(fā)明提供一種用來處理來自低溫存儲液化烴儲備的BOG流的設(shè)備，所述設(shè)備至少包括一用來存儲液化烴儲備的液化烴儲罐，該液化烴儲罐具有允許液化烴流進(jìn)入該液化烴儲罐的第一進(jìn)口和允許BOG流流出該液化烴儲罐的第一出口 ；一將BOG流分成BOG熱交換器供給流和BOG旁通流的第一流量分離裝置；一用來通過與過程流的熱交換來加熱BOG熱交換器供給流的BOG熱交換器，該BOG 熱交換器具有用來接收BOG熱交換器供給流的第一進(jìn)口和用來排出暖熱的BOG流的第一出口，以及用來接收過程流的第二進(jìn)口和用來排出冷卻的過程流的第二出口 ；一用來使BOG旁通流與暖熱的BOG流混合從而提供溫度受控的BOG流的第一流混合裝置；一用來控制BOG熱交換器供給流和BOG旁通流中的至少一個(gè)的質(zhì)量流量的一個(gè)或多個(gè)流量控制閥；一用來控制過程流的質(zhì)量流量的過程流閥；—第一溫度控制器，用來確定(i)暖熱的BOG流和(ii)冷卻的過程流中的至少一個(gè)的測量第一溫度，并且具有第一設(shè)定點(diǎn)溫度，所述第一溫度控制器被設(shè)置為調(diào)節(jié)過程流閥從而使測量第一溫度向第一設(shè)定點(diǎn)溫度變動(dòng)；和一第二溫度控制器，用來確定溫度受控的BOG流的測量第二溫度并且具有第二設(shè)定點(diǎn)溫度，所述第二溫度控制器被設(shè)置為調(diào)節(jié)所述一個(gè)或多個(gè)流量控制閥從而使測量第二溫度向第二設(shè)定點(diǎn)溫度變動(dòng)。


現(xiàn)在僅僅通過舉例方式并根據(jù)隨附的非限制性附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中圖I是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的、處理蒸發(fā)氣體流的方法及其設(shè)備的示意圖；圖2是用來處理、冷卻和液化烴流的方法及其設(shè)備的示意圖，包括根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例處理蒸發(fā)氣體流的方法和設(shè)備；和
圖3是用來處理、冷卻和液化烴流的方法及其設(shè)備的示意圖，包括根據(jù)又一個(gè)實(shí)施例處理蒸發(fā)氣體流的方法和設(shè)備。
具體實(shí)施例方式為了描述起見，為管線以及該管線所承載的流指定單個(gè)參考數(shù)字。當(dāng)在此使用時(shí)， 術(shù)語“流量”和“質(zhì)量流量”在相對于流使用時(shí)表示“質(zhì)量流速”。通過在BOG熱交換器中加熱一部分BOG流，混合BOG流的暖熱部分和BOG旁通流， 根據(jù)(i )暖熱的BOG流和(ii )冷卻的過程流中的至少一個(gè)的測量第一溫度來控制過程流的質(zhì)量流量，和控制待加熱的(或已經(jīng)加熱的)BOG流的部分和BOG旁通流中的一個(gè)或兩個(gè)的質(zhì)量流量，蒸發(fā)氣體流的溫度是可以控制的?？梢赃m當(dāng)?shù)貙囟仁芸氐恼舭l(fā)氣體流傳送至蒸發(fā)氣體壓縮機(jī)。在蒸發(fā)氣體熱交換器內(nèi)通過過程流例如液化過程流來加熱蒸發(fā)氣體熱交換器供給流，從而在測量第一溫度下提供暖熱蒸發(fā)氣體流。第一溫度控制器可用來控制蒸發(fā)氣體熱交換器中的熱交換的程度。通過改變傳送至蒸發(fā)氣體熱交換器的過程流的質(zhì)量流量，可以改變暖熱蒸發(fā)氣體流的溫度，并使其向第一設(shè)定點(diǎn)溫度變動(dòng)。第一設(shè)定點(diǎn)溫度可以是預(yù)先選定的。因而蒸發(fā)氣體熱交換器可向蒸發(fā)氣體熱交換器供給流提供可變的熱負(fù)荷從而控制暖熱蒸發(fā)氣體流的溫度。暖熱蒸發(fā)氣體流的溫度高于最初BOG流的溫度。然后暖熱蒸發(fā)氣體流可與蒸發(fā)氣體旁通流混合從而提供溫度受控的蒸發(fā)氣體流。 蒸發(fā)氣體旁通流未經(jīng)過蒸發(fā)氣體熱交換器因此低于暖熱蒸發(fā)氣體流的溫度。蒸發(fā)氣體旁通流的溫度基本上與最初蒸發(fā)氣體流的溫度相同。因此，暖熱蒸發(fā)氣體流實(shí)際上用來通過直接熱交換加熱蒸發(fā)氣體旁通流。第二溫度控制器可用來改變BOG熱交換器供給流和BOG旁通流中的一個(gè)或兩個(gè)的質(zhì)量流量以便控制與暖熱BOG流的直接熱交換。通過改變暖熱蒸發(fā)氣體流和蒸發(fā)氣體流旁通流中的一個(gè)或兩個(gè)的質(zhì)量流量，組成溫度受控的旁通流的這些流的相對比例是可以改變的，從而控制混合流的溫度?；旌狭鞯臏囟纫蚨ㄟ^調(diào)節(jié)在不同溫度下兩個(gè)組分流中的一個(gè)或兩個(gè)的質(zhì)量流量來向第二設(shè)定點(diǎn)溫度變動(dòng)，從而提供溫度受控的蒸發(fā)氣體流。正如可理解的，本發(fā)明可便于處理各種溫度下的蒸發(fā)氣體流，從而提供溫度受控的蒸發(fā)氣體流。溫度受控的蒸發(fā)氣體流可被進(jìn)一步處理，這種進(jìn)一步處理例如包括在等于或接近第二設(shè)定點(diǎn)溫度的溫度下傳送至蒸發(fā)氣體壓縮機(jī)。這允許蒸發(fā)氣體壓縮機(jī)在可為設(shè)計(jì)溫度的要求吸入溫度下工作，優(yōu)化壓縮機(jī)的效率。參考附圖，圖I顯示出用來處理來自存儲在液化烴儲罐10中的低溫存儲液化烴儲備11的蒸發(fā)氣體流15的方法和設(shè)備I。諸如液化天然氣的液化烴或烴混合物可在大氣壓或接近大氣壓的壓力下存儲在低溫條件下。儲罐10內(nèi)的液化烴儲備11可通過增加液化烴流175經(jīng)由第一進(jìn)口 3供給。液化烴流175可通過液化裝置供給，在接下來對此更詳細(xì)地進(jìn)行論述。在替代實(shí)施例中，儲罐可以是LNG運(yùn)載容器或者是由這種LNG運(yùn)載容器的加載供給蒸發(fā)氣體的容器或液化裝置儲罐，而不是液化裝置的儲罐。由于液化烴儲罐10或者將液化烴傳送至儲罐10的管道系統(tǒng)內(nèi)的溫度變化，液化烴的一定程度的蒸發(fā)是可預(yù)期的。這種蒸發(fā)的烴，例如蒸發(fā)的LNG，是易燃的并且可作為蒸發(fā)烴流，通常被稱為蒸發(fā)氣體(BOG)流15，而經(jīng)由出口 5從儲罐10去除。
