本发明涉及装备有再气化单元的接收终端的气体处理系统。接收终端可以是船，例如液化气体运输船，或者安装在陆地上以储存液化气体。
背景技术：
现有技术包括文献fr-a1-3066248、fr-a2-3066249和wo-a1-2018/206510。
众所周知，在诸如lng运输器的船上运输几种液化形式的气体，以便于它们的长距离运输。液化气的示例是液化天然气(lng)或液化石油气(lpg)。气体被冷却到非常低的温度，甚至低温，例如对于lng在大气压下为-160℃，因此它们在接近大气压的压力下是液体，并且容易装载到专用船只上。液化天然气和液化石油气在各种工业中被用作各种设备的更清洁和更经济的燃料。
液化天然气可用于lng运输器的操作的能源需求(船的推进和/或船上设备的电力生产)，特别是那些运输液化石油气和/或液化天然气以满足新的环境法规的运输器。这些船上设备通常包括消耗来自蒸发器的气体的热力发动机，该蒸发器由lng运输器的罐中运输的液化气体货物供应。一旦液化气体被运输到期望的目的地，它们通常被储存在陆基或浮动接收终端中，以便能够被出售和/或供应其他设备，例如公共气体分配网络。
陆基或浮动接收终端可以配备再气化单元。后者用于加热液化气体，使其汽化，以便在作为燃料分配之前将其转换回气体(再气化或气化)。在高压下，它的温度从-160℃变化到0℃。浮动接收终端是靠近海岸或在深水中提供的船，其配备有这种单元，并以首字母缩写“fsru”来表示浮动储存和再气化单元。
由于对燃料气体的需求变化很大，再气化对应也是随机操作的。这意味着，如果再气化单元相比于其处于操作中而更频繁地停止，从液化气体的蒸发产生的气体蒸汽(简称为“bog”或“nbog(naturalboil-offgas：自然汽化气体)”)会在罐的上部连续形成。汽化气体的这种增加导致罐中压力的增加。为了降低压力，nbog从罐中提取出来，在燃烧单元中燃烧或排放到环境空气中，这意味着部分货物的损失。此外，众所周知，在气体处理系统的罐的装载(将lng从lng运输器转移到浮动或陆基接收终端)过程中也会形成nbog。实际上，每个罐都包含大量的来自罐冷却(其必须密封和隔热)的bog和由罐中加热的lng产生的nbog。冷却产生的蒸汽不会被装载到罐中的lng重新冷凝。为了补偿nbog的形成，罐的装载速度被降低，这延长了装载时间，装载时间可以加倍并超过十个小时，因此导致lng运输船器的固定。
技术实现要素：
本发明提出提供一种简单、有效和经济的解决方案，使得能够管理罐中气体的自然或强制汽化，特别是在再气化单元的关闭和燃料气体的生产期间。
根据第一方面，本发明提出了一种气体接收终端的气体处理系统，该系统包括：
-用于储存汽化气体和液化气体的至少一个罐，
-至少一个压缩机，
-第一回路，用于向压缩机供应汽化气体，该第一回路连接到与来自罐的汽化气体的出口连接的管线，以及
-再气化单元，包括入口，该入口连接到用于从罐被供应液化气体的管线，
其特征在于它包括:
-第二回路，包括气体入口和气体出口，该气体入口连接到与罐的液化气体出口连接的管线，该气体出口连接到压缩机，所述压缩机包括连接到再气化单元的出口，以及
-第三回路，包括气体入口和液化气体出口，该气体入口连接到与罐的液化气体出口连接的管线，该液化气体出口连接到用于将过冷液化气体重新注入罐的底部以形成过冷气体层的管线，
第二回路被设计用于通过热交换使在第三回路中流通的气体过冷，第三回路被设计用于通过热交换至少加热在第二回路中流通的气体。
因此，本发明使得可以在所有情况下以没有货物损失的方式管理天然汽化气体和可燃气体的生产。特别地，当再气化单元处于操作且供应其它设备所需的天然汽化气体的量较低时，该系统使得可以将汽化气体被转移到再气化单元以用于生产可燃气体。同样，当不需要通过再气化单元生产燃料气体时(生产停止)，通过排放汽化气体来管理罐内的压力，汽化气体将通过罐中的lng被再冷凝。这种设施还使得能够更快地填充陆上或浮动接收终端的罐，因为将在填充过程中产生的nbog可以很容易地通过罐中储存的lng重新冷凝。
根据本发明的装置可以包括彼此分开或彼此组合地采用的以下特征中的一个或多个：
再气化单元包括通过管线连接到罐的出口，
再气化单元包括再冷凝器，该再冷凝器一方面连接到压缩机的出口，另一方面通过管线连接到罐，以便将液化气体返回到罐中，
再气化单元包括至少一个泵和至少一个热交换器，泵安装在再冷凝器和热交换器之间，
第二回路的出口连接到设置在压缩机上游的压缩装置，
该气体处理系统包括第四回路，该第四回路包括入口和出口，该入口连接到汽化气体在其中流通的管线，且该管线连接到压缩机的出口，该第四回路的出口连接到与再气化单元连接的管线，
第二回路被构造成冷却在第四回路中流通的气体，
该系统包括第一热交换器，该第一热交换器包括第二回路的第一部分和第三回路，该第一热交换器被构造成分别允许在第三回路中流通的气体的过冷和在第二回路的第一部分中流通的气体的至少一次加热，
该系统包括第二热交换器，该第二热交换器包括第二回路的第二部分和第一回路，该第二热交换器被构造成允许在第二回路的第二部分中流通的气体的蒸发和在第一回路中流通的气体的冷却，
第二管道的第一部分和第二部分通过第一中间管道连接，
第二热交换器还包括第四回路的第一部分，第二回路的第二部分被构造成冷却在第四回路的第一部分中流通的气体，
该系统包括第三热交换器，该第三热交换器包括第五回路和第四回路的第二部分，该第三热交换器被构造成加热在第五回路中流通的气体并重新液化在第四回路的第二部分中流通的汽化气体，
