二氧化碳海洋封存的技术和研究现状

全球变暖的问题正变得日益严峻,碳减排碳中和已成为国际社会的共识和努力目标。作为CO_(2)减排的重要方式之一,二氧化碳捕集、利用与封存(Carbon Capture,Utilization and Storage,CCUS)近年来备受关注并且发展迅猛。CO_(2)海洋封存作为其中一种最具潜力的减排方式,了解其发展现状对进一步研究CO_(2)封存具有重要的参考价值。本文介绍了CO_(2)海洋封存的方法和封存机理,总结了该技术在国内外研究进展。此外,文章还概述了我国在CO_(2)海洋封存上的巨大潜力和库源匹配上的优势,以及海洋封存对环境可能造成的影响。最后,指出推进CO_(2)海洋封存技术的研究并开发相应的能力,将有助于加速推进碳减排进程、尽快实现碳中和目标。

海上CCS项目CO_(2)在线监测技术研究

通过对海上CO_(2)捕集与封存(CCS)项目设施环境CO_(2)监测的必要性以及国内外CCS项目CO_(2)监测现状进行分析,聚焦海上CCS项目设施环境CO_(2)浓度实时监测需求,兼顾经济性、准确度和功能需求,完成了常用CO_(2)传感器的监测原理分析对比,结合海上平台设施复杂的环境特点提出了监测设备布置建议以及有线/无线双传输模式选取方法。从设备选择、数据传输、系统架构与安全以及系统应用功能几个方面,进行了CCS项目海上设施环境CO_(2)在线监测系统的设计。未来应对海上CCS项目环境CO_(2)在线监测系统引入更多先进的监测技术和多维度的监测参数,以实现整个封存区域的实时监测及预警。

油气生产企业碳排放管理研究

全球气候变化问题,让世界各国意识到了全球气候治理的重要性与紧迫性,因此应对气候变化成为人类社会面临的共同挑战。我国在2020年向国际社会提出“碳达峰、碳中和”宏伟目标。在国家逐步实施“碳达峰、碳中和”战略背景下,势必会通过目标任务分解和细化落实到企业中。而油气生产企业不仅是能源的供应者,也是能源的消费者,因此面临的碳减排压力将会越来越大。但对于油气生产企业而言,积极开展碳排放管理,实现降碳减排,既是响应国家大政方针、树立绿色企业形象的必经之路,也是提升自身竞争力,实现高质量发展的切实需要。

基于夹点分析技术的常减压装置换热网络优化

常减压装置是原油深度加工的基础,同时也是炼油企业用能大户。针对国内某企业的常减压装置,应用流程模拟软件Aspen HYSYS,建立装置的换热网络模型。以加工原油性质、初馏塔、常压塔、减压塔模拟过程参数及常减压装置对产品质量的要求作为换热网络调整的基础参数,利用Aspen Pinch软件,对装置原有换热网络进行夹点分析,根据原油常减压装置内部冷、热物流特点,分析装置用能瓶颈,得出换热网络初底原油的最高理论换热终温。按照消除原换热物流跨夹点传热、中高温位热源多次合理利用、调整换热效率偏低的设备、现有设备布置变动小、投资省的原则,对换热网络进行改造优化。通过换热流程优化调整,初底油进常压加热炉温度由原来的278℃提高到288℃;降低常压炉加热负荷及燃料消耗,可节省加热炉负荷约60×10~4kcal/h,装置能耗降低约0.7kg标油/t,折合每年创造效益约126万元。

基于数学规划法的蒸汽动力系统优化运行研究

为满足石油化工行业实际生产中各单元、各工艺过程对不同等级蒸汽的需求,将不同蒸汽动力循环过程归纳综合为一种通用的过程,并利用数学规划的方法建立了数学模型。采用数学规划法对实际操作系统进行优化,得到最佳操作参数,并与人工调度方案进行了比较。结果表明:对于复杂蒸汽动力系统的优化,借助优化模型和求解软件可以方便地确定系统最优运行状态,使整个蒸汽动力系统的运行费用最低。该方法可为过程动力、热能、工艺蒸汽等的分配提供参考数据,对实际蒸汽动力系统的优化改造有着重要的指导意义。

合成氨装置脱碳单元节能优化探析

从整个系统的角度出发对合成氨装置脱碳单元进行优化,在保持CO_2输出量不变的基础上,提高CO_2进入尿素装置的压力。结果表明,该优化方法节能效果十分明显,改造后可节约尿素蒸汽消耗2.5 t/h,且涉及到的工艺调整较小,在工程上较易实现,可以很好地降低全厂能耗。