如果液化烴儲罐10從空的狀態(tài)開始填充，儲罐可能高于液化烴的存儲溫度，因此液化烴將冷卻儲罐，導(dǎo)致一部分烴蒸發(fā)。類似地，在裝載作業(yè)期間通過鼓風(fēng)機(jī)從運(yùn)載容器返回的蒸發(fā)烴可能通過鼓風(fēng)機(jī)的作用而過熱。這種蒸發(fā)烴將具有比來自處于完全保持模式的儲罐的蒸發(fā)氣體更高的溫度。舉例來說，BOG流15的溫度可在-140到_165°C的范圍內(nèi)變化。這個(gè)范圍內(nèi)的較低溫度可出現(xiàn)在保持模式下而這個(gè)范圍內(nèi)的較高溫度可出現(xiàn)在裝載模式下。在此公開的方法和設(shè)備I試圖提供一種溫度受控的BOG流55。這種流可在其他設(shè)備中進(jìn)行進(jìn)一步處理，例如在可選的BOG壓縮機(jī)80內(nèi)加壓而不脫離該設(shè)備的使用范圍 (operational envelope)。BOG流15傳送至第一流量分離裝置220，在那里被分成蒸發(fā)氣體熱交換器供給流 25和蒸發(fā)氣體旁通流35。BOG熱交換器供給流25傳送至蒸發(fā)氣體熱交換器40的第一進(jìn)口 41。BOG熱交換器40可選自包括印刷電路板熱交換器和纏繞式熱交換器的組。利用供給到BOG熱交換器 40的第二進(jìn)口 42的過程流135來加熱BOG熱交換器供給流25，從而在第一出口 43處提供暖熱蒸發(fā)氣體流45并且在第二出口 44處提供冷卻的過程流195。過程流135可以是需要冷卻的任何一種合適的可用過程流。過程流135應(yīng)當(dāng)具有比BOG熱交換器供給流25以及蒸發(fā)氣體流15更高的溫度。優(yōu)選的是以設(shè)定的過程流溫度供給過程流135，不過這不是必需的。過程流135可具有在-20到-50°C范圍內(nèi)的溫度。按照這種方式，存在于BOG熱交換器供給流25中的一部分冷能不會由于被周圍熱源進(jìn)行加熱而浪費(fèi)而是傳送至另一個(gè)過程流。第一溫度控制器50將暖熱的BOG流45的溫度確定為測量第一溫度(Tl)。第一溫度控制器50還具有可由操作者輸入的第一設(shè)定點(diǎn)溫度(SP1)。第一溫度控制器50試圖使暖熱的BOG流45的第一溫度(Tl)變?yōu)榈谝辉O(shè)定點(diǎn)溫度(SP1)。第一溫度控制器50通過控制流經(jīng)BOG熱交換器40的過程流135的質(zhì)量流量進(jìn)行暖熱BOG流45的溫度調(diào)節(jié)。流經(jīng)BOG熱交換器40的過程流135的質(zhì)量流量是通過過程流閥(未示出)進(jìn)行控制的，該過程流閥處于熱交換器40上游或下游的管道內(nèi)，因此通過調(diào)節(jié)該閥，流經(jīng)熱交換器400的過程流135的質(zhì)量流量是可改變的。圖2和3的實(shí)施例顯示出過程流閥的可能位置。該過程流閥的設(shè)置可通過由來自第一溫度控制器50的過程閥控制信號指示的過程流調(diào)節(jié)器進(jìn)行調(diào)節(jié)。舉例來說，如果測量第一溫度小于第一設(shè)定點(diǎn)溫度，第一設(shè)定點(diǎn)控制器50將發(fā)送過程閥控制信號，指示過程流調(diào)節(jié)器改變過程流閥的設(shè)置以增加流經(jīng)BOG熱交換器40的過程流135的質(zhì)量流量，增強(qiáng)BOG對熱交換器供給流25的加熱。類似地，如果測量第一溫度大于第一設(shè)定點(diǎn)溫度，第一設(shè)定點(diǎn)控制器50將發(fā)送過程閥控制信號，指示過程流調(diào)節(jié)器改變過程流閥的設(shè)置以減少流經(jīng)BOG熱交換器40的過程流135的質(zhì)量流量，增強(qiáng)對BOG冷卻交換器供給流25的冷卻。第一設(shè)定點(diǎn)溫度可以在-21到_58°C的范圍內(nèi)，更優(yōu)選為大約在-45到_50°C。第一設(shè)定點(diǎn)溫度的選擇可取決于過程流135接近BOG熱交換器40的設(shè)計(jì)接近溫度。在一個(gè)實(shí)施例中，第一設(shè)定點(diǎn)溫度例如可以比過程流135的溫度低幾攝氏度，比如低3°C。第一溫度控制器50的輸入第一設(shè)定點(diǎn)溫度可取決于設(shè)備的工作模式。
在保持模式期間，當(dāng)與裝載模式期間產(chǎn)生的情況相比，蒸發(fā)氣體可能更冷但可能具有更小的質(zhì)量流量時(shí)，第一溫度控制器50可操作來利用BOG熱交換器40中的過程流135 加熱蒸發(fā)氣體。在裝載模式下，當(dāng)蒸發(fā)氣體的溫度可能更高時(shí)，產(chǎn)生的蒸發(fā)氣體的數(shù)量可增加，增加蒸發(fā)氣體流15的質(zhì)量流量?？捎烧舭l(fā)氣體獲得的總冷卻負(fù)荷將會更高因此可增加過程流135的質(zhì)量流量。在另一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)該設(shè)備以保持模式或裝載模式進(jìn)行工作，可將第一設(shè)定點(diǎn)溫度設(shè)為不同的值。舉例來說，第一設(shè)定點(diǎn)溫度在裝載模式下可能低于保持模式。然后由BOG熱交換器40供給的暖熱的BOG流45傳送至第一流混合裝置230，在這里暖熱的BOG流與BOG旁通流35混合以提供溫度受控的BOG流55。溫度受控的BOG流 55的溫度是由暖熱的BOG流45和BOG旁通流55的相對質(zhì)量流量和溫度確定的，后者處于較低溫度因?yàn)樗丛贐OG熱交換器40中加熱。第二溫度控制器60將溫度受控的BOG流55的溫度確定為測量第二溫度(T2)。第二溫度控制器60具有可由操作者輸入的第二設(shè)定點(diǎn)溫度(SP2)。第二溫度控制器60試圖使溫度受控的BOG流55的第二溫度(T2)變至第二設(shè)定點(diǎn)溫度(SP2)。第二溫度控制器60 通過控制暖熱BOG流45和BOG旁通流35的相對質(zhì)量流量進(jìn)行對溫度受控的暖熱BOG流55 的溫度調(diào)節(jié)。第二溫度控制器60可操作來通過沿著BOG旁通流35分移蒸發(fā)氣體從而減少由BOG熱交換器40對BOG熱交換器供給流25的加熱。通常，第二設(shè)定點(diǎn)溫度低于第一設(shè)定點(diǎn)溫度。這要求對暖熱的BOG流45進(jìn)行冷卻，因此較低溫的BOG旁通流35在裝載和保持模式期間具有正(positive)質(zhì)量流量。因此BOG旁通流35用來在將其添加到第一流混合裝置230時(shí)降低暖熱BOG流45的溫度。