第四回路的第一部分和第二部分通过第二中间管道连接，
第五回路包括入口和出口，该入口连接到与罐连接的管线，液化气体在该管线中流通，该出口连接到再气化单元，第五回路构造成使在第四回路中流通的汽化气体再液化，
该系统包括单个热交换器，该单个热交换器至少包括第一回路、第二回路和第三回路，
该系统包括装配在输送用于供应压缩机的液化气体的管线上的减压装置，
该系统包括装配在将液化气体输送到再气化单元的管线上的减压装置，
该系统包括结合热交换器功能的热交换器，该热交换器包括第一交换回路和第二交换回路，该第一交换回路和第二交换回路被构造成执行:
从罐中提取并在回路中流通的气体的过冷和从罐中提取并在回路中流通的气体的至少一次加热，或
从罐中提取并在回路中流通的气体的汽化和在回路中流通的汽化气体的再液化，
压缩装置包括串联安装的两个压缩机，
串联安装的每个压缩机的压缩比约为2。
本发明还涉及包括根据前述特征之一的气体处理系统的气体接收终端。
有利地，但不限于，接收终端是浮动接收终端(例如液化气体运输船只(fsru))或陆基接收终端。
本发明还涉及一种用具有任何上述特征的气体处理系统处理气体的方法，该方法包括以下步骤:
从适于储存汽化气体和液化气体的罐中提取汽化的第一部分气体，以便转移到第一回路中并被压缩，
从罐中提取液化的第二部分气体，以供应再气化单元，以及
从罐中提取液化的第三部分气体，以便通过与第二部分气体的热交换来过冷第三部分气体，和用第二部分气体至少一次再加热第一部分气体，
-将过冷的第三部分气体储存在罐的底部，以构成冷储备层。
该方法可以包括彼此独立或彼此结合地采用的下列特征或步骤中的一个或多个：
第三部分气体通过减压和第二部分气体的至少部分蒸发而过冷。
通过与在第一回路中流通的第一部分气体和与液化的第二部分气体进行热交换，使在第三回路中流通的压缩的第一部分气体再液化的步骤，
将再液化的第一部分气体转移到再气化单元的步骤，
将通过与从罐中提取的液化的第四部分气体进行热交换而冷却的压缩的第一部分气体再液化步骤，
罐通过气体处理系统连接至能源生产设备，该能源生产设备旨在被供应汽化气体，并且第三部分气体的过冷是基于能源生产设备或分配网络的汽化气体需求进行的。当分配网络的流速增加时，第二部分气体和第三部分气体的流速增加；同样，当分配网络的流速降低时，第二部分气体和第三部分气体的流速降低。
过量流向压缩机的汽化的第一部分气体通过至少一个热交换器被转移到再气化单元中，
将再液化的第一部分气体和液化的第四部分气体转移到再气化单元的再冷凝器中；根据分配网络的需要，离开再冷凝器的气体被送到分配网络或罐中。当分配网络的流速增加时，第一部分气体和第四部分气体的流速增加；同样，当分配网络的流速降低时，第一部分气体和第四部分气体的流速降低。
将再液化的第一部分气体和液化的第四部分气体转移到再气化单元的再冷凝器中；当再气化单元停止时，离开再冷凝器的气体被送到罐中。
-在再气化单元的再冷凝器中用从罐中提取的气体再冷凝经压缩和冷却的第一部分气体的步骤；离开再冷凝器的气体被送到分配网络。
-在再气化单元中再冷凝的气体被压缩到分配网络的压力，并在被送到分配网络之前蒸发。
附图说明
通过阅读以下以非限制性示例的方式进行的描述并参考附图，将更好地理解本发明，并且本发明的其他细节、特征和优点将变得更加显而易见。在附图中：
图1示出了气体处理系统的第一实施例，该气体处理系统包括根据本发明的储存和再气化单元，并且可以装备浮动接收终端或陆基接收终端；
图2示出了根据本发明第一实施例的气体处理系统的操作模式，具有在系统中流通的气体的温度的例子；
图3示出了根据本发明的气体处理系统的第一实施例的系统的另一种操作模式；
图4示出了根据本发明第一实施例的气体处理系统的又一操作模式；
图5示出了根据本发明的气体处理系统的第一实施例的又一操作模式；
图6是根据本发明的气体处理系统的第二实施例；
图7示出了根据本发明的气体处理系统的第二实施例的气体处理系统的操作模式；
图8是根据本发明的气体处理系统的第二实施例的另一种操作模式；
图9是根据本发明的处理系统的第二实施例的另一种操作模式；
图10是根据本发明的气体处理系统的第二实施例的又一实施例；
图11示出了气体处理系统的另一个实施例，该气体处理系统包括根据本发明的储存和再气化单元，并且可以装备浮动接收终端或陆基接收终端；
图12a示出了具有两个热交换器的气体处理系统的操作模式，其目的是供应燃料气体分配网络；
图12b是与气体处理系统的压缩装置相关的图12的细节视图；
图13具有两个热交换器的气体处理系统的另一种操作模式，用于供应燃料气体分配网络；和
图14是带有两个热交换器的气体处理系统的操作模式，目的是仅管理罐中的气体蒸汽。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的气体处理系统的第一实施例。该系统可以处理从液化气体的自然蒸发产生的气体蒸汽和储存在罐中的液化气体(液体形式)。
在本示例中，气体是包含甲烷的天然气或包含甲烷的气体混合物。
气体处理系统1特别但不排他地适用于从浮动接收终端(例如液化气体运输船只(沿海或深水))或从陆基接收终端供应可燃气体。
气体处理系统包括用于储存液化气体的罐2。图1中仅示出了一个罐，但是该系统当然可以包括其他罐。因此，罐2的数量不受限制。例如，根据接收终端的大小，罐的数量在1至6个范围内。每个罐2可以具有1000至50000立方米的容量。
下文中，“罐”一词应解释为“该罐或每个罐”
