减碳和驱油“双向奔赴”,看二氧化碳如何“变废为宝”

减碳和驱油“双向奔赴”,看二氧化碳如何“变废为宝”
2024年08月05日 11:01 乌鲁木齐晚报

  乌鲁木齐晚报全媒体讯(记者李宁艳)工业生产中排出来的废气——二氧化碳,是企业碳减排的关键。

  如今,在中国石油天然气股份有限公司乌鲁木齐石化分公司(以下简称乌石化),不仅实现了二氧化碳的捕集回收,助力企业碳减排,还把回收后的二氧化碳经过液化后,运输到油田深注到地下油井,用于采油过程驱替原油,实现“变废为宝”再利用。

  乌石化15万吨/年二氧化碳回收利用装置从2023年12月正式投产以来,截至8月2日,乌石化累计销售二氧化碳51025.88吨,为新疆油田、准东油田驱动原油开采提供了保障。

回收:“捕集”二氧化碳

  8月2日,走进乌石化化肥部,远远看到2个300立方米的银色储罐被高高架起,圆柱形储罐与地面上回旋曲折错综复杂的矩形、球形等各类装置和粗细不一的管道相连。

  “这就是我们乌石化首套二氧化碳捕集回收项目的核心‘厂房’。”指着正在运行的15万吨/年二氧化碳回收利用装置,化肥部技术组工艺管理高级工程师刘涛说,这套国产化全自动化二氧化碳回收系统占地5500多平方米,正是靠它把二氧化碳完成了“废气”第一次身份转化,从气态转化成液态。

  8月1日,中国石油天然气股份有限公司乌鲁木齐石化分公司化肥部厂区国产化全自动化二氧化碳回收系统,两个300立方米的银色储罐。 记者李宁艳 通讯员周侍玉摄

  二氧化碳回收利用装置是将化肥生产部一合成装置供氢过程产生的高浓度二氧化碳气体,通过压缩机两级增压、干燥器干燥、制冷压缩机冷却液化等,将二氧化碳由气态变为液态并输送至二氧化碳产品储罐后,安全存储起来,等待统一装车销售。

  刘涛说,二氧化碳完成变态反应是其实现再利用的前提,液化后的二氧化碳便于存储和运输,也利于在采油环节注入地下用于驱油。

  “这里捕集的二氧化碳就是化肥部生产过程中产生和过剩的尾气,经过冷却和压缩,其回收提纯后的液态纯度达到99%以上。”刘涛说,这套回收利用装置是由乌鲁木齐西峰合创石油化工有限责任公司在化肥部投建,年捕集二氧化碳量可达15万吨。

  8月1日,中国石油天然气股份有限公司乌鲁木齐石化分公司化肥部工作人员正在查看15万吨/年二氧化碳回收利用装置。 记者李宁艳 通讯员周侍玉摄

  “项目当年实现建设、投产和创效目标,满负荷运行时,日产液态二氧化碳300吨。”乌鲁木齐西峰合创石油化工有限责任公司副总工程师韩刚说,“捕捉”二氧化碳,有利于温室气体减排和环境保护,助力乌石化实现生态效益和经济效益的双丰收。

装运:乘专用车辆“搬家”

  二氧化碳回收利用装置投入生产以来,乌石化打通了二氧化碳捕集、运输、储存、利用的链条。

  3日7时,记者在化肥部联合主控室的控制大屏画面看到,一辆辆二氧化碳运输车驶进化肥部。

  乌石化工作人员对车辆附件和外观进行了严格安全检查后,车辆被引导到指定区域,等待装运低温液态二氧化碳。

  记者来到二氧化碳回收利用装置现场,机声轰鸣,因液态二氧化碳是零下20℃的液体,装卸工人作业时必须穿戴好防护服和防护手套,以及防溅面罩,在做好防护的前提下,用输送管线为二氧化碳专业运输车辆装载液态二氧化碳。

  “卧式罐车的储罐容积一般可装载25吨左右液态二氧化碳。”化肥部装车人员凌琦说,每车充装时间平均在50分钟左右。

  随着“噗嗤”声响起,一股浓浓的白雾升起,将车辆和人员包裹。凌琦忙安慰记者说,不用担心,这是管线充装头残留的气液态混合的二氧化碳,相比充装零下160℃液化天然气易燃易爆气体来说,二氧化碳的装卸操作的安全性更高。

  二氧化碳是无色无味气体,平时是看不到的,属于密闭窒息性气体,不助燃、不可燃。充装时与罐车断开连接后,管线内残留的低温二氧化碳,遇到空气后就会气化产生“白烟”。

  很快,8车共计200吨二氧化碳,在工作人员的指挥下装车完毕。中国石油昆仑物流有限公司所属新疆油田运输分公司新能源事业部驾驶员田晓平完成检验、签字等程序后,驾驶车辆驶出化肥部,按照规定路线,每开4小时休息20分钟,驶向新疆油田注气站。

  经过七八个小时规定线路运输后,液态二氧化碳被运送到了新疆油田。

再利用:埋进地下封碳驱油

  在生活中,二氧化碳多被加入汽水等食品中,以及用于工业和食品的制冷,例如干冰等,利用率较低。但在采油环节,相比水驱,二氧化碳具有萃取、抽提和降粘的作用,能够与原油实现混相,能够大幅度提高原油采收率,从而更好地驱替原油。

  驾驶员田晓平按约定时间,将液态二氧化碳拉到新疆油田户外钻井区,在整个采集加工区有许多高低错落的管道,连接着许多大小不一的储存罐。

  “驱油的同时,大约85%以上的二氧化碳能够实现埋存。”中国石油新疆油田分公司开发公司CCUS(碳捕集、利用与封存)项目经理部代潘祥说,“暂住”在专用卧式罐车内的液态二氧化碳,被拉到井口,注入到地层深处压力不足的油井内,帮助油井恢复压力,实现继续开采。

  此外,二氧化碳还是石油开采的好帮手。代潘祥介绍,在石油开采时,需要注入驱油介质提升石油的采收率,传统的驱油介质多使用水。

  “二氧化碳在油和水中的溶解度都很高,当它大量溶解于原油中时,可以使得原油体积膨胀,提高采收率。”代潘祥用一份数据佐证,某二氧化碳试验区水驱油的采收率只有15%,而二氧化碳驱油的采收率能达到30%以上,虽然二氧化碳的捕集和利用成本较高,但采收率的上升也提高了经济收益。

  目前,新疆油田应用液态二氧化碳驱油,主要来源于石化企业和煤化工企业,涉及乌昌工业园区的一些碳排放和捕集企业。

  新疆油田开发公司CCUS项目经理部打通“购碳、运碳、注碳”全产业链流程,实施全链条闭环管理,保障CCUS项目全天候高效运行。

   截至目前,新疆油田12个CCUS注碳试验区的日注碳量达到2000吨以上,比去年同期提升1500吨。

   记者了解到,二氧化碳被注入地下完成驱替原油的任务后,将被封存埋于地下。

   当前,新疆正在加快建设“八大产业集群”,二氧化碳“变废为宝”,实现减碳和驱油的“双向奔赴”,将有力促进油气生产加工、煤炭煤电煤化工、绿色矿业等产业集群发展。

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