暖熱的BOG流45和BOG旁通流35的相對質(zhì)量流量可以通過一個(gè)或多個(gè)流量控制閥(未示出)進(jìn)行控制。這種流量控制閥可位于任何一個(gè)管道中，允許對相關(guān)流的質(zhì)量流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。圖2和3中的實(shí)施例顯示出這些流量控制閥的可能位置，例如位于BOG旁通流 35、BOG熱交換器供給流25和暖熱的BOG流45中的一個(gè)或多個(gè)里。一個(gè)或多個(gè)流量控制閥的設(shè)置可通過由來自第二溫度控制器60的流量控制閥信號指示的流量控制調(diào)節(jié)器進(jìn)行調(diào)節(jié)。舉例來說，如果測量第二溫度小于第二設(shè)定點(diǎn)溫度，第二設(shè)定點(diǎn)控制器60將發(fā)送流量控制閥信號，指示一個(gè)或多個(gè)流量控制調(diào)節(jié)器改變一個(gè)或多個(gè)流量控制閥的設(shè)置來增加暖熱的BOG分流45與BOG旁通流35相比的相對質(zhì)量流量， 增強(qiáng)通過暖熱的BOG流45對BOG旁通流35的加熱。類似地，如果測量第二溫度大于第二設(shè)定點(diǎn)溫度，第二設(shè)定點(diǎn)控制器60將發(fā)送流量控制閥信號，指示一個(gè)或多個(gè)流量控制調(diào)節(jié)器改變一個(gè)或多個(gè)流量控制閥的設(shè)置來減少暖熱的BOG分流45與BOG旁通流35相比的相對質(zhì)量流量，增強(qiáng)通過BOG旁通流35對暖熱的BOG流45的冷卻。第二溫度控制器60的輸入第二設(shè)定點(diǎn)溫度可取決于設(shè)備的工作模式。在保持模式期間，蒸發(fā)氣體的溫度和質(zhì)量流量與裝載模式相比要低。BOG流15的溫度通常低于裝載模式下，因?yàn)檫M(jìn)入儲罐和相關(guān)管道系統(tǒng)的僅有熱量是通過絕熱材料泄漏的結(jié)果。蒸發(fā)氣體的質(zhì)量流量通常低于裝載模式下，因?yàn)闆]有運(yùn)載容器來產(chǎn)生另外的蒸發(fā)氣體。在保持模式下，第一溫度控制器50可以用來利用過程流135來加熱蒸發(fā)氣體。如果在第二設(shè)定點(diǎn)溫度或接近這個(gè)溫度供給暖熱的BOG流45，第二溫度控制器60的一個(gè)或多個(gè)流量控制閥(未示出)可操作來有效地限制BOG旁通流35的質(zhì)量流量。因此，大部分質(zhì)量流量將按照第一溫度控制器50所控制的通過BOG熱交換器供給流25通往BOG熱交換器 40。如果在高于第二設(shè)定點(diǎn)溫度下供給暖熱的BOG流45，由第二溫度控制器60操作的一個(gè)或多個(gè)流量控制閥可操作來提供BOG旁通流35的質(zhì)量流量以冷卻暖熱的BOG流45，從而使溫度受控的BOG流55的測量第二溫度向第二設(shè)定點(diǎn)溫度變動(dòng)。在裝載模式下，例如由于從運(yùn)載容器傳遞蒸發(fā)氣體的鼓風(fēng)機(jī)的過熱，BOG供給流 15的溫度可能高于保持模式下。第二溫度控制器60可以檢測到由于更熱的BOG旁通流35 而導(dǎo)致的溫度受控的BOG流55的溫度增加。由于可能需要對蒸發(fā)氣體的較少加熱來提供穩(wěn)定的溫度受控的BOG流55，第二溫度控制器60可操作來相對于BOG熱交換器供給流25 增加BOG旁通流35的質(zhì)量流量，因此減少蒸發(fā)氣體的熱量輸入。由于在運(yùn)載容器中產(chǎn)生并返回到設(shè)備I的另外的蒸發(fā)氣體，在裝載模式期間蒸發(fā)氣體的質(zhì)量流量可明顯增加。與BOG熱交換器供給流25的質(zhì)量流量相比，可以通過增加比在保持模式下更熱的BOG旁通流35的質(zhì)量流量來適應(yīng)這種更高的質(zhì)量流量。在一個(gè)實(shí)施例中，可以將第二設(shè)定點(diǎn)溫度從保持模式下的設(shè)定點(diǎn)逐漸降低到裝載模式下的不同設(shè)定點(diǎn)。舉例來說，如果BOG熱交換器40要求的負(fù)荷超過其設(shè)計(jì)能力，可以進(jìn)行該動(dòng)作。降低輸入第二設(shè)定點(diǎn)溫度會降低溫度受控的BOG流的目標(biāo)溫度。該動(dòng)作將導(dǎo)致 BOG熱交換器所需的負(fù)荷的降低。如果BOG熱交換器達(dá)到其最大設(shè)計(jì)操作符合，尤其可在裝載模式期間進(jìn)行該操作。舉例來說，溫度受控的BOG流的測量第二溫度的這種減小可使可選的BOG壓縮機(jī)80遠(yuǎn)離其設(shè)計(jì)工作溫度，降低壓縮過程的效率。然而，第二設(shè)定點(diǎn)溫度和測量第二溫度優(yōu)選地應(yīng)保持在BOG壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)使用范圍內(nèi)以免損壞。作為替代，在某些實(shí)施例中，可選的暖熱BOG流加熱器65可設(shè)在暖熱BOG流里以進(jìn)一步增加其溫度。例如，在裝載模式期間，如果BOG供給流的熱量需求超過BOG熱交換器 40的負(fù)荷,若提供可選的加熱器65,則可選的加熱器65可用來將測量第一溫度向第一設(shè)定點(diǎn)溫度增加和/或在第一設(shè)定點(diǎn)溫度提供增大的暖熱BOG流的質(zhì)量流速。暖熱BOG流加熱器65還可通過第一溫度控制器進(jìn)行控制。按照這種方式，在此公開的方法和設(shè)備可提供一種溫度受控的BOG流55。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，在此公開的方法和設(shè)備可用作烴供給流液化過程的一部分。烴供給流可以是待冷卻和液化的任何一種合適的氣流，但是通常是由天然氣或石油儲層獲得的天然氣流。作為替代，烴供給流還可由另一個(gè)源獲得，也包括例如費(fèi)-托反應(yīng)的合成源。通常天然氣流是基本上由甲烷組成的烴成分。優(yōu)選地，烴供給流包括至少50mol% 的甲烷，更優(yōu)選為至少80mol%的甲烷。諸如天然氣的烴成分還包括非烴，諸如H2O, N2, CO2, Hg，H2S及其他硫化物和類似物。如果需要，可在冷卻和任何一種液化之前對天然氣進(jìn)行預(yù)處理。預(yù)處理可包括減少和 /或去除例如CO2和H2S的不希望的成分或者其他步驟例如提前冷卻、預(yù)加壓或類似步驟。 因?yàn)檫@些步驟對所屬領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說是眾所周知的，其機(jī)理不在這里進(jìn)行進(jìn)一步論述。