罐2可以在预定的压力和温度下容纳液化形式的气体(液化气体)。这些预定温度是非常低的温度，或者在大气压下甚至是-160℃量级的低温。为此，每个罐都包括外壳，用于将在其储存温度下存储的气体与外部环境密封。
一个或多个罐2可以连接到能量生产设备3。该能量产生设备3被设计成满足接收终端的操作的能量需求(电力等)，特别是在船(浮动接收终端)的情况下用于推进和/或用于船上设备的电力生产。这种设备3通常包括热力发动机，例如船上的发动机，消耗来自在船的(多个)罐中运输的气体货物的气体。能量生产设备3还可以包括用于供应再气化单元的设备，该再气化单元将在后面描述。该设备还可以供应分配网络，这也将在后面描述。
有利地，高压压缩机布置在能量生产设备的上游。
罐2包含液化气体2a以及汽化气体2b，汽化气体2b是由罐中液化气体的汽化产生的蒸汽形式，特别是天然汽化。这里的液化气体是指液化天然气(liquefiednaturalgas)的首字母缩略词“lng”。汽化气体或气体蒸汽是由首字母缩略词“bog”或“nbog”来表示天然气汽化气体，与强制汽化气体“fbog”不同。自然地，液化气体2a储存在罐的底部，而汽化气体2b位于罐中的液化气体的上方，称为气体顶部，并由字母n示意性地示出。罐2中的nbog是由于外部环境在罐内部的热量输入、因海洋的运动而导致的液化气体在罐中的运动，例如当将液化气体装载到罐中时，或者甚至当冷却罐以使其达到平衡温度时。
在图1所示的实施例中，气体处理系统包括lng罐2。泵浸没在罐2的lng中，并且优选位于罐的底部，以确保它们仅被供应lng。这里有三个泵，10a、10b、10c。
系统1包括再气化(或气化)单元4，用于蒸发和加热lng，使其从液化形式再次转变为气态形式。再气化单元4连接到燃料气体分配网络300和/或发电站。
再气化单元4包括至少一个再冷凝器、至少一个泵4a或压缩机(见图2、6、11)和至少一个热交换器4b(见图2、6、11)。在本实例中，这里的再冷凝器是瓶5，其使得可以将汽化气体注入液体中，以操允许汽化气体再冷凝成液体形式。事实上，再液化的nbog可能没有完全液化。
泵和热交换器形成一列。根据接收终端的尺寸，再气化单元4可以包括一个或多个并行的列。热交换器使用传热流体，例如环境空气、海水或中间流体，将热能从传热流体传递到lng，从而加热lng。
在该再气化单元4中，泵4a将再冷凝的气体压缩到分配网络的压力，然后在将它送到分配网络之前，在再冷凝器5的出口处用热交换器4b将其蒸发。再冷凝的气体例如由泵加压至10-200巴，优选50-100巴。
泵10a连接到管线11的下端。另一端连接到再气化单元4。特别地，该另一端连接到相瓶5的第一入口。后者包括连接到管道6的出口，管道6联接到上游管线7和下游管线8。至少一个阀和一个泵安装在瓶5出口处的管道6上。泵10a构造成迫使lng在管线11中从罐2的底部流通到再气化单元4，特别是到瓶5。上游管线7连接到罐2，以便将lng输送到罐2的底部。在本示例中，上游管线7通向在描述中稍后描述的管线27。至于下游管线8，它允许液化天然气流通到再气化单元4的其他构件。
有利地，但非限制性地，再气化单元4入口处的压力在2至10巴之间，而再气化单元出口处的压力在60至110巴之间。
泵10b在这里连接到管线12的下端。泵10c又连接到管线13的一端，在这里也是下端。
在一种变型中，可以有更多的每种类型的泵，例如为泵10a、10b、10c提供冗余，或者使用现有的泵，例如已经存在于船上的喷淋泵(在这种情况下，一些泵的功能可以由喷淋泵提供，每个泵存在于单独的罐中)。作为一种变型，也可以使用已经存在于船上的燃料气体泵(在这种情况下，一些的功能可以由(多个)燃料气体泵执行，每个燃料气体泵存在于一个或多个单独的罐中)。
泵流速在10m3/h和550m3/h之间。有利地，但不限于，泵10c以5至15m3/h范围内的流速操作。泵10b以50至60m3/h范围内的流速操作。最后，泵10c以400至600m3/h范围内之间的流速操作。当然，泵10c的流速取决于再气化单元4和接收终端的尺寸和容量。
管线12包括连接到用于喷射液化天然气液滴的吊杆14的上端。喷射吊杆14位于罐2的上部，在水平n上方。因此，吊杆14被构造成将lng的液滴喷射成nbog。这使得可以迫使nbog在罐2中重新冷凝。
泵10b被构造成迫使lng在管线12中从罐2的底部到吊杆14的流通，并确保lng以液滴的形式喷射。实际上，主罐中可能存在气体塔顶(gasoverhead)，而nbog可以在管线中流通。
泵10c构造成迫使管线13中的lng从储罐14的底部流通到热交换器15。管线13包括减压装置16，以便在到达交换器15之前降低在管线13中流通的lng的压力。减压装置16例如包括焦耳-汤姆森效应阀。
因此，lng在管线13中并通过减压装置16的流通导致lng在供应给交换器15之前部分汽化。
在图1所示的例子中，有单个热交换器15。热交换器15包括至少三个热交换回路。有利地，但非限制性地，热交换器15是管、板或盘管交换器。
特别地，热交换器15包括第一回路17，该第一回路17具有连接到管线18的入口，用于向第一回路17供应来自罐的nbog。为此，管线18包括联接到罐的出口20的一端。出口20位于罐2的上部，并通向气体顶部(高于水平n)。nbog通过该管线18从罐2中排出，以便供给设备3。
