二氧化碳驱油产业化应用前景广阔

[加入收藏][字号: ] [时间:2010-07-09  来源:中国石化新闻网  关注度:0]
摘要: 众所周知,在6种温室气体中,二氧化碳对温室效应的贡献率最高,全世界每年向大气中排放的二氧化碳总量接近300亿吨。二氧化碳含量过高,就会使地球仿佛捂在一口锅里,温度逐渐升高,就形成温室效应。在人们的印象里,二氧化碳是气候变化乃...

二氧化碳驱油

众所周知,在6种温室气体中,二氧化碳对温室效应的“贡献率”最高,全世界每年向大气中排放的二氧化碳总量接近300亿吨。二氧化碳含量过高,就会使地球仿佛捂在一口锅里,温度逐渐升高,就形成“温室效应”。在人们的印象里,二氧化碳是气候变化乃至造成严重自然灾害的“罪魁祸首”。但就是这“罪魁祸首”,在油田开发上则“上天为害,入地为宝”。因为二氧化碳具有两面性,利用得好则是利,否则是害,关键在于如何趋利避害,充分发挥二氧化碳的有利作用。

几年来,胜利油田等国内外许多油田应用二氧化碳驱油取得了重大突破,初步实现了规模化应用,成功地使其“上天为害”转变为“入地为宝”。燃煤发电厂产生的上天为害的二氧化碳,2010年将在胜利油田入地为宝。油田烟气二氧化碳捕集纯化技术日前取得重大突破,工业生产中试装置已在胜利发电厂开工建设,工程建成投产后,被“捕获”的二氧化碳将被注入地下,成为驱油利器,同时,每年预计可减少二氧化碳排放3万多吨。

国内外二氧化碳捕集技术已日臻成熟无色无味的二氧化碳,原本是空气中常见的化合物,如今却作为温室气体的主要组成部分,成为全球环境恶化的罪魁祸首之一,这着实让二氧化碳很委屈。如何变废为宝,还被“妖魔化”的二氧化碳以本来面目?在低碳经济热遍全球的当下,二氧化碳的减排、回收、封存及资源化利用技术已成为全球关注的热点。

二氧化碳除了恶化环境还能干什么?国内外很多机构在二氧化碳封存及资源化利用方面开展了大量研究工作,其中捕集二氧化碳用于三次采油的模式(CCS+EOR),由于实现了减排和利用双赢而受到广泛关注。

怎样实现由“杀手”到“英雄”的转变?二氧化碳驱油技术是国际上三次采油中最先进的驱油技术,不但实现了二氧化碳封存,同时能够有效提高石油采收率,具有很好的经济效益和环境效益。然而,二氧化碳的来源问题成为了该项技术大规模推广应用的“瓶颈”。与此同时,大量二氧化碳却随着各种几乎随处可见的工业废气源源不断地排入大气,破坏人类赖以生存的环境。如果能将工业气中的二氧化碳经济捕集出来用于二氧化碳驱采油,将二氧化碳变废为宝,不但能够将“瓶颈”消除,还能实现二氧化碳减排封存,为国家减排分忧。

通过科技工作者多年的攻关,国内化工工业气二氧化碳捕集技术已日趋成熟,并在多个工程上得到成功应用。但是作为二氧化碳最集中、同时也是排放量最大的排放源——燃煤电厂烟气,却由于具有流量大、二氧化碳分压低、烟气成分复杂等特点,使得常规捕集工艺难以应用,成为烟气捕集领域中的一块硬骨头。即便在国外,燃煤电厂烟气二氧化碳捕集技术也仍处于小规模试验阶段,存在能耗高、设备庞大、生产成本居高不下等问题。胜利设计院的科研人员面对这个世界性难题,开始对燃煤电厂烟道气二氧化碳捕集技术进行探索。

如同医生诊病一样,科研人员首先针对燃煤电厂烟气组成特点及产品纯度要求,进行了细致的工艺设计,综合多种二氧化碳分离工艺方案,又从技术经济角度进行了全面细致分析,最终为燃煤电厂烟气二氧化碳的捕集开出了“良方”——以乙醇胺溶液(MEA)为吸收液的化学吸收工艺。这种方法具有吸收速度快、吸收能力大、捕集后二氧化碳纯度高等特点,但是用于“治疗”燃煤电厂烟气二氧化碳时,MEA这剂“良药”却出现了“副作用”。一来,再生能耗高,热量消耗量大;二来,吸收剂损耗,药剂成本高;再者,腐蚀性强,造成设备建设成本高、维护费用高。针对这些问题,科研人员以降低能耗、吸收剂损耗、降低腐蚀速率为最终目标,通过大量室内实验和模拟计算,从烟气预处理技术研究、新型吸收剂开发、热能综合利用等多个方面同时开展技术攻关,最终形成了一套燃煤电厂烟气二氧化碳捕集技术,对设备的腐蚀速率小,同时能耗与传统工艺相比减少了20%,实现高效、经济、安全捕集,最终让二氧化碳的捕集“吃顺”了MEA这剂“药”。

近日,在胜利油田发电厂,高高的烟囱旁边安装了几个并不起眼的装置。这些装置有着一个特殊的使命——捕集烟囱中排放的二氧化碳,并进行相应的纯化处理。

据介绍,燃煤发电厂烟气二氧化碳捕集纯化技术,是在中国石化“低渗透油藏二氧化碳驱提高采收率”先导试验研究成果的基础上,利用化学吸收法,将胜利发电厂燃煤烟气中的二氧化碳进行捕集、提纯、液化。装置投入运行后,每天生产液态二氧化碳100余吨,全年能够捕集、液化二氧化碳3万至4万吨,成为目前国内最大的燃煤电厂烟气二氧化碳捕集纯化装置。捕集处理后的二氧化碳纯度达99.5%以上,可全部应用于目前胜利油田正在开展的“低渗透油藏二氧化碳驱油”重大先导试验。所有技术和药剂均为中国石化专用技术,达到了国际先进水平。

据了解,火电厂脱硫、脱酸后的烟道气进入吸收塔后,烟道气中的二氧化碳将和MEA药剂融合,形成氨盐并溶于水中,之后注入再生塔,随着温度的提升使二氧化碳纯度达到99.5%。随后通过制冷使之变成液体后送到注气站中注入油层。

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