因此，術(shù)語“烴供給流”可還包括進(jìn)行任何處理之前的成分，這種處理包括清洗、脫水和/或洗滌，以及為了減少和/或去除一種或多種化合物或物質(zhì)已經(jīng)部分、大體上或全部處理過的任何一種成分，包括但不限于硫、硫化物、二氧化碳、水、汞和一個(gè)或多個(gè)C2+烴。根據(jù)來源，天然氣可以包括可變數(shù)量的比甲烷更重的烴，例如特別是乙烷、丙烷和丁烷，以及可能更少量的戊烷和芳香族烴。成分根據(jù)氣體的類型和位置改變。常規(guī)來說，在進(jìn)行任一明顯冷卻之前，都要盡可能有效地從烴供給流中去除比甲烷重的烴，這是出于若干理由，例如具有不同的凝固或液化溫度從而引起其堵塞甲烷液化設(shè)備的部分。C2+烴可以通過脫甲烷塔與烴供給流分離或使其在烴供給流中的含量降低，脫甲烷塔將提供富甲烷的頂部烴流和包含C2+烴的底部貧甲烷流。然后底部貧甲烷流可傳送至另一個(gè)分離器以提供液化石油氣(LPG)和冷凝流。分離之后，如此產(chǎn)生的烴流可以被冷卻。冷卻可以通過所屬領(lǐng)域內(nèi)公知的一些方法來實(shí)現(xiàn)。烴流相對于一個(gè)或多個(gè)制冷劑回路中的一個(gè)或多個(gè)制冷劑流傳送。這種制冷劑回路可包括一個(gè)或多個(gè)制冷劑壓縮機(jī)來壓縮至少部分蒸發(fā)的制冷劑流從而提供壓縮制冷劑流。然后可在例如空冷器或水冷器的冷卻器中冷卻壓縮制冷劑流從而提供制冷劑流。制冷劑壓縮機(jī)可由一個(gè)或多個(gè)渦輪機(jī)驅(qū)動(dòng)。烴流的冷卻可以在一個(gè)或多個(gè)階段中進(jìn)行?？稍趦蓚€(gè)或更多個(gè)預(yù)冷熱交換器中使用預(yù)冷制冷劑回路中的預(yù)冷混合制冷劑進(jìn)行初冷卻，也被稱為預(yù)冷卻或輔助冷卻，從而提供預(yù)冷卻的烴流。預(yù)冷烴流優(yōu)選為例如在低于0°C的溫度下被部分液化。優(yōu)選地，這種預(yù)冷熱交換器包括可預(yù)冷卻階段，所有后續(xù)的冷卻都在一個(gè)或多個(gè)主熱交換器中進(jìn)行以在一個(gè)或多個(gè)主和/或次冷卻階段中液化一部分烴流。按照這種方式，可包括兩個(gè)或更多個(gè)冷卻階段，每一階段都具有一個(gè)或多個(gè)步驟、 環(huán)節(jié)等等。例如，每個(gè)冷卻階段可以包括一到五個(gè)熱交換器。烴流或其一部分和/或混合致冷劑可不經(jīng)過一個(gè)冷卻階段的所有熱交換器和/或完全一樣的熱交換器。在一個(gè)實(shí)施例中，烴可以在包括兩個(gè)或三個(gè)冷卻階段的方法中進(jìn)行冷卻和液化。 預(yù)冷卻階段優(yōu)選用來將烴供給流的溫度降到0°c以下，通常在-20°c到-70°c的范圍內(nèi)。主冷卻階段優(yōu)選與預(yù)冷卻階段分開。也就是說，主冷卻階段包括一個(gè)或多個(gè)分開的主熱交換器。主冷卻階段優(yōu)選用來將烴流的溫度降到低于-100°C，所述烴流通常是通過預(yù)冷卻階段冷卻的烴流的至少一部分。用作兩個(gè)或更多個(gè)預(yù)冷卻熱交換器或任意主熱交換器的熱交換器是所屬領(lǐng)域眾所周知的。預(yù)冷卻熱交換器優(yōu)選為管殼式熱交換器。任意主熱交換器中的至少一個(gè)優(yōu)選為所屬領(lǐng)域眾所周知的纏繞式低溫?zé)峤粨Q器。 可選擇地，熱交換器可包括一個(gè)或多個(gè)位于其外殼內(nèi)的冷卻部分，并且每個(gè)冷卻部分都可被認(rèn)為是一個(gè)冷卻階段或與另一個(gè)冷卻位置分離的“熱交換器”。在另一個(gè)實(shí)施例中，混合的預(yù)冷制冷劑流和任何混合的主制冷劑液這兩者中的一個(gè)或兩個(gè)可經(jīng)過一個(gè)或多個(gè)熱交換器，優(yōu)選為上文所述的預(yù)冷和主熱交換器中的兩個(gè)或更多個(gè)，從而提供冷卻的混合制冷劑流。諸如預(yù)冷制冷劑回路或任何主制冷劑回路的混合制冷劑回路中的混合制冷劑可由選擇下組的兩個(gè)或更多個(gè)成分的混合物形成，該組包括氮、甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、丁烷、戊烷等等。在分開的或重疊的制冷劑回路或其它冷卻回路中，可使用一種或多種其它制冷劑。預(yù)冷制冷劑回路可包括混合的預(yù)冷制冷劑。主制冷劑回路可包括混合的主制冷劑。在此所稱的混合制冷劑流或混合制冷劑流包括至少5mol%的兩個(gè)不同成分。更優(yōu)選地，混合致冷劑包括下組中的兩個(gè)或更多個(gè)，該組包括氮、甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、丁燒和戍燒。預(yù)冷混合制冷劑的常見成分可為
曱烷(Cl )0-20 mol% 乙烷(C2 )5-80 mol%
丙燒(C3 )5-80 mol% 丁烷(C4 )0-15 mol% 成分為100 moI%。主冷卻混合制冷劑的常見成分可為
氮0-25 mol%甲烷(Cl)20-70 mol%乙烷(C2 )30-70 mol%丙烷(C3 )0-30 moI%丁烷(C4)0-15 moI%總成分為100 mol%o諸如預(yù)冷過的天然氣流的預(yù)冷過的烴流可被進(jìn)一步冷卻以提供諸如LNG流的液化烴流。液化之后，如果需要，液化烴流可被進(jìn)一步處理。舉例來說，獲得的液化烴可以通過一個(gè)或多個(gè)膨脹裝置進(jìn)行減壓，所述膨脹裝置例如為Joule-Thomson閥和/或低溫渦輪膨脹機(jī)。在另一個(gè)在此公開的實(shí)施例中，液化烴流可流過諸如末端閃蒸器的末端氣液分離器從而提供位于頂部的末端閃蒸氣流和液態(tài)的底部流，后者作為諸如LNG的液態(tài)產(chǎn)品存儲在一個(gè)或多個(gè)液化烴儲罐里。來自這種儲罐的蒸發(fā)氣體可根據(jù)在此所述的方法和設(shè)備進(jìn)行處理。參考附圖，圖2顯示出用來處理、冷卻和液化烴供給流105從而提供液化烴流175 的方法和設(shè)備100。液化烴流175可以傳送至可提供BOG流15的液化烴儲罐10，B0G流可被處理以提供溫度受控的BOG流55。烴供給流105可以是任何一種烴或烴的混合物，例如天然氣。烴供給流105可傳送至處理裝置110，在這里供給流可進(jìn)行處理以去除諸如酸性氣體和重質(zhì)烴的不需要的雜質(zhì)。