MDEA脱碳装置模拟与优化

CO2脱除是天然气预处理等工业过程的重要工序之一,在天然气终端处理厂,特别是海上气田陆上终端,受气田开采周期及产量波动影响,装置通常分期建设,往往导致脱碳单元设计工况与实际工况偏差较大。针对实际工况合理选择操作参数对装置稳定运行、节能降耗及提高经济效益有重要意义。应用Aspen HYSYS软件对某天然气陆上终端一套采用MDEA工艺的脱碳装置进行了模拟及优化。对闪蒸塔压力、贫液及半贫液循环量配比等参数进行工况研究的结果表明:对于该装置,闪蒸塔压力由680 k Pa调整为830 k Pa,即富液压降为2 250 k Pa时,回收闪蒸气生产脱碳气,可以解决吸收塔底富液闪蒸气放空的问题;同时,贫液循环量由120 m3/h调整为100 m3/h,半贫液循环量调整为470 m3/h时能够有效降低脱碳工序能耗,增加脱碳气产量。研究结果对现场生产实现降本增效具有参考作用,闪蒸气回收方案在同类型装置中具有一定的推广性。

合成氨装置脱碳单元节能优化探析

从整个系统的角度出发对合成氨装置脱碳单元进行优化，在保持CO2输出量不变的基础上，提高CO2进入尿素装置的压力。结果表明，该优化方法节能效果十分明显，改造后可节约尿素蒸汽消耗2．5t／h，且涉及到的工艺调整较小，在工程上较易实现，可以很好地降低全厂能耗。

椭圆形封头旋压成形过程数值模拟与分析

通过对标准椭圆形封头旋压成形工艺进行合理的简化,利用几何方法确定了一次旋压成形过程中旋轮的运动轨迹。在此基础上,应用ANSYS/LS-DYNA软件建立了标准椭圆形封头旋压成形的三维有限元模型,并得到了符合实际要求的数值分析结果。根据模型结果和弹塑性有限元理论,对旋压成形过程中毛坯的变形机理进行了分析,得出了封头在成形过程中不同旋压阶段和不同位置的应力、应变以及厚度减薄率的分布规律,为封头旋压成形过程的研究提供了有效的方法和可靠的依据。

凝析油稳定装置模拟与优化

采用流程模拟技术对某气田终端处理厂凝析油稳定单元进行了流程建模,分析了实际工况与设计工况的偏差。通过优化装置操作参数,使装置运行适应了新的生产条件。优化换热流程每年可降低导热油炉燃料气消耗32.5万m^(3),并解决了装置运行过程中存在的闪蒸气放空问题。降低塔顶进料流量至250 kmol/h时,每年可降低导热油炉燃料气消耗21.3万m^(3),进一步稳定了闪蒸气压缩机负荷。可为类似装置优化运行提供参考,保障处理厂节能降耗、平稳高效运行,对企业生产管理工作有积极意义。

流程模拟技术在合成氨工业CO2排放核算中的应用

采用流程模拟技术对某化工企业45万t/a合成氨装置进行了流程建模,结合装置物料平衡计算结果,获取了整个工艺过程的碳流向,确定了合成氨生产过程产生的温室气体排放和燃料燃烧产生的温室气体排放,实现了对装置温室气体排放量的精确计算。在设计工况下,装置CO2年排放量为1322453 t,与第三方机构核查结果较为匹配。可为类似装置温室气体排放计算提供参考,对企业实现温室气体排放的在线监测及精细化管理工作有积极意义。

催化汽油加氢装置换热网络分析与优化

采用夹点技术对某炼化企业50 万t /a 催化汽油加氢装置的换热网络进行了分析和优化,发现装置存在夹点之下使用热公用工程及跨越夹点换热的情况。在装置原有换热网络的基础上,通过增加2 台换热器调整换热顺序,实现了对装置内高品位热源的梯级利用,消除了夹点之下使用热公用工程及跨越夹点换热的不合理之处。调整后可降低装置对热公用工程的需求量639 kW,对冷公用工程的需求量93 kW,每年实现节能量854.9 tce,为同类装置节能优化提供参考。

CO_(2)海底地质封存泄漏监测研究进展

CO_(2)海底地质封存可以实现大量的CO_(2)与大气长时间的隔离,对于沿海工业发达地区碳中和的实现至关重要。尽管泄漏的可能性极其微小,开展海底地质封存CO_(2)泄漏监测对于该人工碳汇的评价和应用仍是必须且必要的。简要介绍了国外较为熟知的模拟泄漏试验:QICS、ETI-MMV和STEMM-CCS,梳理了试验中验证的系列技术方法。目前我国在海底地质封存泄漏监测研究方面处于起步阶段。针对CO_(2)海底地质封存的典型应用场景,分析了泄漏监测技术的发展现状,并阐述了泄漏监测策略:建立坚实的海洋环境基线,开展风险评估并针对特定地点制定海洋监测计划。研究认为,海底地质封存CO_(2)泄漏监测需要研发可以实现长期低成本实时监测和精准评价的多层次监测技术,应在明晰泄漏风险点变化机制的基础上,结合海洋环境基线调查,建立和完善系统的智能监测预警及处置体系。