Recondensador de gas de ebullición.

Sistema recondensador de gas de ebullición que comprende:

- un recipiente recondensador (15) alimentado por gas natural licuado,

comprendiendo:

• una entrada de gas de ebullición (14);

• dos zonas separadas sin interferencia entre ellas:

- una zona de contacto empacada de recondensación (11) localizada en una sección superior del recipiente recondensador (15) y que alberga un lecho empacado (7) para la recondensación del gas de ebullición procedente de una descarga de gas de ebullición de los compresores y que entra por la entrada de gas de ebullición (14), cuando contacta con gas natural licuado subenfriado tomado de la descarga de las bombas de baja presión (32);

- una zona inferior de acumulación (12), localizada en una sección inferior del recipiente recondensador (15), que sirve como tambor de retención del líquido para las bombas de alta presión de gas natural licuado (29), en el cual se introduce un excedente del gas natural licuado tomado de la descarga de las bombas de baja presión (32) a través de un controlador de nivel (6);

• una entrada superior del gas natural licuado (22) dispuesta en la parte superior del recipiente recondensador (15) y a través de la cual se introduce el gas natural licuado subenfriado requerido para recondensar el gas de ebullición;

• una entrada inferior del gas natural licuado (23) dispuesta en la zona de acumulación inferior (12) y a través de la cual se introduce el excedente de gas natural licuado hasta una proporción específica enviada;

- un controlador de flujo de gas natural licuado (1) para controlar el flujo de gas natural licuado subenfriado introducido en el recipiente recondensador (15) a través de la entrada superior del gas natural licuado (22) para mantener la presión deseada en el interior del recipiente recondensador (15);

- un controlador de nivel (6) que comprende al menos una válvula de control de nivel (3) para controlar el nivel de gas natural licuado en la zona de acumulación inferior (12);

caracterizado porque el sistema adicionalmente comprende:

- una línea de desvío controlada de gas natural licuado (24) para desviar del recipiente recondensador (15) el resto del flujo enviado de gas natural licuado tomado de la descarga de las bombas de baja presión (32);

- un controlador de flujo (5) que comprende al menos una válvula de control de flujo derivado (4) para controlar el flujo del resto de gas natural licuado que circula a través de la línea de desvío (24) entre una proporción específica enviada hasta la proporción máxima enviada;

y porque la entrada de gas de ebullición (14) está dispuesta en la sección superior del recipiente recondensador (15).

Recondensador de gas de ebullición Campo de la técnica La invención mencionada consta de un recondensador de Gas de Ebullición (BOG por sus siglas en inglés) para licuar nuevamente el gas de ebullición generado por Gas Natural Licuado (LNG por sus siglas en inglés) .

Antecedentes Un terminal de recepción de Gas Natural Licuado y re-gasificación sirve para conectar el proceso continuo de presurización, vaporización de Gas Natural Licuado y envío del gas, con el proceso intermitente de atracar y descargar de forma segura los Trasportadores de Gas Natural Licuado utilizando la capacidad temporal de almacenamiento de los tanques de almacenamiento del LNG.

En general, un terminal de Gas natural Licuado recibirá Gas Natural Licuado por parte de un trasportador y lo almacenará en estado criogénico, en condiciones de ebullición, aproximadamente a -160ºC y ligeramente por encima de las presiones atmosféricas en los tanques para almacenamiento del Gas Natural Licuado. El Gas Natural Licuado de los tanques de almacenamiento para Gas Natural Licuado es presurizado con bombas de Baja Presión y combinado con Gas de Ebullición recondensado en el recondensador. Luego, se presuriza el Gas Natural Licuado por medio de bombas de Alta Presión y es enviado a los vaporizadores, donde es vaporizado a alta presión y enviado a la red a través de la estación de medición.

Se requiere mantener condiciones criogénicas en todo el terminal, incluidas las líneas de descarga a través de las cuales circula el LNG.

Como resultado de la fuga de calor ambiental hacia los tanques de almacenamiento del LNG y todas las líneas terminales, se genera vapor en los Tanques de almacenamiento del LNG. Este vapor es llamado Gas de Ebullición. Este BOG debe ser recuperado con el propósito de minimizar las emisiones a la atmósfera y pérdidas económicas.

La forma más común de recuperar el BOG es tomándolo de los Tanques de Almacenamiento de LNG a través de los compresores de BOG, donde es comprimido y enviado al recondensador del BOG para nueva licuefacción y combinación con el flujo enviado.

El recondensador es un aparato donde el BOG generado en el terminal es puesto en contacto con LNG subenfriado, recuperado y mezclado con el resto del caudal enviado de LNG.