這種處理對所屬領(lǐng)域普通技術(shù)人員是公知的?？梢酝ㄟ^溶劑萃取將酸性氣體從供給流中去除以提供酸性氣流95a?？梢栽谝粋€(gè)或多個(gè)諸如洗滌塔的分離塔中通過分離去除重質(zhì)烴以提供天然氣液體(NGLs)。顯示出天然氣液體流95b離開處理裝置110。存在于烴供給流105中的大量水也可去除。處理裝置110提供處理過的烴流115。處理過的烴流115是富甲烷流，具有與烴供給流115相比含量降低的酸性氣體和NGLs。處理過的烴流115可以傳送至包括一個(gè)或多個(gè)預(yù)冷熱交換器120的預(yù)冷卻裝置。 一個(gè)或多個(gè)預(yù)冷熱交換器120可在預(yù)冷制冷劑回路中利用諸如預(yù)冷制冷劑的制冷劑來冷卻處理過的烴流115從而提供預(yù)冷過的烴流125。然后可將預(yù)冷過的烴流125傳送至預(yù)冷卻流分離裝置，預(yù)冷卻流分離裝置提供主冷卻烴供給流145和過程流135a，其在這種情況下為主冷卻烴旁通流。主冷卻烴供給流145可傳送至包括一個(gè)或多個(gè)主冷卻熱交換器130的主冷卻裝置。一個(gè)或多個(gè)主冷卻熱交換器130可以利用制冷劑例如主制冷劑回路中的主制冷劑來冷卻主冷卻烴供給流145，從而至少部分地、優(yōu)選完全地液化該烴。一個(gè)或多個(gè)主熱交換器提供液化烴流155a。液化烴流155a是至少部分液化的烴流，并且優(yōu)選為完全液化的烴流。用來冷卻和液化烴的預(yù)冷卻回路和主制冷劑回路的操作的一個(gè)實(shí)例記載于美國專利 US 6，370，910 中。至少部分、優(yōu)選為完全液化的烴流155a可與冷卻的過程流195混合從而提供(混合的)至少部分、優(yōu)選為完全液化的烴流155b。然后在一個(gè)或多個(gè)末端膨脹裝置150諸如Joule-Thomson閥和渦輪膨脹機(jī)中的一個(gè)或兩個(gè)中使(混合的)至少部分、優(yōu)選為完全液化的烴流155b膨脹，以提供膨脹后的部分液化的烴流165。膨脹后的部分液化的烴流165是包括液態(tài)和氣態(tài)成分的兩相流。膨脹后的部分液化的烴流165可傳送至諸如末端閃蒸器的末端氣液分離器160， 從而提供作為底部流的液化烴流175和又被稱為末端閃蒸氣的頂部烴流185。當(dāng)烴供給流 105是天然氣時(shí)，液化烴流175可以是LNG流。液化烴流175可傳送至液化烴儲罐10的第一進(jìn)口 4。液化烴儲罐10可包括將液化烴供給到第二出口 6的浸入式泵210，在第二出口，液化烴作為液化烴供給流215離開儲罐10。液化烴供給流215可將液化烴傳遞到另外的儲罐，例如運(yùn)載容器中的儲罐，例如LNG 運(yùn)載容器(未不出)。在運(yùn)載容器裝載期間，可能在將另外的儲罐和/或連通管道系統(tǒng)冷卻到液化烴的溫度的過程中產(chǎn)生蒸發(fā)氣體。該蒸發(fā)氣體可返回到液化烴儲罐10的第二進(jìn)口 4，作為裝載蒸發(fā)氣體流315。如果需要，至少一部分裝載蒸發(fā)氣體流315可沿管道335直接傳送至蒸發(fā)氣體流15。像可選擇地包括一部分來自管道335的裝載蒸發(fā)氣體一樣，BOG流15還可包括來自末端氣液分離器160的頂部烴，來自頂部烴流175。然后可以根據(jù)在此描述的方法和設(shè)備對BOG流15進(jìn)行處理以提供溫度受控的BOG 流55。在圖2所示實(shí)施例中，BOG流15傳送至第一流量分離裝置220，在那里該流被分成 BOG熱交換器供給流25a和BOG旁通流35a。BOG熱交換器供給流25a傳送至熱交換器供給流流量控制閥20，該閥控制流的質(zhì)量流量以將(受控的)BOG熱交換器供給流25b提供至BOG熱交換器40的第一進(jìn)口 41。BOG旁通流35a傳送至旁通流流量控制閥30，該閥控制該流的質(zhì)量流量從而提供(受控的)BOG 旁通流35b。BOG流流量控制閥20和旁通流流量控制閥30連接到控制閥的設(shè)置的流量控制調(diào)節(jié)器(未示出)。流量控制調(diào)節(jié)器沿流量控制信號線61接收來自第二溫度控制器60的流量控制信號。正如相對于圖I所示實(shí)施例論述的，改變流量控制閥20，30的設(shè)置將調(diào)節(jié)(受控的)BOG熱交換器供給流25b (以及進(jìn)而暖熱的BOG流45)和(受控的)BOG旁通流35b的相對質(zhì)量流量，因此溫度受控的BOG流55的溫度可保持在第二設(shè)定點(diǎn)溫度或接近第二設(shè)定點(diǎn)溫度。然后可將溫度受控的BOG流55傳送至蒸發(fā)氣體壓縮機(jī)氣液分離罐70的進(jìn)口 71， 在這里可以從溫度受控的BOG流55去除液體，從而提供蒸發(fā)氣體壓縮機(jī)供給流75作為出口 72處的頂部流。BOG壓縮機(jī)供給流75可傳送至蒸發(fā)氣體壓縮機(jī)80的進(jìn)口 81。BOG壓縮機(jī)供給流 75是溫度受控的流，因?yàn)樗醋詼囟仁芸氐腂OG流55。BOG壓縮機(jī)88的抽吸因而具有處于受控溫度下的流。這種溫度控制使BOG壓縮機(jī)80的運(yùn)行保持在其操作范圍內(nèi)。來看BOG熱交換器40的操作，對(受控的)BOG熱交換器供給流25b的加熱是由過程流提供的。在這個(gè)實(shí)施例中，過程流是通過如上所述的預(yù)冷卻流分離裝置由預(yù)冷過的烴流125提供的主冷卻烴旁通流135a。主冷卻烴旁通流135a可在固定溫度下由一個(gè)或多個(gè)預(yù)冷熱交換器120產(chǎn)生，例如至少一個(gè)低壓丙烷熱交換器。主冷卻烴旁通流135a傳送至過程流閥170以提供傳送至BOG熱交換器40的第二進(jìn)口 42的(受控的)主冷卻烴旁通流135b。(受控的)主冷卻烴旁通流135b的質(zhì)量流量是通過過程流閥170的設(shè)置進(jìn)行控制的。過程流閥170的設(shè)置是由過程流調(diào)節(jié)器控制的，該調(diào)節(jié)器沿過程控制信號線51接收來自第一溫度控制器50的過程控制信號。按照這種方式， 暖熱BOG流45的第一溫度可以通過改變(受控的)主冷卻烴旁通流135b的質(zhì)量流量進(jìn)行控制。BOG熱交換器利用(受控的)BOG熱交換器供給流25b冷卻(受控的)主冷卻烴旁通流135b，從而提供冷卻的主冷卻烴旁通流195作為冷卻的過程流。當(dāng)冷卻的主冷卻烴旁通流195至少部分、優(yōu)選全部液化時(shí)，其可與來自一個(gè)或多個(gè)主熱交換器130的至少部分、優(yōu)選全部液化的烴流155a混合，以提供(混合的)至少部分、優(yōu)選全部液化的烴流155b。