第一回路17包括连接到至少一个压缩机21的入口的出口。在该实施例中，第一回路17的出口连接到两个压缩机21。由于在接收终端上需要这种类型的压缩机的冗余，这些压缩机21被并行布置，接收终端尤其是浮动终端，这里是船。考虑到其燃料气体供应，(多个)压缩机21的出口连接到设备3。每个压缩机21被构造成将气体压缩到适合其在设备3中使用的操作压力。
热交换器15包括第二回路22，其具有连接到管线13的入口，用于向第二回路22供应离开减压装置16的两相状态的气体。第二回路22包括连接到压缩装置23的出口。这些压缩装置23布置在热交换器15和(多个)压缩机21之间。减压装置16可以将进入回路22的气体的压力降低到120至800巴(绝对压力)，优选300至800巴(绝对压力)。进入压缩机的气体处于用于其操作的正确压力。
同样，压缩装置23允许在系统中过量流通的汽化气体返回到罐中。通常，这些压缩装置的压缩比是2巴。
压缩装置23在这里包括至少一个压缩机。特别地，压缩机的入口连接到第二回路22的出口，并且压缩机的出口连接到至少一个压缩机21的入口。
有利的是，压缩机23还可以将蒸发的lng压缩到设备3所需的压力。
典型地，可以有两个压缩机23并联安装在接收终端上。这些压缩机使得可以在回路22的出口处提供两相气体混合物的大约6000m3/h的流速。这些压缩机在入口处连接到罐的汽化气体出口，并且在出口处连接到汽化气体收集器。并联安装的压缩机如图12b中虚线所示。这些保证了罐的良好装载和再加热。
热交换器15还包括第三回路25，第三回路25包括入口，该入口通过管线26连接到三通阀19的第一路径。三通阀19的第二路径连接到吊杆14。最后，三通阀的第三路径连接到管线12。第三回路25包括连接到管线27的出口，管线27有利地伸入罐2的底部。
热交换器15还包括第四回路28。第四回路包括连接到(多个)压缩机21出口的入口。第四回路28还包括连接到再气化单元4的出口。管线29使得可以一方面连接第四回路28的入口，另一方面连接压缩机21的出口。至于第四回路28的出口，它特别连接到管线30的连接到再气化单元4的一端。管线30的另一端特别连接到布置在瓶5的上部的第二入口。压缩的nbog在第四回路28中流通。
减压装置31安装在管线30上，并被构造为在气体被重新注入瓶之前降低气体(此处为再液化的lng)的压力。进入瓶的再液化lng的压力介于3至10巴绝对压力之间。减压装置31包括例如焦耳-汤普森效应阀，其使得通过绝热膨胀降低气体温度成为可能。
焦耳-汤姆逊弛豫或减压是一种稳定而缓慢的层流弛豫，通过让气流通过绝缘管道中的缓冲器(通常是填料或丝绸坯布)来实现，缓冲器左右两侧的压力不同。对于真实气体，焦耳-汤姆逊膨胀通常伴随着温度变化：这就是焦耳-汤姆逊效应。
如图1所示，热交换器15包括第五回路33。该第五回路33包括连接到与罐2连接的管线34的入口和连接到再气化单元4的出口。特别地，管线34通向管线26，管线26连接到泵10b。可选地，管线34直接连接到置于罐底部的泵。第五回路33的出口连接到管线35，管线35连接到再气化单元4，特别是瓶。更准确地说，该管线31在管线31中开口以供应瓶。
第二回路22是冷回路。实际上，在该回路22中流通的流体，且在这种情况下是减压的lng，旨在通过在该回路中的流通而被加热，以便至少部分地被蒸发。流体是意图被加热的，因此是用来传递冷的。因此，回路22被认为是冷却回路。
回路25是热回路，因此是冷却回路。在回路25中流通的流体，且在这种情况下是来自罐2的lng，旨在通过在该回路中的流通而被冷却，或者甚至过冷。
回路22和25被构造成实现它们之间的热交换。我们理解，回路22上游的减压使得可以降低汽化温度，这使得可以通过与从罐中取出并在回路25中流通的lng进行热交换来产生两相气体混合物。部分汽化需要由在回路25中流通的lng供应的热量供应；因此，它是用于冷却在回路25中流通的lng的制冷源。换句话说，由于回路22中气体的减压和至少部分汽化(利用减压装置16)，回路25中的lng被冷却或者甚至过冷。
回路28是热回路，因此是加热回路，流体在该回路中流通，在这种情况下，离开压缩机21的压缩气体打算通过在该回路中流通被冷却。回路28下游的膨胀使得可以在再注入罐2之前降低再液化的lng的温度。
回路17是冷回路，因此是冷却回路，在该回路中流通的流体，即从罐中取出的nbog，意图通过在该回路中的流通被加热。
回路17和28被构造成使得它们也在它们之间交换热量。nbog使得可以冷却在回路28中流通的压缩nbog。
回路22和28被构造成使得它们也在它们之间交换热量。两相状态的气体可以冷却在回路22中流通的压缩的nbog，nbog也可以加热两相状态的气体以完成部分蒸发。
回路33也是冷的，因此用于冷却在其中流通的流体(来自罐的lng)，该回路33旨在在保持液态的同时被加热。
回路33和28被构造成也实现它们之间的热交换。在回路33中流通的lng是冷源，以便产生在回路28中流通的冷却的lng的再液化。
图2示出了气体处理系统的第一操作模式，该第一操作模式使得可以对储存在罐2中的lng进行再气化，以便在不损失货物的情况下供应分配网络300，同时处理nbog。设备3被供应nbog，其nbog要求不大，也就是说低。这是气体处理系统的标称操作情况。特别地，在该过程中，气体处理系统1使得可以产生随后可以使用的冷，并且还可以将气体从lng和bog转化为燃料(再气化)。罐内的压力不是很高，因为有大量的冷储备可供使用。为此，从罐2中取出lng，通过管道11将其供应给再气化单元4。
