Procedimiento de descarga y de almacenamiento de gas natural licuado en una terminal metanera sin evaporación de gas.

Procedimiento de transferencia y de almacenamiento de un gas natural licuado, en adelante GNL, contenido a una presión inicial

(Pi) en un metanero (32), hacia al menos un depósito de almacenamiento (31) a una presión de almacenamiento (Ps), antes de su regasificación para emisión hacia una red de transporte, comprendiendo el procedimiento las siguientes etapas:

- el GNL es extraído del metanero (32) mediante medios de bombeo (33);

- el GNL extraído se transfiere hacia el depósito de almacenamiento (31) en estado líquido y a una presión de almacenamiento (Ps),

- el GNL se mantiene en el depósito de almacenamiento en estado subenfriado;

- en el llenado del depósito con el GNL procedente del metanero, el GNL evaporado, en adelante BOG, se descarga del depósito de almacenamiento (31),

caracterizado por que comprende una etapa en la que el BOG es expansionado mediante paso por unos medios de expansión (361) de modo que el BOG esté a una presión equivalente a la presión inicial (Pi),

y una etapa en la que una fracción de la cantidad de BOG se toma y luego se reinyecta en el metanero (32) a un caudal volumétrico equivalente al caudal de extracción del GNL con el fin de mantener la presión en el metanero (32) sensiblemente igual a la presión inicial (Pi),

siendo la presión de almacenamiento superior en al menos 200 milibares a la presión inicial.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E10156097.

Solicitante: GDF SUEZ.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 1 Place Samuel de Champlain 92400 Courbevoie FRANCIA.

Inventor/es: BARRÈS,OLIVIER.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ALMACENAMIENTO O DISTRIBUCION DE GASES O LIQUIDOS > RECIPIENTES PARA CONTENER O ALMACENAR GASES COMPRIMIDOS,... > Métodos o aparatos para el vaciado de gases licuados... > F17C9/04 (Recuperación de la energía térmica)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ALMACENAMIENTO O DISTRIBUCION DE GASES O LIQUIDOS > RECIPIENTES PARA CONTENER O ALMACENAR GASES COMPRIMIDOS,... > F17C6/00 (Métodos o aparatos para llenar recipientes no bajo presión con gases licuados o solidificados)

PDF original: ES-2544878_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento de descarga y de almacenamiento de gas natural licuado en una terminal metanera sin evaporación de gas La presente invención se encuadra en el ámbito del almacenamiento de gas natural licuado, o GNL y, más en particular, se refiere a las fases de descarga de barcos metaneros hacia terminales metaneras de recepción y de almacenamiento de GNL.

El gas natural, o GN, es transportado bien por vía terrestre, por intermedio de gasoductos, o bien por vía marítima. A temperatura y presión ambientes, el gas natural posee una densidad aparente muy pequeña, así que, para transportarlo por vía marítima en condiciones económicamente viables, es necesario aumentar en gran manera su densidad aparente. La práctica más corriente consiste en transportar el gas en estado líquido, cuyo estado se conserva manteniendo el gas a una temperatura aproximada de 161 °C y a presión cuasi atmosférica. En estas condiciones, el gas natural posee una densidad aparente aproximadamente seiscientas veces mayor que a temperatura y presión ambientes.

El metanero transporta el GNL, desde una planta de licuación próxima al lugar de su extracción, hacia una terminal metanera de recepción, zona de almacenamiento intermedio que a continuación permite enviar el gas natural, después de la regasificación, a una red de transporte. Las terminales metaneras están situadas o bien en tierra o bien en el mar, por lo que respectivamente hablamos de terminales on-shore u off-shore.

Una terminal metanera desempeña cuatro funciones principales: la descarga de los barcos, el almacenamiento del GNL, su regasificación y su emisión en la red de transporte. La capacidad de almacenamiento de una terminal de recepción generalmente está dimensionada para asegurar la continuidad de emisión en la red de transporte entre dos suministros de GNL, con el fin de que no haya interrupción de suministro de GN en caso de abastecimiento insuficiente. Esta es función de la capacidad y del número de depósitos con que está equipada la terminal.

