The Problem of Utilization of Liquefied Natural Gas Vapor at Large-scale LNG Plants

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The liquefied natural gas (LNG) is stored under low overpressure in a saturated state in large-capacity tanks with multilayer thermal insulation. Owing to the input of heat from the environment through thermal insulation, LNG is continuously evaporated. Since natural gas is a multicomponent mixture, LNG vapors are enriched with its low-boiling components, then the supply of heat from the environment reduces the amount of liquid in the reservoir and changes its chemical composition. Similar phenomena occur during LNG transportation. The present paper deals with the problem of LNG vapor utilization during its storage and transportation. Information is presented on the causes of the LNG vapor formation (boil-off gas) and methods for its disposal during storage and transportation to consumers. A numerical experiment was performed based on the data of LNG storage in large-capacity storage facilities at the Yamal LNG plant. The technique consists of the estimation of material flows toward the system of accumulation and extradition of LNG. The results show that the vapor flow generated from the inflow of new LNG portions into the storage significantly exceeds that generated from the heat supply from the environment.

About the authors

Aleksandr Yu. Baranov

ITMO University; Research and Production Company “KRION”

Email: abaranov@itmo.ru
ORCID iD: 0000-0002-9263-8153
SPIN-code: 1591-4442

Dr. Sci. (Tech.), Professor

Russian Federation, Saint Petersburg; Saint Petersburg

Elena S. Seredenko

ITMO University

Author for correspondence.
Email: seredenko_alena@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3571-7744
SPIN-code: 7175-0363

graduate student; engineer

Russian Federation, Saint Petersburg

Lev V. Ivanov

ITMO University

Email: levladiv@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6916-7154
SPIN-code: 3491-9440

Graduate Student, Engineer

Russian Federation, Saint Petersburg

Anna V. Vasilenok

ITMO University

Email: vasilenok_anna@itmo.ru
ORCID iD: 0000-0001-7100-6635
SPIN-code: 8986-1570

Graduate Student, Lecturer

Russian Federation, Saint Petersburg

References

  1. LNG Custody Transfer Handbook, 3rd Ed. v. 3.01. Paris: GIIGNL; 2011.
  2. Sedlaczek R. Boil-Off in Large and Small Scale LNG Chains. Diploma Thesis. Faculty of Engineering Science and Technology, Department of Petroleum Engineering and Applied Geophysics, Trondheim; 2008.
  3. GOST R 56835-2015. Liquefied natural gas. Boil-off gas of liquefied natural gas production. Determination of composition by gas chromatography method. Available at: https://docs.cntd.ru/document/1200129493 [Аccessed 25.06.2022]
  4. Seredenko ES, Pakhomov OV, Baranov AYu. Mathematical model of liquefied natural gas evaporation and analysis of original composition effect on evaporation speed. Scientific and Technical Journal of Information Technologies, Mechanics and Optics. 2020;20(4):603–610 (In Russ). doi: 10.17586/2226-1494-2020-20-4-603-610
  5. MAN Diesel A/S- LNG Carriers with ME-GI Engine and High Pressure Gas Supply System, 2009.
  6. LNG Carriers with ME-GI Engine and High Pressure Gas Supply System. [Аccessed 25.06.2022]. Available at: http://www.mandieselturbo.com/files/news/filesof8121/5510-002600ppr.indd.pdf
  7. McGuire JJ, White B. Liquefied Gas Handling Principles on Ships and in Terminals, London: Witherby & Co Ltd; 2000.
  8. Dundović Č., Basch D., Dobrota Đ. Simulation Method for Evaluation of LNG Receiving Terminal Capacity. Promet – Traffic and Transportation. 2009;21(2):103–112. doi: https://doi.org/10.7307/ptt.v21i2.216
  9. Gas tankers [Internet]. Agency Neftegas.ru [Аccessed 25.06.2022]. Available at: https://neftegaz.ru/tech-library/suda-neftegazovye-i-morskoe-oborudovanie-dlya-bureniya/142491-tankery-gazovozy/
  10. Kostylev II, Ovsyannikov MK. Marine transport of liquefied gas. St.-Petersburg: Adm. Mak. St. Mar. Akad. Publ.; 2009. (In Russ).
  11. Guidebook to Gas Interchangeability and Gas Quality, British Petrol and International Gas Union; 2011.
  12. Dimopoulos GG, Frangopoulos CA. Thermoeconomic Simulation of Marine Energy Systems for a Liquefied Natural Gas Carrier. International Journal of Thermodynamics. 2008;11(4): 195–201.
  13. Kostylev II. Liquefied natural gas as marine fuel: problems and solution prospects. Transport of the Russian Federation. 2018;2(75):74–78. (In Russ).
  14. Dorokhov AF, Apkarov IA, Hoan Koang Luong. Features of the use of gaseous fuels in marine power plants. Vestnik AGTU. Series: Marine engineering and Technology. 2012;(2):70–75. (In Russ).
  15. Faruque Hasan MM, Zheng Minghan A, Karimi IA. Minimizing Boil-Off Losses in Liquefied Natural Gas Transportation. Industrial Engineering Chemistry Research. 2009;48(21):9571–9580. doi: https://doi.org/10.1021/ie801975q

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. The traditional scheme for the use of LNG vapor coming from storage, where qос – heat flux from the environment, qн – heat flow from pumps work, gож – specific consumption of LNG production, gвыд – LNG consumption in the extradition line, gут – utilization gas consumption, Рос – ambient air pressure, Тос – ambient air temperature, Рпр – vapor pressure of LNG, Т’’ – LNG vapor temperature, Тпр1 and Тпр2 – direct flow temperatures at the inlet and outlet of the heat exchanger, Рпр – direct flow pressure, gпр – forward flow consumption.

Download (137KB)

Copyright (c) 2022 Baranov A.Y., Seredenko E.S., Ivanov L.V., Vasilenok A.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».