不同进口条件下超临界-密相二氧化碳管道输送研究

运用CFD软件进行超临界-密相二氧化碳管道输送仿真模拟,进口压力分别取11 MPa、12 MPa、13 MPa和14 MPa,进口温度分别取40℃、50℃、55℃和60℃,比较不同进口压力和温度条件下沿管长方向温度、静压和动压的变化。结果显示:当管道长度大于50 m时,进口压力为13 MPa时的流体温度曲线和动压曲线最低,进口温度为50℃时的流体温度曲线和动压曲线最低,不同进口压力和温度条件下静压差异不大。研究表明,在实际的超临界-密相二氧化碳管道输送中,选择进口压力为13 MPa,进口温度为50℃。

含杂质超临界-密相CO_2管道输送工艺参数优化

CO_2输送作为CCUS技术实现的中间环节,承担着将CO_2从捕获地输送到封存点的重要任务,结合原油、天然气管道的经验可知,由于管道输送具有输量大、安全可靠性高、连续性强等优势,是目前最主要的CO_2输送方式。根据国外40多年的CO_2管道输送经验,由于超临界-密相CO_2具有类似于液体的高密度和类似于气体的高扩散性与低黏度,被认为是最经济的管道输送方式。以国内某油田30×10~4 t/a CCUS项目为例,采用Pipephase模拟软件对不同管径的超临界-密相CO_2管道在相同入口参数下进行模拟计算,分析研究不同管径下的管道压力、温度、密度与输送距离之间的变化规律,得出含杂质超临界-密相CO_2最优管道输送工艺参数,为后续我国CCUS项目推广和发展提供理论依据。

超临界-密相CO2管输特性模拟计算研究

目前,我国的超临界-密相CO2管道输送技术还处于起步阶段,缺乏理论依据和技术支撑。针对这一问题,以某油田特定的气源组分为例,采用PR状态方程,得到了含杂质的CO2相态图,相态图中出现了明显的气液两相区,临界点温度为30.76℃,压力为7.54 MPa。以100×10^4 t/a的输量为基础,针对不同管径条件下沿程压力、温度、密度的变化,选择DN300为超临界-密相输送的最佳管径,对不同入口压力、温度条件下的管输参数进行模拟。结果表明,高压状态下压降几乎不受温度影响,密度对压力和温度数据敏感,黏度对压力数据敏感。超临界-密相CO2在输送过程中,应避免进入准临界区和气液两相区,尽量保持高压运行。