最初，来自罐2的lng因此由泵10c输送到减压装置16，然后在交换器15的回路22(冷)中流通。同时，来自罐2的lng由泵10b输送到交换器15的回路25(热)。因此，这些回路22、25之间的热交换导致：
-加热减压和部分蒸发的lng(两相气体状态)，以便继续其蒸发，这在压缩机23中完成，以及
-过冷lng，通过管线27将其重新注入罐2，特别是在底部。
在大约-160℃的温度下从罐2中提取lng。优选地，在热交换器15的入口处处于两相状态的气体的压力在120和800毫巴之间，更优选地在300和800毫巴之间，并且温度在-182℃和-151℃之间。在离开热交换器时，气态形式的气体的温度在-50℃和-15℃之间。优选地，至少部分蒸发的气体的温度大于或等于35℃。这样的出口温度使得可以使用比低温压缩机便宜的压缩机23。应该注意的是，低温压缩机可以在明显低于-50℃或甚至-160℃的温度下操作。此外，该温度水平保证所有液化气体完全蒸发，因此在回路22的出口处为气态，因此在压缩机23的入口处为气态。
进入回路25的lng的温度约为-160℃。管线25中热交换后的lng出口温度约为-168℃。
其次，来自罐2的nbog在回路17中流通，然后在(多个)压缩机21中被压缩。同时，来自罐2的lng仍然由泵10c输送到交换器15的回路22(冷)。来自压缩机21的压缩的bog在经历再液化和膨胀之前也在回路28中流通。在本发明中，术语“再液化”是指气体蒸汽的冷凝，使其回到液态。这些回路22、28、17之间的热交换导致：
-加热将在压缩机21中被压缩的bog，
-加热减压和部分蒸发的lng，以便继续其蒸发，这在压缩机23中完成，以及
-冷却压缩的bog，其然后在经由管线30注入瓶之前被再膨胀和再液化。
在回路17入口处的nbog的温度约为-120℃。有利的是，在与两相状态的气体进行热交换后(在回路22中)，在回路17出口处的nbog的温度约为25℃。在通过压缩而经历温度升高后，在回路28入口处的nbog的温度约为43℃。回路28出口处的气体温度在-110℃和-90℃之间。在回路28中流通的气体与在回路22中流通的两相状态的气体进行热交换，以达到约-150℃的温度
瓶5内的压力在1至5巴之间。优选地，压力大约为3巴。
第三，来自罐2的lng由泵10b输送，以便在热交换器15的回路33中流通。来自罐2的nbog仍然在回路17中流通，然后在(多个)压缩机21中被压缩。来自压缩机21的压缩的bog在经历再液化和膨胀之前也在回路28中流通。因此，这些回路33、17、28之间的热交换导致：
-冷却压缩的bog，其然后在经由管线30注入瓶5之前被膨胀和再液化。
加热lng，lng将被输送到再气化单元4，特别是瓶5的上部。
进入回路33的lng的温度约为-160℃。在回路33中进行热交换后，lng的出口温度约为-145℃。在回路28的入口处，压缩的bog的温度约为43℃。在压缩的bog与回路33中的气体进行热交换后，在回路28的出口处，再液化气体的温度约为-150℃
在这种操作模式下，再液化的nbog(在回路28中流通)和稍微加热的lng(回路33)被转移到瓶5，以供应分配网络300。分配网络的流速控制部分蒸发(22)和过冷(回路25)气体的流速。网络消耗越大，回路22和25中的气体流速增加越多，反之亦然。网络300的流速还控制稍微加热的(回路33)和汽化的(回路17)气体的流速。在回路17中流通的部分nbog被送到设备3用于发电。我们理解nbog通过热交换器15两次(nbog和再液化的nbog)。nbog在到达再气化单元，特别是瓶5之前，被连续地再加热(或预热)、压缩、冷却和(至少部分地)再液化。该系统还可以有目的地产生更多的过剩冷量，以便从更高的再冷凝能力中获益，并重新利用冷量。该系统的构造还使得可以在各种回路中流通的流速不太高的情况下回收冷量。
在图3所示的第二种操作模式中，气体处理系统1使得可以对从罐中提取的lng进行再气化以供应分配网络300和位于罐中的bog。nbog的一部分供应设备3以用于接收终端的需要。设备3的要求很低。在这种操作模式下，使用nbog可以通过出口20控制罐中的压力。不存在对lng的过冷以用于储存和随后的使用没，因为罐中的压力不是很高，这是由于使用nbog经由再气化单元产生燃料气体。只有回路17、28和33被供应气体。在这种情况下，从罐中提取的nbog在回路17中被输送到压缩机21，在压缩机21中被压缩。压缩的nbog通过回路28返回到热交换器15中，在热交换器处其通过与在回路17中流通的nbog进行热交换而被冷却。在回路28中流通的被冷却的nbog也通过与在回路33中流通的lng进行热交换而被再次液化。再液化的nbog在回路28的出口处达到大约-150℃的温度。然后再液化的nbog在减压装置31中膨胀，然后输送到再气化单元。离开膨胀装置时，再液化的nbog的温度约为-149℃。
在回路33中流通的lng由于泵10b而从罐2中提取。lng通过与在回路28中流通的冷却的nbog进行热交换而被再加热，然后被注入再气化单元。在回路33入口处的lng的温度大约为-160℃，在出口处的lng的温度大约为-145℃。同时，使用泵10a将lng从lng罐中提取到再气化单元4，从而将其转化为燃料气体。
再液化的nbog(回路28)和稍微加热的lng(回路33)被转移到瓶5，瓶5将再冷凝的气体转移到分配网络300，分配网络300的需求或多或少是大的。如前所述，再冷凝的气体由泵4a加压，然后蒸发。分配网络300的消耗波动。特别地，当分配网络的消耗增加时，也就是说当流速增加时，则在回路28和33中流通的气体的流速也增加。