La figura 1 muestra una instalación convencional de una terminal metanera de recepción, cuando se está descargando un metanero (los caudales, presiones, temperaturas se mencionan a título indicativo) . Esta comprende un depósito de almacenamiento 1 (en el conjunto de las figuras que se acompañan, se representa un único depósito, pero se entiende que una instalación puede incluir varios depósitos de almacenamiento, permaneciendo idéntico el principio de funcionamiento) . El depósito 1, con una capacidad aproximada, en el ejemplo, de 350 000 m3, se alimenta con GNL desde un barco metanero 2 por intermedio de bombas 3, una o varias canalizaciones 4. La presión del GNL a la salida de las bombas 3 es de aproximadamente 9 bara. Este es conducido por intermedio de la canalización 4 hasta el depósito 1, en el que se almacena en condiciones cercanas a las del metanero, es decir, a presión cuasi atmosférica y a una temperatura de aproximadamente 161 °C. En la descarga del metanero, se genera, en considerables proporciones, una evaporación del GNL a la que se denomina "BOG" (por "Boil-Off Gaz", gas de evaporación) . Estas evaporaciones tienen varios orígenes, entre los que destaca la evaporación generada en la superficie libre del GNL en el interior del depósito de almacenamiento y por las aportaciones de calor que provienen del exterior del depósito, pero también el efecto flash y el efecto "sloshing" debido a los movimientos del mar en el contexto de terminales off-shore. En el ejemplo de la figura 1, para un caudal de GNL saliente del metanero 2 de 10 000 m3/h, que corresponde al caudal entrante en el depósito 1, se produce una descarga del BOG igual a 21 000 m3/h. La cantidad de BOG descargada se corresponde con el excedente de evaporación provocada por los fenómenos anteriormente definidos y por un desplazamiento de fluido originado por la diferencia de densidad aparente existente entre el GNL y el BOG, fenómeno denominado efecto pistón.

Esta cantidad de gas es descargada para mantener en el interior del depósito 1 una presión constante. Esta descarga se opera por intermedio de una canalización 6. La cantidad de BOG descargada por intermedio de esta canalización 6 se separa en dos partes: una primera parte es dirigida hacia el metanero 2 por intermedio de una canalización de retorno 71, a un caudal volumétrico equivalente al caudal de descarga, esto es, en el ejemplo, 10 000 m3/h. Este caudal de retorno equivalente al caudal de descarga del barco es necesario para mantener una presión constante en los tanques del mismo.

La segunda parte de la cantidad de BOG (equivalente en el ejemplo a 11 000 m3/h) descargada del depósito 1 se recupera, convencionalmente, por intermedio de una canalización 72 con el fin de ser recondensada y nuevamente introducida en el circuito de GNL. La reincorporación de esta fracción de la cantidad total de BOG se lleva a cabo por medio de un compresor 8, y de un recondensador 9. Este comprende una primera entrada 91, conectada a la salida del compresor 8, que permite aumentar la presión del BOG en aproximadamente 6 bares, reduciendo así el caudal, en el ejemplo, de 11 000 m3/h a 2500 m3/h.

El recondensador 9 cuenta con una segunda entrada 92 y una salida 93, conectadas en derivación a la canalización 10. Es necesario que el GNL entrante en el recondensador 9 por la segunda entrada se halle a una presión equivalente a la presión del BOG entrante en el recondensador 9 por la primera entrada 91. Para este fin, entre el depósito 1 y la segunda entrada 92 del recondensador, se dispone un equipo de expansión 11. En el ejemplo, el sistema de expansión está posicionado sobre la canalización 10, antes del empalme en derivación del recondensador 9. Como variante, el equipo de expansión puede ir dispuesto sobre el ramal de derivación que une la

canalización 10 con la segunda entrada 92 del recondensador 9. Tras la recondensación, el GNL que se vierte en la salida 93 del recondensador alimenta la canalización 10. De este modo, el GNL recondensado es dirigido, con el GNL que proviene directamente del depósito de almacenamiento 1, por intermedio de una bomba 12, hacia una unidad de regasificación 13.