按照這種方式，來自蒸發(fā)氣體的一部分冷能可再次循環(huán)到烴過程流內(nèi)，因此它可以繞過一個(gè)或多個(gè)主熱交換器130以便降低一個(gè)或多個(gè)主熱交換器130的冷卻負(fù)荷。圖3顯示出用來處理、冷卻和液化烴供給流105從而提供液化烴流175的替代方法和設(shè)備100。液化烴流175可以傳送至可提供BOG流15的液化烴儲罐10，B0G流其被處理以產(chǎn)生溫度受控的BOG流55。在這個(gè)實(shí)施例中，過程流135c包括來自一個(gè)或多個(gè)主熱交換器130的主制冷劑。 尤其是，過程流135c可以是從例如美國專利US6，370, 910中所述的混合制冷劑回路中的混合制冷劑分離裝置獲得的輕質(zhì)混合制冷劑流?？梢酝ㄟ^形成部分冷凝的混合制冷劑流并且通常通過混合制冷劑分離裝置使氣相從部分冷凝的混合制冷劑流中分離而形成輕質(zhì)混合制冷劑流，從而從混合制冷劑流中導(dǎo)出這種輕質(zhì)混合制冷劑流。輕質(zhì)混合制冷劑流135c傳送至BOG熱交換器40的第二進(jìn)口，在那里利用BOG熱交換器供給流25進(jìn)行加熱從而提供冷卻的輕質(zhì)混合制冷劑流195a。在這種情況下，經(jīng)過BOG熱交換器40的輕質(zhì)混合制冷劑的質(zhì)量流量由處于BOG熱交換器40下游而非上游的過程流閥170a進(jìn)行控制。過程流閥170a提供能返回到一個(gè)或多個(gè)熱交換器130的(受控的)冷卻的輕質(zhì)混合制冷劑流195b。過程流閥170a是由過程流調(diào)節(jié)器在具有過程控制信號線51內(nèi)的來自第一溫度控制器50的過程控制信號的情況下控制。按照這種方式，暖熱的BOG流的第一溫度是可以控制的。過程流閥170a可在過程流中產(chǎn)生大壓降，因此具有兩相流的低壓區(qū)域可出現(xiàn)在該閥的下游。優(yōu)選的是在BOG熱交換器40的下游產(chǎn)生這種低壓區(qū)域。如果過程流閥170a 位于BOG熱交換器40的上游，該交換器必須適合于接收兩相流體。這會增加BOG熱交換器 40的成本。圖3所示實(shí)施例還顯示出由第二溫度控制器60控制的BOG流流量控制閥20a的替代位置。它不是在BOG熱交換器供給流25中設(shè)置在BOG熱交換器40上游，而是設(shè)在流出熱交換器40第一出口 43的暖熱BOG流45a中的下游。暖熱BOG流45a傳送至BOG流流量控制閥20a，該閥提供將在第一流混合裝置230中與(受控的)BOG旁通流35b混合的(受控的)暖熱BOG流45b。因此，BOG熱交換器40下游的BOG流流量控制閥20a用來控制暖熱BOG流/BOG熱交換器供給流25的質(zhì)量流量。結(jié)合旁通流流量控制閥30，就能夠控制暖熱BOG流/BOG熱交換器供給流25以及BOG旁通流35a/ (受控的)BOG旁通流35b的相對質(zhì)量流量從而以提供處于第二設(shè)定點(diǎn)溫度的溫度受控的BOG流。第一溫度控制器50可以位于BOG流流量控制閥20a的上游或下游。圖3顯示出在暖熱BOG流45a中位于BOG流流量控制閥20a上游的第一溫度控制器50。通過將第一溫度控制器50設(shè)在BOG流流量控制閥20的上游，可在由于BOG流流量控制閥20a的操作產(chǎn)生的暖熱BOG流45a的任何流量變化之前確定第一溫度。在一個(gè)替代實(shí)施例(未示出)中，第一溫度控制器50可定位為測量冷卻的過程流 195的溫度。在這種情況下，優(yōu)選的是，第一溫度控制器50位于BOG熱交換器40和過程流閥170a之間，因此可在由于過程流閥170a的操作產(chǎn)生的冷卻的過程流195的任何壓力或溫度變化之前確定第一溫度。因此，第一設(shè)定點(diǎn)溫度不同于圖I和2所示實(shí)施例提出的，而是對冷卻過程流195來說可在-137到-162°C的范圍內(nèi)。雖然本發(fā)明未不限于這種情況，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說顯而易見的是，上述技術(shù)在蒸發(fā)氣體溫度可改變的情況下是特別有利的，例如當(dāng)液化設(shè)備在工作模式間變動(dòng)時(shí)。當(dāng)處于保持模式時(shí)，蒸發(fā)氣體將首先產(chǎn)生于低溫儲罐。蒸發(fā)氣體的溫度將接近低溫溫度。例如，如果液化烴是液化天然氣(LNG)，來自儲罐的蒸發(fā)氣體可以處于小于-150°C 的溫度。然而，當(dāng)液化烴運(yùn)載裝置例如LNG運(yùn)載容器到達(dá)從液化設(shè)備接收LNG的位置時(shí)，設(shè)備將從保持模式變成裝載模式。在裝載模式期間，連接液化設(shè)備的低溫儲罐和液化烴運(yùn)載裝置的管道系統(tǒng)和液化烴運(yùn)載裝置的低溫儲罐可能高于低溫溫度。因此裝載過程可能會由經(jīng)由連接管道系統(tǒng)進(jìn)入運(yùn)載裝置儲罐的液化烴產(chǎn)生蒸發(fā)氣體，這種蒸發(fā)氣體明顯比保持模式下液化設(shè)備低溫儲罐產(chǎn)生的蒸發(fā)氣體熱。如果液化烴本身用來提供對連接管道系統(tǒng)和運(yùn)載裝置儲罐的冷卻，將尤其會這樣。另外，將產(chǎn)生于運(yùn)載容器的蒸發(fā)氣體傳遞至液化設(shè)備的鼓風(fēng)機(jī)可能會使氣體過熱，提高蒸發(fā)氣體的溫度。此外，與保持模式相比，由于連接儲罐至運(yùn)載容器的其他管道系統(tǒng)和運(yùn)載容器的儲罐，在裝載模式期間可能會產(chǎn)生明顯更多的蒸發(fā)氣體。因此，至少在液化設(shè)備裝載模式的初期，與保持模式期間產(chǎn)生的蒸發(fā)氣體相比，可在更高溫下并且以更大的數(shù)量產(chǎn)生蒸發(fā)氣體。在保持模式期間，蒸發(fā)氣體流的溫度和質(zhì)量流速與裝載模式期間相比更低。第一溫度控制器可操作來通過改變過程流的質(zhì)量流量使測量第一溫度保持在第一設(shè)定點(diǎn)，從而向BOG熱交換器提供所需熱量來加熱BOG熱交換器供給流直至達(dá)到第一設(shè)定點(diǎn)溫度。當(dāng)?shù)诙囟瓤刂破鞯牡诙O(shè)定點(diǎn)溫度選擇成小于第一設(shè)定點(diǎn)溫度時(shí)，這可以通過以下方式實(shí)現(xiàn)通過與更冷的BOG旁通流相混合來降低暖熱的BOG流的溫度至第二設(shè)定點(diǎn)溫度。