无泵LNG加注工艺和BOG气体回收技术及其优势分析

无泵LNG 加注工艺和BOG 气体回收技术及其优势分析郜慧勇（山西晋煤天源化工有限公司，山西高平048400）引言LNG 作为一种清洁能源，广泛应用于各行各业。

为满足LNG 汽车方便快捷的补充LNG 的要求，新建了大量的LNG 加气站。

传统加气站采用低温潜液泵，泵产生热量及长时间预冷，使BOG （罐内LNG 汽化产生的闪蒸气）增加，造成排放高；同时加气时，LNG 车载瓶里的气体回LNG 储罐后，无法回到车载瓶，储罐升压快，同样也造成排放，造成气体的浪费及环境污染。

随着国家对节能减排的要求越来越高，企业对节能减排也越来越重视。

针对目前加气站存在的这些问题，以下介绍了一种最新的加气技术———无泵LNG 加注技术和BOG 气体回收技术，此技术彻底淘汰了低温泵和泵池，带吹扫补气功能，计量精度高、排放少、安全、高效、节能环保。

1无泵加注技术原理无泵加注技术的主要原理是利用压差进行加注，压差是流动的动力。

无泵加注的工作示意图见图1。

无泵加注首先要建立LNG 储罐和LNG 车载瓶之间的压差，利用压差，使LNG 储罐的液体流向LNG 车载瓶。

压差建立方式：（1）通过汽化器，使LNG 储罐压力升高，维持在较高的工作压力（1.3MPa ）。

（2）当车载瓶压力低于1.3MPa 时，只需要打开阀门，就可以实现加注，且加注过程的能耗很低。

当LNG 车载瓶压力高于1.3MPa ，启动双向低温压缩机，抽出LNG 车载瓶中的气体，使车载瓶压力低于1.3MPa ，实现加注。

（3）加注结束时，还可利用双向低温压缩机给车载瓶进行补气，使LNG 汽车不用启动增压器，就可以进行车载瓶的增压。

2无泵加液工艺的加液机流程无泵加液工艺的加液机流程见图2。

无泵加液机主要有如下流程：预冷、加液、回气、吹扫、补气，通过四通换向阀及气动阀的切换、开关来实现不同的流程。

摘要介绍了无泵加注技术的原理及加注工作流程。

详细介绍了无泵加液工艺的加液、回气、补气吹扫、预冷等流程，分析了无泵加液机流程LNG 加注技术和BOG 气体回收技术相对传统加气站的优势：该技术具有安装简单、操作安全、预冷速度快、运行成本及造价低、节能环保等优点。

关键词LNG 加气站，无泵LNG 加液，BOG ，气体回收，压差文章编号：1005-9598(2018)-S1-0022-03中图分类号：TE89文献标识码：A收稿日期：2018-06-15作者简介：郜慧勇（1982—），男，山西高平，助理工程师，学士，2016年本科毕业于太原理工大学化工工艺专业，现从事节能工艺管理方面工作，E-mail ：ghyjmty@ 。

第46卷增刊2018年7月煤化工Coal Chemical IndustrySupplement Jul.2018图1无泵加注的工作示意图2018年7月2.1加液和回气过程在进行加气过程中，储罐中LNG 由储罐液相接口进入气液分离器，进行气液分离后，只有液体由底部进入流量计，通过加液枪，给车载瓶进行加液，分离出的气体与通过回气枪的回气一起进入换热器升温，然后进行回气。

当需要给车载瓶回气时，压缩机运转，车载瓶中BOG 气体通过回气枪，经气体流量计进入换热器升温后，通过四通换向阀进入压缩机，气体经压缩机压缩后，通过四通换向阀进入换热器降温后，再进入LNG 储罐，完成加液和回气的过程。

流量计单独计量气体或液体是比较准确的，而对于两相的计量误差比较大。

在加液机设置气液分离器，对气液进行分离，只有液体由底部进入流量计，达到了更高的计量精度。

设置换热器的目的是提高进压缩机的BOG 气体温度和降低进入储罐的BOG 气体温度。

2.2补气吹扫过程车载瓶加液结束后，若车载瓶中压力不足，往往车速提不起来，车辆需要开启增压器进行增压。

而无泵加气机则可以实现给车载瓶补气的功能。

补气吹扫时，四通换向阀动作换向，压缩机启动。

BOG 气体从LNG 气相储罐经换热器升温后，经四通换向阀进入压缩机，经压缩机压缩后，通过四通换向阀，进入换热器降温后，进入气体流量计，经连接气相管路和液相管路的气动阀及加液软管和加液枪进入车载瓶，完成吹扫软管和补气的过程。

这时加液软管中只有BOG 气体，拔加液枪时不会产生喷液，提高了安全性能[1]。

2.3预冷过程采用无泵加液工艺的预冷速度要比传统的泵撬预冷速度更快，其预冷过程中，因可以使用压缩机强制预冷，只需要1min ~2min ，就可以完成预冷，减少了司机的等待时间。

无泵加液工艺的预冷分为小循环预冷和大循环预冷。

以小循环预冷进行说明，压缩机启动，液体由储罐液相接口进入气液分离器进行预冷，产生的BOG 气体由气液分离器顶部进入换热器，在换热器升温后，经四通换向阀进入压缩机，压缩后的气体经四通换向阀进入换热器，降温后进入LNG 气相储罐。

大循环的预冷也是类似，只是增加了液体经气液分离器底部，再经液体流量计、连接气相管路和液相管路的气动阀，及BOG 气体流量计后，进入换热器流程。

3无泵加注设备的优点通常槽车卸车结束后，LNG 储罐压力很低，可通过汽化器进行增压或从别的罐子抽气进行补气增压。

但如果只设置了一个LNG 储罐，升压后容易造成BOG 气体放散[2]，而无泵技术通过使用2个罐（一大一小或同样大）的配置，做到了每天只要能加注1t 液体，就可以实现零排放。