当lng从罐2中被吸出时，lng通过三通阀19的一个通道被喷射到罐2的气体顶部，从而迫使罐中的nbog重新冷凝。
在图4所示的第三种操作模式中，气体处理系统的目的是控制罐中的压力，特别是在不将气体转化为燃料的情况下保持罐中的压力。nbog的一部分供应设备3以用于接收终端的需要。设备3的要求很低。再气化单元4停止。分配网络300的需求为零。在这种操作模式下，nbog被再液化，并产生液化气体供以后使用。nbog从罐中取出并供给压缩机21，其在压缩机21中被压缩。nbog在压缩机21的出口处被引导至回路28中的热交换器15。在回路28中流通的压缩的nbog通过与在回路17中流通的nbog进行热交换而经历冷却，如同在第二操作模式中一样。这种压缩的nbog也通过与来自罐2的在回路33中流通的lng进行热交换而被再液化。在回路33中流通的lng通过与压缩和冷却的nbog进行热交换而被再加热，然后被输送到再气化单元4，特别是仅输送到瓶5。再液化的nbog(回路28)和稍微加热的lng(回路33)被转移到瓶5中。离开瓶5的lng通过管线7返回罐2。
在图5所示的第四种操作模式中，气体处理系统可以仅处理nbog，并且再气化单元完全停止。在这种情况下，罐2中产生的nbog的量足以满足设备3的需要。为了控制罐1中的压力，从该罐中取出nbog，并供给压缩机21以达到设备3所需的压力。在该操作实例中，从罐2中取出nbog，并通过热交换器15，特别是回路17将其送到压缩机21。应当理解，bog不交换任何热量，并且它在热交换器15的入口和出口处的温度是相同的，即大约-120℃。
图6至10示出了根据本发明的气体处理系统1的第二实施例。前面已经描述的元件用相同的附图标记表示。该系统1包括几个热交换器，其允许lng汽化气体(nbog)和/或液态lng之间的热交换。因此，该系统与第一实施例的不同之处在于热交换器的数量。特别地，在图6所示的实施例中，系统1包括至少三个热交换器。在图6中，还显示了单个罐。当然，该系统可以包括其他罐。系统1还包括安装在罐2中的泵10a、10b和10c。具体而言，每个泵10a、10b、10c浸没在lng中，并且优选地位于罐的底部，以确保罐仅被供应lng。
第一热交换器40包括回路22a和25。有利地，但非限制性地，第一热交换器是真空蒸发器(ve)。后者主要产生热量(热)。注意，经由两个泵10b、10c从罐2中取出的lng在回路25中被冷却，并在回路22a中被再加热。回路22a是上述热交换器15的回路22的第一部分，并且与回路25交换热量。特别地，从罐2中取出并在回路25中流通的lng被过冷并返回到罐2的底部，从而形成冷储备层。回路25一方面连接到管线26，另一方面连接到联接到罐的线路27。
在回路22a中流通的lng被再加热到所需温度并达到两相状态。在被再加热之前，lng被安装在回路22a上游的减压装置16减压，使得其压力处于压缩装置23所需的压力。回路22a的入口连接到携带减压装置16的管线13。减压和蒸发至少部分地允许在回路25中流通的lng过冷。减压和再加热的lng被送到压缩机23。然而，减压和再加热的lng打算通过第二热交换器41。
第二热交换器41使得可以产生冷量。该热交换器41包括回路17、回路22b和回路28a。回路22b是回路22的第二部分，其与回路17进行热交换。回路22b确保气体两相混合物的加热和lng中剩余液体的总蒸发。回路28a是回路28的第一部分，其与回路22和33进行热交换。特别地，回路28a提供对nbog的冷却。至于回路17，它可以加热从罐中取出的nbog。回路28a的入口连接到回路17的出口。同样，回路28a的入口连接到回路22b的出口。回路17的入口通过管线18连接到出口20，并且回路17的出口连接到至少一个压缩机21。回路28a的入口连接到至少一个压缩机21的出口。中间管道42使得可以连接回路22a和22b。冷却和再液化的nbog被转移到再气化单元。在该系统中设置该热交换器41使得可以避免提取大量的lng，从而能够处理nbog并降低罐中的压力。更准确地说，在回路17和回路28之间进行的热交换使得可以不提取大量的lng和处理nbog。
为此，系统1包括产生冷量的第三热交换器43。有利地，但非限制性地，第一热交换器是再冷凝器(rcd)。第三热交换器43包括回路28b和回路33。回路28b是回路28的第二部分，其与回路22和33进行热交换。回路28b使得可以冷却和再液化先前在回路28a中冷却的nbog。回路28a的输入通过中间管道44连接到回路28a的出口。从罐中取出并在回路33中流通的lng通过与在回路28b中流通的冷却和再液化的nbog进行热交换而被再加热，然后被注入再气化单元。回路33的入口连接到管线26，出口连接到管道30。
有利地，但非限制性地，热交换器40、41、43与罐分离。换句话说，过冷、再液化和/或至少部分蒸发在罐2外部进行。
有利地，但非限制性地，热交换器40、41、43是管、板或盘管交换器。
该气体处理系统基本上以与上述实施例相同的方式操作。
图7示出了类似于图2的操作模式。在该操作示例中，该系统使得可以在通过再气化单元将气体转化为燃料以供应分配网络300的同时产生冷量。nbog的一部分供应设备3以用于接收终端的需要。设备3的要求很低。我们可以看到，在回路17的入口处的nbog的温度大约为-120℃，在出口处的温度大约为15℃。被再加热的nbog通过压缩机21，并在大约43℃的温度下进入回路28a。在回路28a的出口处，bog被冷却，并且具有大约-105℃的温度。该相同的被压缩和冷却的nbog被送到回路28b，在回路28b中被再次液化。其在回路28b出口处的温度约为-150℃。