Existen dos funciones principales que un recondensador podría llevar a cabo: una de ellas es recondensar y recuperar el BOG y la otra es servir como regulador del LNG produciendo una retención entre las bombas de LP (de baja presión, por sus siglas en inglés) y de HP (de alta presión, por sus siglas en inglés) .

Algunos recondensadores tienen ambas funciones y otros no.

Otra característica importante es la presión de operación en el recondensador. Podría ser fijada en un cierto valor, pero el operador podría variar su valor.

Existen terminales de regasificación donde los recondensadores sólo llevan a cabo una de las funciones principales descritas anteriormente.

Muchos recondensadores operan a una presión fija. Esto implica costos muy elevados asociados con el alto consumo de energía debido a la gran carga del compresor. Un recondensador con diferentes presiones de operación reducirá el costo de operación en compresores con altas tasas de envío disminuyendo su presión de operación y minimizando el envío mínimo por medio del incremento de su presión de operación.

Algunos recondensadores reportaron dificultades e inestabilidad en el control de la presión.

Muchos recondensadores tienen grandes dimensiones debido a los altos tiempos de retención para las bombas de HP. La reducción de este tamaño, manteniendo el tiempo de residencia y operando con una derivación será una buena solución.

La instrumentación es simple en algunos recondensadores, lo cual conduce a situaciones fuera de control.

El documento de patente US2007/214831-A1 divulga un sistema recondensador de gas de ebullición capaz de trabajar en un amplio rango de condiciones de operación mediante el uso de un recipiente recondensador con múltiples lechos empacados. Sin embargo, es un sistema complejo con resultados mejorables en términos de estabilidad en el control de la presión.

Descripción de la invención La invención presentada aquí es un recondensador con dos funciones separadas, sin interacción entre las mismas.

Además incluye una derivación controlada que permite reducir la característica de regulación o acumulación a través de una instrumentación sofisticada y los controles descritos más adelante. Esto da como resultado una zona de acumulación más pequeña.

Es un recondensador de presión fija, pero se podría cambiar esta presión dentro de un rango basado en las preferencias del operador. Esto reduce el costo de operación (ahorro de energía) en compresores con altas tasas de envío por medio de la reducción de la presión de operación del recondensador y minimiza el envío mínimo por medio del incremento de la presión de operación del recondensador.

El objetivo de la presente invención es el de suministrar un aparato (y sus controles circundantes) que vuelva a licuar todo el BOG generado en la terminal, lo mezcle con el resto del LNG enviado y que proporcione un tiempo de retención entre bombas de LP y bombas de HP. Este aparato es un recipiente que comprende dos secciones separadas sin interferencia entre ellas:

- una sección superior que alberga un lecho empacado como zona de contacto, en la cual el Gas de Ebullición de los compresores, proveniente de la descarga del Gas de Ebullición, está en contacto con Gas Natural Licuado, tomado de la descarga de las bombas de LP, para su recondensación.

- una sección inferior que actúa como zona de acumulación, que sirve como un tambor para retención del líquido para las bombas de HP del Gas Natural Licuado, en la cual se introducen los excedentes del Gas Natural Licuado hasta la mitad del envío máximo a través de al menos un control de nivel, de modo que el excedente del Gas Natural Licuado de la mitad del envío máximo, se desvía del recondensador a través de al menos una válvula de control del flujo derivado.

El recondensador del BOG es un sistema bifuncional (sirve dos funciones) que resuelve los problemas indicados anteriormente. Estas dos funciones son:

- La función de recondensar el Gas de Ebullición (BOG) generado en la terminal.

- La función de acumulación del Gas Natural Licuado (LNG) , generando un tiempo de retención para las bombas de HP. Es un almacenamiento intermedio para el líquido entre las bombas de LP y las bombas de HP.

Estas dos funciones se llevan a cabo en el sistema recondensador, que está dividido en dos partes diferentes:

a) La sección superior del recondensador alberga un lecho empacado en el cual se pone en contacto el BOG con el LNG para la recondensación. El LNG se toma de la descarga de las bombas de LP y el BOG proviene de la descarga de los compresores del BOG. La recondensación del BOG es posible ya que este recipiente opera a una presión más alta (presión de operación de 4 a 8 barg) que los tanques de almacenamiento del LNG. El LNG bombeado de los tanques se subenfría a esta presión de operación más alta. El LNG podría aumentar su temperatura desde la temperatura de bombeo a LP hasta el punto de burbuja en equilibrio a la presión de recondensación. Toda esta carga térmica es utilizada por el BOG para enfriarlo hasta su punto de rocío y luego ser recondensado. Esta recondensación es el resultado de una transferencia de calor por contacto directo entre las dos fases (ambas de flujo descendente) en el lecho empacado. Con una presión de operación mayor en el recondensador, se podría alcanzar una temperatura mayor de punto de burbuja, y se requiere menos LNG para recondensar la misma cantidad de BOG.

b) La sección inferior sirve como tambor para retención del líquido para las bombas del LNG a HP. El recondensador se eleva desde la base y la altura del borde junto con el nivel del líquido en el recipiente (más algún grado de subenfriamiento) proporcionan la NPSH requerida para las bombas de HP.