El GNL se toma del depósito 1, por intermedio de una bomba 14 y a una presión absoluta de aproximadamente 9 bara. Tras su paso por el equipo de expansión 11, el GNL se halla a una presión absoluta de aproximadamente 7 bara, y un caudal aproximado de 1300 m3/h. Aproximadamente la mitad de la cantidad de GNL tomada del depósito de almacenamiento 1 es dirigida hacia la segunda entrada 92 del recondensador 9 (esto es, en el ejemplo, aproximadamente 650 m3/h) , en tanto que la cantidad restante (aproximadamente 650 m3/h) es dirigida directamente hacia la bomba 12, antes de la cual será mezclada con la cantidad de GNL saliente del recondensador 9. El caudal saliente del recondensador es de aproximadamente 700 m3/h, ya que es la suma de las cantidades provenientes de sus dos entradas 91 y 92.

Por lo tanto, el caudal entrante en la bomba 12 es de aproximadamente 1350 m3/h a una presión de 7 bara y una temperatura de 161 °C. El caudal saliente de esta bomba es equivalente, pero a una presión absoluta de 80 bara y una temperatura de 161 °C. A la salida de la unidad de regasificación 13, se obtiene gas a una temperatura de 5 °C y una presión absoluta de 80 bara.

La figura 2 muestra la misma instalación, cuando no se halla en curso de descarga de un barco. Por lo tanto, tenemos un caudal entrante en el depósito 1 (por intermedio de la canalización 4) que es nulo. En el depósito propiamente dicho, la evaporación de gas, y con ello la cantidad de BOG descargada, es menor que en una descarga, pues no hay efecto pistón. Por lo tanto, la cantidad de BOG descargada por... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento de transferencia y de almacenamiento de un gas natural licuado, en adelante GNL, contenido a una presión inicial (Pi) en un metanero (32) , hacia al menos un depósito de almacenamiento (31) a una presión de almacenamiento (Ps) , antes de su regasificación para emisión hacia una red de transporte, comprendiendo el procedimiento las siguientes etapas:

- el GNL es extraído del metanero (32) mediante medios de bombeo (33) ;

- el GNL extraído se transfiere hacia el depósito de almacenamiento (31) en estado líquido y a una presión de almacenamiento (Ps) , -el GNL se mantiene en el depósito de almacenamiento en estado subenfriado;

-en el llenado del depósito con el GNL procedente del metanero, el GNL evaporado, en adelante BOG, se descarga del depósito de almacenamiento (31) , caracterizado por que comprende una etapa en la que el BOG es expansionado mediante paso por unos medios de expansión (361) de modo que el BOG esté a una presión equivalente a la presión inicial (Pi) , y una etapa en la que una fracción de la cantidad de BOG se toma y luego se reinyecta en el metanero (32) a un 15 caudal volumétrico equivalente al caudal de extracción del GNL con el fin de mantener la presión en el metanero (32) sensiblemente igual a la presión inicial (Pi) , siendo la presión de almacenamiento superior en al menos 200 milibares a la presión inicial.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la fracción de BOG que no se reinyecta en el metanero

(32) es parcialmente o totalmente recondensada, con el fin de ser reincorporada al GNL emitido desde el depósito 20 de almacenamiento (31) .

3. Procedimiento según la reivindicación 2, en el que la fracción de BOG que ha de recondensarse se recondensa mediante paso por unos medios de compresión (38) y por unos medios de recondensación (39) .

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que una parte del BOG que no se reinyecta en el metanero (32) es utilizada para la alimentación de máquinas que equipan la terminal de recepción.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, llevándose a la práctica el procedimiento en el seno de una terminal de recepción bien off-shore, o bien on-shore.