6月，中國石油大慶石化公司（以下簡稱大慶石化）化肥運行部內(nèi)一派忙碌景象。一輛輛罐裝車一字排開，源源不斷的液體二氧化碳被加注罐內(nèi)。罐車的目的地非常明確——120公里外的大慶油田，那里是二氧化碳的“新戰(zhàn)場”，它們將作為驅(qū)油劑注入地下，驅(qū)動油藏產(chǎn)出“綠色”原油。

    “5月15日，大慶石化40萬噸/年高濃度二氧化碳回收項目全面建成，該項目是中國石油集團(tuán)公司煉油化工和新材料板塊的首套二氧化碳捕集項目?！贝髴c石化化肥運行部部長呂印達(dá)告訴科技日報記者，待到項目建成投產(chǎn)，每年可直接捕集二氧化碳40萬噸、創(chuàng)效2300多萬元，實現(xiàn)生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益雙豐收。

    利用二氧化碳提高油田油井最終采收率

    捕集二氧化碳，碳源從哪來？答案是大慶石化的“化肥運行部”。

    當(dāng)前的大慶石化化肥運行部，原名為“大慶石化化肥廠”，是1973年經(jīng)黨中央、國務(wù)院批準(zhǔn)、全國首批引進(jìn)技術(shù)的13套大型化肥生產(chǎn)企業(yè)之一，1976年9月13日建成投產(chǎn)。

    “當(dāng)年化肥廠的裝置、工藝均來自國外，為國家的化肥事業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作出了巨大貢獻(xiàn)。”呂印達(dá)告訴科技日報記者，20世紀(jì)70年代，大慶石化從美國凱洛格公司引進(jìn)合成氨裝置，經(jīng)2005年擴(kuò)能改造后，合成氨年產(chǎn)量為45萬噸，副產(chǎn)品二氧化碳年產(chǎn)量64萬噸；從荷蘭Stamicarbon公司引進(jìn)的二氧化碳?xì)馓岱蛩厣a(chǎn)工藝技術(shù)，使尿素年生產(chǎn)能力達(dá)到76萬噸。

    但是，隨著國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，2015年，原農(nóng)業(yè)部推進(jìn)化肥減量提效戰(zhàn)略方針，提出“到2020年化肥使用量零增長”目標(biāo)。順應(yīng)形勢要求，大慶石化優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，增加液氨產(chǎn)品銷售，減少尿素產(chǎn)量。

    “由于尿素減產(chǎn)，造成原料二氧化碳大量放空?！眳斡∵_(dá)介紹，經(jīng)統(tǒng)計，2017年至2021年，合成氨裝置二氧化碳年放空量達(dá)每年30萬至45萬噸。

    能否將廢棄掉的二氧化碳資源化利用？碳捕集、利用與封存（CCUS）技術(shù)給出了答案。大慶石化利用舊尿素裝置中的二氧化碳壓縮機(jī)，在二氧化碳壓縮機(jī)二段出口設(shè)置干燥器，干燥脫水后的二氧化碳經(jīng)壓縮機(jī)三段和四段升壓至14.7兆帕，將合成氨裝置的副產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為大于99%體積占比的高純度二氧化碳。

    大慶石化科技與規(guī)劃發(fā)展處項目管理高級主管魯鵬告訴科技日報記者，二氧化碳經(jīng)過干燥后用作油田驅(qū)油劑，既降低了碳排放，又可提高現(xiàn)有油田油井的最終采收率，每年可創(chuàng)效2300多萬元。

    當(dāng)前的大慶油田，碳捕集、利用與封存產(chǎn)業(yè)正值供需兩旺。大慶油田“十四五”規(guī)劃提出，2025年要在鰲南油田實現(xiàn)CCUS產(chǎn)油能力60萬噸、埋存二氧化碳143萬噸的任務(wù)目標(biāo)。

    開展技術(shù)研究控制二氧化碳輸送風(fēng)險

    緊鄰大慶油田成為大慶石化布局CCUS項目得天獨厚的優(yōu)勢。一方面，油田作為二氧化碳的消費“大戶”，可為捕集的碳提供應(yīng)用市場；另一方面，捕集的二氧化碳無需遠(yuǎn)距離運輸即可實現(xiàn)利用，開發(fā)成本將大幅降低。

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    “二氧化碳有臨界參數(shù)較低的特性，極其容易發(fā)生相態(tài)的變化?！濒旟i表示，現(xiàn)有的管道輸送類型可分為氣態(tài)、液態(tài)以及超臨界3種方式，但輸送管道和設(shè)備要根據(jù)二氧化碳的相態(tài)以及不同輸送方式的特點等因素來選擇。

    因此，我國正在大規(guī)模開展二氧化碳管道輸送技術(shù)方面的攻關(guān)研究，以實現(xiàn)不同場景下的二氧化碳輸送及風(fēng)險控制。

    魯鵬告訴科技日報記者，為找到管道運輸二氧化碳的界區(qū)條件，大慶石化和大慶油田公司聯(lián)合研究論證，通過管輸模擬分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)超臨界二氧化碳壓力達(dá)到14.7兆帕?xí)r，管道輸送全程無需再增壓，管道末點壓力就能夠保證在9兆帕以上。

    大慶石化設(shè)計的管道技術(shù)方案，保證了管道全線二氧化碳處于穩(wěn)定高效的超臨界/密相輸送狀態(tài)，并且余壓還可作為油田二氧化碳注入設(shè)施的入口壓力，實現(xiàn)了上下游一體優(yōu)化，技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理。

    當(dāng)前，連通大慶石化與大慶油田的二氧化碳?xì)怏w超臨界管道正在加緊建設(shè)，在管道建設(shè)完成前，捕集的二氧化碳將由液體罐車輸送。