从罐中取出的lng被减压，并且在回路22a的入口处具有大约-169℃的温度。减压和再加热的lng在回路22a的出口处具有大约-162℃的温度。lng以两相状态转移到回路22b中的热交换器41。
减压和蒸发至少部分地允许在回路25中流通的lng过冷。在回路25的入口处，lng的温度约为-160℃，回路25的出口处的温度约为-168℃。在回路22b的出口处，呈两相气体混合物形式的lng被蒸发，以达到约15℃的温度。如前所述，这也使得可以使用更便宜的压缩机。
从罐提取的lng被送到回路33，在回路33中，lng通过与在回路28b中流通的冷却的lng进行热交换而被再加热，并且其中冷却的lng被过冷。
在这种操作模式下，nbog通过热交换器41两次，通过热交换器43一次。换句话说，在该实施例中，nbog通过两个热交换器41，其在到达再气化单元之前被连续地再加热(或预热)、压缩、冷却和再液化。同样，再液化的nbog(28a，28b)和稍微加热的lng回路33)被转移到瓶5，以供应分配网络。
图8示出了类似于图3所示的第一实施例的操作模式，其中系统1使用从罐中取出的bog和lng来供给再气化单元。使用bog可以通过出口20控制罐中的压力。在这种操作模式下，部分nbog供应设备3以用于接收终端的需求。设备3的要求很低。不存在对lng的过冷以供以后使用(系统不储存任何冷量)。只有回路17、28a、28b和33被供应气体。应当理解，该系统使用第二和第三热交换器41、43。与图7的情况相反，在回路28a的出口处的压缩和冷却的nbog约为-100℃。实际上，压缩的nbog仅与在入口温度约为-120℃的回路17中流通的nbog进行热交换。压缩和冷却的nbog通过与从罐中取出并在回路33中流通的lng进行热交换而在回路28b中再次液化。在回路28b的出口处，再液化的nbog的温度约为-150℃。在减压装置31中被膨胀后，再液化的nbog的温度约为-149℃。
以大约-160℃的温度从罐中取出的lng通过回路33，在回路33中通过与nbog的热交换被再加热。加热的(但未蒸发的)lng在回路33的出口处具有大约-149℃的温度。
从罐中取出的lng也被喷入气体顶部中，以迫使nbog重新冷凝。lng也使用泵10a从罐2中取出，以通过管线11供应给再气化单元4。
再液化的nbog(回路28a、28b)和稍微加热的lng(回路33)被转移到瓶5，瓶5将再冷凝的气体转移到分配网络300，分配网络300的需求或多或少是大的。分配网络300的消耗波动。特别地，当分配网络的消耗增加时，也就是说当流速增加时，则在回路28和33中流通的气体的流速也增加。
图9的操作模式类似于图4所示的第一实施例，其中系统管理nbog以避免罐中压力的增加。nbog的一部分供应设备3以用于接收终端的需要。设备3的要求很低。再气化单元4停止。分配网络300的需求为零。该操作模式与图8的不同之处在于，在管线11中没有lng流通至再气化单元。相反，lng从再气化单元4从瓶5的出口转移到罐2。离开瓶5的lng的温度约为-160℃。
图10的操作模式类似于图5所示的第一操作模式。气体处理系统仅采用nbog，以控制罐中的压力，并向设备3供应nbog。nbog通过在回路17中流通而穿过第二热交换器。nbog在供应设备3之前由压缩机21压缩。
图11至14示出了气体处理系统的一个实施例。前面已经描述的元件用相同的附图标记表示。该系统1包括几个热交换器，其允许lng汽化气体(nbog)和/或液态lng之间的热交换。在该实施例中，前述实施例中描述的热交换器40和43结合在单个热交换器400中。
图11展示了这个系统的一般概念。特别地，组合热交换器400充当真空蒸发器和再冷凝器。这种组合使得可以省去另一个热交换器，并且允许经济收益。该交换器400包括回路220，lng在回路220中流通，该lng从罐2的底部提取，并通过热交换被再加热以达到两相状态。回路220的入口连接到管线13，管线13连接到罐的底部。特别地，管线13连接到管线12，管线12联接到浸没在罐2底部的泵10b。减压装置16安装在管线13上。回路220的出口连接到与热交换器41连接的中间管道42。热交换器400还包括回路250，从罐底部提取的lng在回路250中流通。回路250的入口连接到从罐底部提取lng的管线34，回路的出口连接到将lng输送到再气化单元4或罐2底部的管线27、35。
热交换器41包括回路17、回路22b和回路28a。回路22b确保两相状态的气体的加热和lng中剩余液体的完全汽化，回路28a确保nbog的冷却。至于回路17，它可以加热从罐中取出的nbog。为此，回路17的入口通过管线18连接到出口20，并且回路17的出口连接到压缩机21中的至少一个。回路22b的入口连接到中间管道的一端。回路22b的出口连接到压缩装置23。后者连接到(多个)压缩机21的入口。
回路28a的入口连接到回路17的出口。同样，回路28a的入口连接到回路22b的出口。更准确地说，回路28a的入口连接到压缩机21中的至少一个的出口。压缩机23在回路22b中的流体流通方向上布置在压缩机21的上游。回路28a的出口连接到热交换器400。特别地，回路28a的出口连接到中间管道44的一端。