Estas partes se separan de tal forma que la zona de contacto empacada de recondensación está localizada por encima de la zona inferior de acumulación. El recipiente resultante tiene dos diámetros diferentes, siendo el inferior

el de mayor dimensión. Las dos zonas están completamente separadas, y no existe interferencia entre ellas (no se permite que el lecho empacado fluya con el LNG (Gas Natural Licuado) ) .

El LNG es alimentado al recipiente a través de tres rutas. La superior es utilizada para la recondensación del BOG y mantiene estable la presión. Este flujo es... [Seguir leyendo]

1. Sistema recondensador de gas de ebullición que comprende:

- un recipiente recondensador (15) alimentado por gas natural licuado, comprendiendo:

una entrada de gas de ebullición (14) ;

dos zonas separadas sin interferencia entre ellas:

- una zona de contacto empacada de recondensación (11) localizada en una sección superior del recipiente recondensador (15) y que alberga un lecho empacado (7) para la recondensación del gas de ebullición procedente de una descarga de gas de ebullición de los compresores y que entra por la entrada de gas de ebullición (14) , cuando contacta con gas natural licuado subenfriado tomado de la descarga de las bombas de baja presión (32) ;

- una zona inferior de acumulación (12) , localizada en una sección inferior del recipiente recondensador (15) , que sirve como tambor de retención del líquido para las bombas de alta presión de gas natural licuado (29) , en el cual se introduce un excedente del gas natural licuado tomado de la descarga de las bombas de baja presión (32) a través de un controlador de nivel (6) ;

una entrada superior del gas natural licuado (22) dispuesta en la parte superior del recipiente recondensador (15) y a través de la cual se introduce el gas natural licuado subenfriado requerido para recondensar el gas de ebullición;

una entrada inferior del gas natural licuado (23) dispuesta en la zona de acumulación inferior (12) y a través de la cual se introduce el excedente de gas natural licuado hasta una proporción específica enviada;

- un controlador de flujo de gas natural licuado (1) para controlar el flujo de gas natural licuado subenfriado introducido en el recipiente recondensador (15) a través de la entrada superior del gas natural licuado (22) para mantener la presión deseada en el interior del recipiente recondensador (15) ;

- un controlador de nivel (6) que comprende al menos una válvula de control de nivel (3) para controlar el nivel de gas natural licuado en la zona de acumulación inferior (12) ;

caracterizado porque el sistema adicionalmente comprende:

- una línea de desvío controlada de gas natural licuado (24) para desviar del recipiente recondensador (15) el resto del flujo enviado de gas natural licuado tomado de la descarga de las bombas de baja presión (32) ;

- un controlador de flujo (5) que comprende al menos una válvula de control de flujo derivado (4) para controlar el flujo del resto de gas natural licuado que circula a través de la línea de desvío (24) entre una proporción específica enviada hasta la proporción máxima enviada;

y porque la entrada de gas de ebullición (14) está dispuesta en la sección superior del recipiente recondensador (15) .

2. Sistema recondensador de gas de ebullición según la reivindicación 1, que comprende adicionalmente una entrada de gas de relleno (30) enviado desde los vaporizadores secuencia arriba de una estación de medición para mantener la presión de operación del recipiente recondensador (15) en un valor de referencia de presión mínimo y una conexión controlada de desfogue (33) para evitar una elevada presión en el recipiente recondensador (15) .

3. Sistema recondensador de gas de ebullición según la reivindicación 2, que comprende adicionalmente al menos una válvula de control de gas de relleno (16) para rellenar gas y al menos una válvula de control (18) para la liberación de presión.

4. Sistema recondensador de gas de ebullición según la reivindicación 2 ó 3, que comprende adicionalmente un bucle controlador de presión (17) del gas de relleno y un bucle controlador de presión (19) para la liberación de presión.

5. Sistema recondensador de gas de ebullición según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende adicionalmente una válvula de apagado de control de flujo (2) controlada por el controlador de flujo de gas natural licuado (1) , para suministrar LNG al lecho empacado.