备受关注的这项“减碳”技术,是这样设计的
原创
尹倩 等
上海石油天然气交易中心
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SHPGX导读:
近日
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由中国石化石油工程设计公司设计完成的胜利油田莱
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13区块二氧化碳封存及驱油示范工程备受关注
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近日,由中国石化石油工程设计公司设计完成的胜利油田莱113区块二氧化碳封存及驱油示范工程备受关注。
“该工程中的二氧化碳储罐、加注泵及计量调流等橇块,都是我们自主设计研发的产品!”作为石油工程设计公司CCUS设计攻关团队的主要成员,该柳亭自豪又激动。
CCUS是指碳捕获、利用与封存,对于保障能源安全和保护生态环境、加快新能源产业发展均具有重要意义。作为实现化石能源“碳中和”的“兜底技术”,谁领先掌握CCUS全链条工程技术,谁就赢得了产业的未来。
早在2006年,石油工程设计公司就结合国家碳减排与油藏开发重大需求,启动了CCUS技术攻关工作,先后承担国家“十一五”、“十二五”、“十三五”以及中国工程院等重大课题。板凳甘坐十年冷,经过多年潜心攻关,该公司形成了二氧化碳捕集、输送与驱油封存(CCUS)全流程地面工程技术,并进行了规模化推广应用。
6月25日,国内最大规模的燃煤电厂烟气二氧化碳捕集工程——国华锦界电厂15万吨/年二氧化碳捕集工程顺利投运。
“级间冷却、分流解析、MVR闪蒸等新一代二氧化碳捕集节能工艺成功应用,证明了我们的创新集成工艺成熟可靠。”石油工程建设公司首席专家王智说。
电厂等排放的低浓度二氧化碳,是我国碳减排的主要对象,其气源浓度低、组分复杂、捕集能耗及成本高。以“降耗降本”为目标,技术人员深入攻关练就“捕碳”绝活,形成了烟气预处理技术、多梯级热能利用节能工艺以及高效捕集反应器等多项核心技术,与常规技术相比能耗降低40%。
石油工程设计公司在CCUS领域已取得授权国家发明专利11项,总体达到国际先进水平。技术团队研发形成了完全自主知识产权的成套技术和工艺包,主编了国家标准《烟气二氧化碳捕集纯化工程设计标准》,填补了国内外技术空白。
要将捕集到的高纯度二氧化碳运输到驱油阵地,输送管道不可或缺。
石油工程设计公司自2009年起,就战略布局大规模、长距离二氧化碳管道输送技术的研究,重点研究涵盖二氧化碳基础物性、管道输送工艺、安全控制等关键领域,形成了二氧化碳管道输送特色技术,申报多项专利。
“作为主编单位,我们依托自主研发和集团公司科技项目的支撑及设计技术经验积累,实现了二氧化碳管道输送领域标准从无到有的突破。”该公司管道工程设计所副所长范振宁介绍。
范振宁所在的管道设计团队紧盯输碳管道行业发展,未雨绸缪,着力规范输送系统设计要求、保证管道工程质量,形成了国内二氧化碳输送管道第一代设计技术,编制了行业标准《二氧化碳输送管道工程设计标准》,该公司二氧化碳输送领域整体技术水平达到国内领先水平。
着眼长远,设计团队基于地理信息数据平台开展管道路由三维设计,为后期的数字化移交与智能化建设奠定基础,并在三维设计平台中加载二氧化碳淹没分析模块,在设计期对沿线高后果区进行识别,为管道的长期安全运维提供了设计技术保障。
“二氧化碳注入”是将捕集提纯后的二氧化碳注入地下,促进原油开采,并实现碳的封存,是CCUS全流程技术中的关键一环。
在莱113区块二氧化碳封存及驱油示范工程现场,压力为2兆帕、温度零下20摄氏度的液态二氧化碳,被增压后注入地层用于驱油与封存,每年可向地下注入5.4万吨二氧化碳,相当于减少两万辆轿车的碳排放,可提高石油采收率17%,累计增油25.5万吨,其经济效益、社会效益和环保效益非常可观。
目前,石油工程设计公司研发形成3大类、11个系列的低温液体二氧化碳模块,通过模块的不同组合,充分满足不同规模工程的注入需求。以莱113撬装式注气站为例,可实现在不同区域内的灵活搬迁,缩短工程建设周期30%以上。通过生产信息化,该站实现了集中监控、无人值守、少人巡检、专业维修的运行管理模式。
注入井下的二氧化碳,一部分封存在了地层中,另一部分则与油、水、气混合,被开采出来。该公司技术团队成功研发了原油微正压密闭脱碳、采出水气提脱碳、高含碳采出气超临界注入等三大关键工艺技术,有效解决了“采出物含碳”的难题,确保二氧化碳全部回注地层“净零排放”,真正实现了“油不落地、水不外排、气不上天”的“绿色无碳生产”。
以低成本、大减排量、高安全性为目标,石油工程设计公司正在开展胜利油田100万吨每年二氧化碳驱油地面工程设计,以中石化CCUS重点实验室为平台,聚焦百万吨级CCUS工程技术难题,在不同碳源低成本捕集、二氧化碳管道输送、地质封存利用和检测等方面深入开展攻关,为我国及中石化CCUS产业快速发展提供技术保障和支撑。
“面对‘提升减碳水平’的要求,我们将加快研发以CCUS技术开发为代表的关键核心技术,突破以工业软件开发为代表的‘卡脖子’技术,牢牢把握发展主动权,为保障国家能源安全再立新功、再创佳绩。”石油工程设计公司执行董事、总经理、党委副书记荆少东说。
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中石化石油工程设计有限公司 上海石油天然气交易中心
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