BOG旁通流可處于比第一設(shè)定點(diǎn)溫度更低的溫度，因?yàn)樗唇?jīng)過BOG熱交換器。BOG 旁通流一般還低于第二設(shè)定點(diǎn)溫度。第二溫度控制器可以控制暖熱的BOG流和BOG旁通流中的一個(gè)或兩個(gè)的相對質(zhì)量流量從而獲得第二設(shè)定點(diǎn)溫度。舉例來說，當(dāng)測量第二溫度高于第二設(shè)定點(diǎn)溫度時(shí)，第二溫度控制器會增加BOG 旁通流的質(zhì)量流速和/或降低BOG熱交換器供給流的質(zhì)量流速。當(dāng)測量第二溫度低于第二設(shè)定點(diǎn)溫度時(shí)，第二溫度控制器會減少BOG旁通流的質(zhì)量流速和/或增加BOG熱交換器供給流的質(zhì)量流速。當(dāng)設(shè)備變?yōu)檠b載模式時(shí)，蒸發(fā)氣體流的溫度和質(zhì)量流量與保持模式相比會增加。 第一溫度控制器可作用來通過改變過程流的質(zhì)量流速將暖熱的BOG流保持在第一設(shè)定點(diǎn)溫度以改變BOG熱交換器的負(fù)荷。這可包括增加過程流的質(zhì)量流量以向BOG供給流的更高質(zhì)量流量提供額外的加熱，或者，如果由于其高溫需要對BOG供給流加熱較少，減少過程流的質(zhì)量流量。很明顯，在一個(gè)實(shí)施例中，BOG熱交換器具有的尺寸可設(shè)置成為BOG供給流提供最大的所需負(fù)荷。在裝載模式期間，由BOG流的增加質(zhì)量流量引起的額外的負(fù)荷通常大于由于BOG流溫度的增加造成的負(fù)荷減少。因此裝載模式產(chǎn)生最大的BOG熱交換器負(fù)荷。正如已經(jīng)論述過的，當(dāng)?shù)诙囟瓤刂破鞯牡诙O(shè)定點(diǎn)溫度選擇成小于第一設(shè)定點(diǎn)溫度時(shí)，暖熱的BOG流的溫度通過與BOG旁通流混合而降低到第二設(shè)定點(diǎn)溫度。當(dāng)從保持模式變成裝載模式時(shí)，用來冷卻暖熱BOG流的BOG旁通流的溫度將會增加。這可被第二溫度控制器檢測為測量第二溫度的上升。因此，第二溫度控制器可操作來增加BOG旁通流的質(zhì)量流量和/或降低BOG熱交換器供給流的質(zhì)量流量，從而使溫度受控的BOG流的溫度降至第二設(shè)定點(diǎn)溫度。換個(gè)角度看，因?yàn)槲丛贐OG熱交換器中進(jìn)行加熱而處于比溫?zé)酈OG流更低溫度的BOG旁通流可為下游經(jīng)過BOG熱交換器的暖熱BOG流提供冷卻。當(dāng)系統(tǒng)返回到保持模式時(shí)，蒸發(fā)氣體流的溫度和質(zhì)量流量會下降。這可被檢測為由于BOG旁通流溫度的下降而造成的測量第二溫度下降到低于第二設(shè)定點(diǎn)溫度。為此，優(yōu)選的是保持BOG旁通流中的質(zhì)量流量。第二溫度控制器將通過降低BOG旁通流的質(zhì)量流量和/或增加BOG熱交換器供給流的質(zhì)量流量而作出反應(yīng)，以便使溫度受控的BOG流的溫度向第二設(shè)定點(diǎn)溫度升高。第一溫度控制器還可以檢測到由于BOG熱交換器供給流的溫度下降而造成的測量第一溫度下降到低于第一設(shè)定點(diǎn)溫度，這在過程流提供的負(fù)荷沒有變化的情況下將導(dǎo)致暖熱BOG流的溫度下降。第一溫度控制器可通過增加過程流的質(zhì)量流量做出反應(yīng)以便為當(dāng)前溫度較低的BOG熱交換器供給流提供額外冷卻，致使暖熱BOG流的溫度增至第一設(shè)定點(diǎn)溫度。在這種情況下，第一和第二溫度控制器可以同時(shí)檢測出測量第一溫度和測量第二溫度的降低。按照這種方式，可在要求溫度下向BOG壓縮機(jī)提供溫度受控的蒸發(fā)氣體流。這種溫度可在蒸發(fā)氣體流和過程流的溫度范圍內(nèi)。蒸發(fā)氣體流的溫度可取決于設(shè)備處于保持模式還是裝載模式。本發(fā)明可用來通過由過程流提供加熱來防止過低溫度的流經(jīng)過BOG壓縮機(jī)，例如在保持模式期間。所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會理解，本發(fā)明可以許多不同方式實(shí)現(xiàn)而不脫離所附權(quán)利要求的范圍。
權(quán)利要求
1.一種處理來自低溫存儲液化烴儲備的蒸發(fā)氣體流的方法，至少包括以下步驟-由液化烴儲罐提供蒸發(fā)氣體(BOG)流；一將BOG流分成BOG熱交換器供給流和BOG旁通流；-使BOG熱交換器內(nèi)的BOG熱交換器供給流與過程流進(jìn)行熱交換，由此提供暖熱的BOG 流和冷卻的過程流；一使暖熱的BOG流與BOG旁通流混合從而提供溫度受控的BOG流；其中，響應(yīng)于(i )暖熱的BOG流和(ii )冷卻的過程流這兩者中的至少一個(gè)的測量第一溫度對過程流的質(zhì)量流量進(jìn)行控制從而使測量第一溫度向第一設(shè)定點(diǎn)溫度變動(dòng)，并且響應(yīng)于溫度受控的BOG流的測量第二溫度對BOG熱交換器供給流和BOG旁通流中的一個(gè)或兩個(gè)的質(zhì)量流量進(jìn)行控制，從而使測量第二溫度向第二設(shè)定點(diǎn)溫度變動(dòng)。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，進(jìn)一步包括如下步驟一將溫度受控的BOG流傳送至BOG壓縮機(jī)氣液分離罐以提供BOG壓縮機(jī)供給流；一在BOG壓縮機(jī)內(nèi)壓縮BOG壓縮機(jī)供給流以提供壓縮的BOG流。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法，其特征在于，過程流是在預(yù)設(shè)的過程流溫度下提供的。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，響應(yīng)于暖熱的BOG流的測量第一溫度來控制過程流的質(zhì)量流量包括如下步驟一利用具有第一設(shè)定點(diǎn)溫度的第一溫度控制器確定暖熱的BOG流的測量第一溫度； 一通過調(diào)節(jié)過程流閥改變過程流的質(zhì)量流量來使測量第一溫度向第一設(shè)定點(diǎn)溫度變動(dòng)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，響應(yīng)于溫度受控的BOG流的測量第二溫度來控制BOG熱交換器供給流和BOG旁通流中的一個(gè)或兩個(gè)的質(zhì)量流量包括如下步驟一利用具有第二設(shè)定點(diǎn)溫度的第二溫度控制器確定溫度受控的BOG流的測量第二溫度；一通過分別調(diào)節(jié)供給流閥和旁通流閥改變BOG熱交換器供給流和BOG旁通流中的一個(gè)或兩個(gè)的質(zhì)量流量來使測量第二溫度向第二設(shè)定點(diǎn)溫度變化。