（1）排除不加注或者加注量极少的情况，以三级站或撬装站为例，无泵工艺设置了两个储罐，一大一小配置，大罐压力较低，小罐压力较高，压力低的液体温度低，压力高的液体温度高，而加注是将高温的液体加注到车载瓶进行使用。

当大罐中的温度升高，通过压缩机抽出大罐中的气体到小罐，因蒸发吸热、冷凝散热，大罐中温度降低、小罐中温度升高，热量从大罐转移到小罐中，进而加注给车载瓶，完成能量的转移，使得大罐始终能保持一个较低的压力，只要每天能加注1t 液体，基本可以做到零排放。

（2）由于无泵加液过程是靠压差完成加注的，因此加注过程中，除了回气需要启动压缩机，其他过程均不需要启动压缩机，所以加注过程耗电量很少。

压缩机的额定功率是7.5kW ，这个功率小于潜液泵（传统加气站中使用）的额定功率，如果车载瓶压力较低，不需要启动压缩机，就可完成加液；如果车载瓶压力较高，回气枪插上压缩机运行，只需不到1min 的时间，就可以完成回气，因此无泵加液耗能较低。

（3）无泵加注工艺的使用寿命更长、维修量更少。

传统的加气站和无泵加气站的动设备分别是潜液泵和压缩机。

潜液泵产生的热量及预冷导致产生了大量的BOG 气体，加之泵固有特点是只能给液体增压，不能给气体增压，造成泵容易损坏、易漏、维修量大。

而放空接口1—气液分离器2—换热器3—四通换向阀4—压缩机5—流量计6—气体流量计图2无泵加液工艺的加液机流程示意图郜慧勇：无泵LNG 加注工艺和BOG 气体回收技术及其优势分析23--2018年增刊煤化工煤化工产业动态：标题新闻●中盐安徽红四方股份有限公司二期30万t/a 合成气制乙二醇联产碳酸二甲酯项目计划7月初投料试开车。

项目建设地点为安徽合肥循环经济示范园，由东华科技设计，采用高化学、宇部兴产合成气制乙二醇技术，华东理工气化工艺包、大连理工甲醇洗工艺包。

●2018年6月19日，陕西延长石油安源化工有限公司100万t 煤焦油加氢项目一期工程（50万t ）投料试车取得成功。

该项目总投资23.95亿元，以现有60万t/a 兰炭装置副产的6万t/a 煤焦油及延长石油集团旗下7家兰炭企业每年副产的70万t 中温煤焦油为原料，采用天然气制氢、VCC 加氢工艺生产轻质化煤焦油。

●6月22日，内蒙古久泰新材料有限公司与空气产品公司举行年产100万t 乙二醇项目煤制合成气装置深度合作签约仪式。

●6月27日，由东华科技公司总承包的黔希煤化工年产30万t 煤制乙二醇项目投产观摩会在贵州毕节黔希煤化工项目基地召开。

该项目于2012年正式开工建设，是目前全国最大的单套煤制乙二醇装置。

据悉，项目预计2018年可生产优质乙二醇10.5万t 、实现产值约7.9亿元、完成税收约1.8亿元、解决就业3000余人，2019年生产优质乙二醇30万t 、实现产值约22.5亿元、创造税收约5.2亿元。

●6月30日，新奥新能能源“年产20万t 稳定轻烃项目”主装置(甲醇产品生产装置)进入试生产，并产出合格甲醇产品。

（全国煤化工信息总站编辑整理）双向低温气体压缩机压缩的为BOG 气体，使用寿命更长。

（4）管路更简单、阀门更少。

无泵加液只需要2根管路将储罐连接到加液机，不需要再经过潜液泵撬，因此其管路更简单，安装费用省，维修量也会减少。

（5）传统加气站由于采用低温泵和泵池，无法埋地，因泵撬安装要低于储罐的位置，所有储罐也无法直埋。

而无泵LNG 加注技术由于没有传统加气站采用的低温泵、泵池，因此储罐可直埋，节省占地、降低投资。

（6）无泵加液机由于具有吹扫软管的过程，拔加液枪时，软管中只有BOG 气体，不会产生喷液，提高了安全性能。

4结论经以上论证总结，无泵LNG 加注技术和BOG 气体回收技术具有安装简单、操作安全、预冷速度快、运行成本及造价低、节能环保等优点，对传统LNG 加气站节能改造具有指导意义。

参考文献：[1]宋振兴.LNG 加气站工艺技术、安全及经济分析[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2010：38-39.[2]李兵，程香军，陈功剑.LNG 接受站BOG 处理技术优化[J].石油与天然气，2012，30（5）：27-30.Analysis of Pump Free LNG Filling Process and BOG Gas Recovery Technology and Its AdvantageGao Huiyong(Shanxi Jinmei Tianyuan Chemical Co.,Ltd.,Gaoping Shanxi 048400,China)Abstract Through the technical principle and process flow description,a detailed introduction of pump free fillingprocess was made,including filling,gas recovery,gas makeup purge,precooling,etc.The advantages of the pump free LNG filling technology and the BOG gas recovery technology relative to the traditional gas filling station was analyzed,and drew the conclusion that this technology had such advantages as simple installation,safe operation,fast precooling speed,low operating cost and construction cost,energy saving and environmental friendly and so on.Key words LNG filling station,pump free LNG filling process,BOG,gas recovery,pressure difference24--。