4. BOG物性参数获取与计算基础
BOG蒸发气量的预测与回收工艺设计，第一步不是选压缩机、不是算换热器，而是把“气到底有多少、是什么、能烧多少、什么时候会凝、什么时候会炸”这几个问题用数字固定下来。LNG与BOG的组成、密度、热值、露点、爆炸极限，构成了后续物料平衡、压缩机选型、再冷凝器负荷计算、火炬与安全联锁设定的全部输入。本节围绕这些物性参数的来源与工程计算方法展开，重点说明在缺少实验室分析时，如何用组成数据推算出一套可用于工程判断的物性参数。
一、组成数据：一切物性的源头
LNG的物性不是单一常数，而是组成的函数。典型商品LNG以甲烷为主，含少量乙烷、丙烷、丁烷、氮气，部分气源还含微量二氧化碳、硫化氢、汞及重烃。工程上获取组成有三条途径：一是接收站随船提供的LNG分析报告（通常给出摩尔分数与部分物性）；二是槽车或储罐取样后送实验室做气相色谱分析；三是按设计气源假设一份“设计组成”。前两者是实测数据，第三者属于合理假设，必须在校核计算中明确标注。
需要特别注意的是，BOG的组成与LNG液相组成并不相同。储罐内蒸发过程具有“轻组分优先汽化”的特征，甲烷、氮气相对更易进入气相，因此BOG中氮气和甲烷的摩尔分数通常高于液相，而乙烷及以上重组分偏低。工程上常用两种处理方式：一是按液相组成做一次闪蒸计算得到气相组成；二是采用经验富集系数对氮气、甲烷做修正。若直接拿LNG液相组成当作BOG组成去算热值和露点，会系统性低估氮含量、高估热值，进而影响压缩机功率与再冷凝器负荷的判断。
二、密度：从摩尔质量到实际工况
BOG密度是压缩机选型、管径计算和泄漏扩散评估的基础参数。计算路径为：先由组成求平均摩尔质量，再按理想气体状态方程修正到操作工况。平均摩尔质量按各组分摩尔分数加权求和；标况密度用摩尔质量除以标准摩尔体积（约22.414 m³/kmol）；操作工况密度则用理想气体方程乘以压缩因子修正。对BOG这类以甲烷为主、压力通常不高的气体，压缩因子在常压附近接近1，但在再冷凝器出口、压缩机出口等中压工况下必须用状态方程或通用压缩因子图修正，否则密度偏差可达百分之几，直接影响管径与流速判断。
LNG液相密度则不能按理想气体处理，需用对应状态法或经验关联式，工程上常直接采用分析报告给出的密度值，或按组成用修正的Rackett方程估算。液相密度随温度和组成变化明显，是储罐静压、装车计量和分层翻滚判断的重要参数。
三、热值：高位与低位要分清
热值决定BOG作为燃料或外输的价值，也影响火炬燃烧与燃气轮机负荷。工程上必须区分高位热值（HHV，燃烧产物中水为液态）与低位热值（LHV，水为气态）。天然气贸易与燃烧计算多用低位热值，而部分合同与设备样本用高位热值，混用会造成数个百分点偏差。计算方法为各组分热值按摩尔分数加权求和，组分热值可查标准物性表。由于BOG中甲烷占比高，其单位体积热值通常高于LNG液相完全汽化后的对应值，但低于管道天然气，这一差异在回收方案经济性比较中必须体现。
四、露点与水露点：两类不同的“凝”
BOG的露点包含两个概念，工程上极易混淆。其一是烃露点，指在一定压力下重组分开始冷凝的温度，反映BOG中乙烷以上组分含量，关系到再冷凝器与低温管道的凝液风险；其二是水露点，指水蒸气开始结露的温度，关系到管道腐蚀与冰堵。烃露点可用状态方程做相平衡计算，或按组成查烃露点图；水露点则按水分含量与压力查图或用水蒸气分压计算。对BOG回收系统，烃露点应低于管道最低壁温并留有余量，水露点则要求BOG在进入压缩机前充分干燥，避免低温段结冰。
五、爆炸极限：安全边界的量化
爆炸极限是BOG泄漏、火炬、放空与通风设计的核心安全参数。甲烷在空气中的爆炸下限约5%（体积分数）、上限约15%，但BOG含氮气等惰性组分后，爆炸范围会收窄。工程上可用惰性气体修正的经验方法估算含惰性组分混合气的爆炸极限，也可查混合气爆炸极限图。需要强调的是，爆炸极限随温度、压力和惰性组分含量变化，设计时不能直接套用纯甲烷数据，尤其在高氮气气源条件下，应重新核算并据此设定可燃气体探测报警阈值与通风换气次数。
六、一个可复算的示例
设某接收站BOG按设计组成（摩尔分数）取：甲烷0.92、乙烷0.04、丙烷0.01、氮气0.03，属合理假设而非实测。平均摩尔质量约为 0.92×16.04 + 0.04×30.07 + 0.01×44.10 + 0.03×28.01 ≈ 17.36 kg/kmol。标况密度约 17.36/22.414 ≈ 0.775 kg/m³。若压缩机入口压力0.12 MPa（绝压）、温度−120 ℃（153 K），取Z≈0.98，则密度 ρ = pM/(ZRT) ≈ 120000×17.36/(0.98×8314×153) ≈ 1.67 kg/m³。热值按组分低位热值加权，可得到约 47～48 MJ/kg 量级的估算值。这些数字用于教学演示计算路径，实际工程必须以项目分析报告为准并做工况修正。
物性参数确定之后，BOG蒸发量的预测才有了可靠的“物质基础”。下一阶段的漏热计算、闪蒸与置换气量估算，都将以本节得到的组成与物性为输入逐层展开。