如图11所示，中间管道44的另一端也连接到回路220。同样，回路220的出口连接到管线，该管线连接到再气化单元4，特别是连接到瓶5。减压装置31安装在管道31上。
在该实施例中，回路28a的出口连接到热交换器400下游的回路220的入口(取决于回路250中流体的流通方向。中间管道44的一端连接到回路25的0出口侧的热交换器。同样，管线30连接到热交换器上游的回路220的出口，在回路250的入口侧。
在该气体处理系统的可选实施例中，压缩装置23包括串联安装的两个压缩机(见图12a和图12b)。这种构造使得可以将罐的压力降低到0.2至0.8巴之间，并且优选地在0.3至0.5巴之间。这也有利于在其中lng被部分蒸发的回路(回路22，22b)之后的蒸发。每个压缩机的压缩比约为2。这样，有可能实现4巴的压缩比。
这些串联的压缩机以10，000至40，000立方米/小时的流速操作。优选地，但不限于，流速在30，000至35，000立方米/小时之间
图12a示出了该气体处理系统的操作模式，其中lng被过冷和气化。这种操作模式使得对储存在罐2中的lng进行再气化成为可能，以便向分配网络300供应lng，同时在不损失货物的情况下处理nbog。部分nbog供应设备3以用于接收终端的需求，其nbog需求相对较低。
经由泵10b从罐2中取出的lng通过热交换器；后者在回路250中过冷，并在回路220中再加热。通过回路220上游的减压来促进lng的加热。lng在回路220中的减压和至少部分蒸发，正如我们在前面的例子中所看到的，使得可以对在回路250中流通的lng进行过冷。过冷的lng返回到罐2的底部，以形成冷储备层。在回路220的出口处处于两相状态的再加热的lng被转移到交换器41中，在那里它在回路22b中被蒸发。过冷的lng被转移到罐的底部。
为了处理罐中的nbog，将其一部分从罐中提取出来并送到回路17中的热交换器41，在热交换器41中，后者通过与在回路22b中流通的lng进行热交换而被再加热。再加热的nbog通过压缩机被压缩，然后返回热交换器，在那里通过与在回路22b中蒸发的lng进行热交换而被冷却。将该冷却的nbog转移到瓶5中。在这种情况下，nbog不通过热交换器400，而是在管道440中流通，管道440一方面连接到回路28a的出口，另一方面连接到瓶5的上部。
lng也从罐中提取，以供应再气化单元4的瓶5。穿过瓶5的lng和nbog被送到分配网络300。
图13示出了与图3或图8类似的气体处理系统的操作模式。系统1使用从罐中取出的bog和lng来供应再气化单元。使用bog可以通过出口20控制罐中的压力。nbog使供应设备3成为可能，该设备3具有相对低的能量需求。在这种操作模式下，lng没有过冷供以后使用(系统不储存任何冷量)。只有回路17、28a、220和250被供应气体。
罐出口处的nbog穿过回路17中的热交换器41，使得后者被(多个)压缩机21压缩。压缩的nbog再次通过回路28a中的热交换器。在回路17中流通的nbog在通过(多个)压缩机之前被再加热。压缩的nbog仅与在回路17中流通以经历冷却的再加热的nbog进行热交换。
被压缩和冷却的nbog被传送到回路220中的热交换器40，以便通过与从罐中取出并在回路250中流通的lng进行热交换而被再液化。在回路220的出口处，再液化的nbog在减压装置31中膨胀，然后转移到瓶5中。
从罐2中取出的lng通过回路250，在回路250中通过与nbog(压缩和冷却)的热交换而被再加热。加热的(但未蒸发的)lng然后被转移到瓶(flask)5中。从罐2中取出的lng也被喷入气体顶部，以迫使罐中的nbog重新冷凝。
lng也使用泵10a从罐2中取出，以通过管线11供应给再气化单元4，从而将其转化为可燃气体。
再液化的nbog(回路28a，250)和稍微加热的lng(回路250)被转移到瓶5，瓶5将再冷凝的气体转移到分配网络300，分配网络300的需求或多或少是大的。特别地，当分配网络的消耗增加时，也就是说当流速增加时，则在回路28和33中流通的气体的流速也增加。
图14示出了气体处理系统的另一种操作模式，其类似于图4或图9的操作模式。特别地，这种操作模式使得控制罐中的压力成为可能，特别是在不将气体转化为燃料的情况下保持罐中的压力。nbog供应设备3(其具有相对低的需求以确保从接收终端产生电力)，并且再气化单元4停止。分配网络300的需求为零。在这种操作模式下，认为罐中已经有过冷的lng。nbog被重新液化，并产生液化气体(轻微加热)供以后使用。
nbog从罐中取出，在被压缩机21压缩之前，第一次通过回路17中的热交换器41。nbog被引导至压缩机21的出口以第二次到回路28a中的热交换器41。在回路28a中流通的压缩的nbog通过与在回路17中流通的nbog进行热交换而经历冷却。
然后，该nbog被转移到热交换器400，在此通过与从罐2在回路250中流通的lng进行热交换而被再液化。在回路250中流通的lng通过与压缩和冷却的nbog进行热交换而被再加热，然后被输送到再气化单元4，特别是仅到瓶5中。在回路220中流通的nbog和在回路250中流通的lng在热交换器中以相反的方向流通，这促进了热交换。
再液化的nbog(回路17和28a)和稍微加热的lng(回路250)被转移到瓶5中。再液化的nbog在到达分离瓶之前被松弛。离开瓶5的lng通过管线7返回到罐2的底部。
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