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括一提供烴供給流；一液化至少部分烴供給流，包括與在制冷劑回路中循環(huán)的至少一種制冷劑進(jìn)行熱交換從而提供液化烴流；一將至少部分液化烴流加入到液化烴儲罐內(nèi)的低溫存儲液化烴儲備中。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，過程流至少包括來自烴供給流的一部分， 所述來自烴供給流的一部分在BOG熱交換器中進(jìn)行熱交換之后被至少部分地加入到液化烴儲罐內(nèi)的低溫存儲液化烴儲備中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，過程流中的所述來自烴供給流的一部分是由滑流形成的，該滑流繞過與在制冷劑回路中循環(huán)的所述至少一種制冷劑進(jìn)行的熱交換的至少一部分，以便在BOG熱交換器內(nèi)進(jìn)行熱交換。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，過程流至少包括從在制冷劑回路中循環(huán)的至少一種制冷劑中獲得的一制冷劑流。
10.根據(jù)權(quán)利要求6-9中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，將至少部分液化烴流加入到低溫存儲液化烴儲備中的步驟包括如下步驟一在一個(gè)或多個(gè)末端膨脹裝置中使液化烴流膨脹以提供膨脹的至少部分液化的烴流；一將膨脹的至少部分液化的烴流傳送至末端閃蒸器以提供液化烴流和頂部烴流；一將液化烴流傳送至低溫儲罐；和一將頂部烴流加入到蒸發(fā)氣體流中。
11.一種用來處理來自低溫存儲液化烴儲備的蒸發(fā)氣體(BOG)流的設(shè)備，所述設(shè)備至少包括一用來存儲液化烴儲備的液化烴儲罐，該液化烴儲罐具有允許液化烴流進(jìn)入該液化烴儲罐的第一進(jìn)口和允許蒸發(fā)氣體流流出該液化烴儲罐的第一出口 ；一將蒸發(fā)氣體流分成BOG熱交換器供給流和BOG旁通流的第一流量分離裝置；一用來通過與過程流的熱交換來加熱BOG熱交換器供給流的BOG熱交換器，該BOG熱交換器具有用來接收BOG熱交換器供給流的第一進(jìn)口和用來排出暖熱的BOG流的第一出口，以及用來接收過程流的第二進(jìn)口和用來排出冷卻的過程流的第二出口 ；一用來使BOG旁通流與暖熱的BOG流混合從而提供溫度受控的蒸發(fā)氣體流的第一流混合裝置；一用來控制BOG熱交換器供給流和BOG旁通流中的至少一個(gè)的質(zhì)量流量的一個(gè)或多個(gè)流量控制閥；一用來控制過程流的質(zhì)量流量的過程流閥；一第一溫度控制器，用來確定(i )暖熱的BOG流和(ii )冷卻的過程流中的至少一個(gè)的測量第一溫度，并且具有第一設(shè)定點(diǎn)溫度，所述第一溫度控制器被設(shè)置為調(diào)節(jié)過程流閥從而使測量第一溫度向第一設(shè)定點(diǎn)溫度變動(dòng)；和一第二溫度控制器，用來確定溫度受控的蒸發(fā)氣體流的測量第二溫度，并且具有第二設(shè)定點(diǎn)溫度，所述第二溫度控制器被設(shè)置為調(diào)節(jié)所述一個(gè)或多個(gè)流量控制閥從而使測量第二溫度向第二設(shè)定點(diǎn)溫度變動(dòng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括-BOG壓縮機(jī)氣液分離罐，所述BOG壓縮機(jī)氣液分離罐具有用于溫度受控BOG流的進(jìn)口和用于BOG壓縮機(jī)供給流的出口 ；-BOG壓縮機(jī)，所述BOG壓縮機(jī)具有用來接收BOG壓縮機(jī)供給流的、連接到BOG壓縮機(jī)氣液分離罐的出口的進(jìn)口和用于壓縮BOG流的出口。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括一主冷卻裝置，所述主冷卻裝置包括一個(gè)或多個(gè)主冷卻熱交換器，用來通過與制冷劑的熱交換來液化至少一部分烴供給流，從而獲得液化烴流；一用于使制冷劑循環(huán)的制冷劑回路；其中主冷卻裝置連接到液化烴儲罐從而允許至少部分液化烴流加入到液化烴儲罐內(nèi)的低溫存儲液化烴儲備中。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其特征在于，BOG熱交換器的第二進(jìn)口設(shè)置為接收來自烴供給流的至少一部分，由此過程流包括來自烴供給流的至少一部分，并且BOG熱交換器的第二出口連接到液化烴儲罐。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其特征在于，BOG熱交換器的第二進(jìn)口和第二出口連接到制冷劑回路，由此過程流包括至少一部分制冷劑。
全文摘要
來自液化烴儲罐的蒸發(fā)氣體(BOG)流(15)被分成BOG熱交換器供給流(25)和BOG旁通流(35)。BOG熱交換器供給流(25)在BOG熱交換器(40)中與過程流(135)進(jìn)行熱交換，因此提供暖熱的BOG流(45)和冷卻的過程流(195)。暖熱的BOG流(45)與BOG旁通流(35)混合從而提供溫度受控的BOG流(55)。在此，響應(yīng)于(i)暖熱的BOG流(45)和(ii)冷卻的過程流(195)中的至少一個(gè)的測量第一溫度控制過程流(135)的質(zhì)量流量，從而使測量第一溫度向第一設(shè)定點(diǎn)溫度變動(dòng)；并且響應(yīng)于溫度受控的BOG流(55)的測量第二溫度控制BOG熱交換器供給流(25)和BOG旁通流(35)中的一個(gè)或兩個(gè)的質(zhì)量流量，從而使第二控制溫度向第二設(shè)定點(diǎn)溫度變動(dòng)。
文檔編號F17C1/00GK102612621SQ201080052168
公開日2012年7月25日 申請日期2010年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月18日
發(fā)明者K·J·文克, P·M·鮑陸斯 申請人:國際殼牌研究有限公司