科技日报记者 梁乐
近日，在新疆克拉玛依石化工业园区内，中石油新疆油田100万吨碳捕集一体化示范项目（以下简称新疆油田碳捕集项目）正在加速建设。这是中国石油首个百万吨级燃煤电厂碳捕集、利用与封存项目（CCUS），也是国内第二套百万吨级燃煤电厂CCUS项目。
该项目将于明年11月建成投运，实现“碳捕集—利用—封存”全链条闭环。项目预计每年可捕集100万吨二氧化碳，二氧化碳将全部封存于地下用于驱油增产，预计可提升原油采收率8%—12%。
技术创新让“捕碳”更节能高效
随着CCUS技术的兴起，二氧化碳在近年来“变废为宝”，实现了资源化利用。但放眼全国，百万吨级的CCUS项目却屈指可数。“碳捕集规模越大，对技术的要求也就越高，工艺也越复杂。”新疆油田碳捕集PMT项目部经理张赟新告诉科技日报记者。
此次新疆油田碳捕集项目，依托于2×66万千瓦超超临界煤电机组建设。该项目分为两期，碳捕集总规模可达200万吨/年，目前正在建设的是一期工程。
“由于燃煤电厂排放的废气中，二氧化碳浓度较低，仅有13%左右，因此我们采用了化学吸收法工艺。”张赟新介绍，针对国内目前CCUS项目存在的问题，技术团队对工艺进行了细化和再创新，目的就是让碳捕集过程更加高效，且尽可能降低生产能耗。
在化学吸收工艺中，作为吸收剂的胺液，直接决定了捕集效率。新疆油田碳捕集项目中，胺液的循环量达到2300立方米/小时，相当于每小时处理一个标准游泳池水量，这就要求胺液具有极强的化学稳定性和热稳定性。
对此，技术团队对市面上胺液类型进行全面筛选，经过反复试验，确定了复配醇胺吸收剂，其特点是二氧化碳吸收容量和捕集率高，而且不易降解且腐蚀性低。
解决了吸收剂，技术团队在工艺流程上再创新，采用了低浓度低分压二氧化碳捕集系统工艺、级间冷却和富液分流、低压蒸汽热量再利用工艺等。“简单来说，就是巧妙利用各阶段温度的变化，通过工艺创新来进行热能回收，最大化降低能耗。”张赟新说，相较传统工艺，采用新工艺后再生能耗降低约15%，有望创造国内燃煤电厂碳捕集技术新标杆。
在建设碳捕集项目的同时，新疆油田还将同步建设264万千瓦光伏发电厂，届时每年可产生绿电41.7亿千瓦。由于碳捕集需要消耗电力，因此接入绿电后，也将起到节能减排效果。
二氧化碳成为驱油增产“奇兵”
在新疆油田碳捕集项目中，技术团队针对二氧化碳的运输也进行了工艺上的创新。
“此前大部分都采用专用车辆运输，而我们是管道运输。”张赟新说，项目创新性地采用等压无损干燥工艺，使二氧化碳兼具液态和气态的双重属性。在管道运输中，这种形态既能确保高流速，也能减轻对管道内壁的压力，从而实现高效安全运输。
经过管道中的长途跋涉，在到达新疆油田的各个作业区后，二氧化碳将完成“神圣的使命”。二氧化碳注入油藏后，能够溶于原油，起到补能、降黏作用，从而大幅提高原油采收率。与此同时，二氧化碳就此长埋于地下，为碳减排腾出巨大空间。
据了解，新疆油田于2019年在八区530井区，率先开展二氧化碳+原油的混相驱先导试验，同年，新疆油田准噶尔盆地CCUS项目被OGCI（油气行业气候倡议组织）推选为全球首批5个CCUS产业促进中心之一。
截至6月初，新疆油田今年累计注碳量已达25.4万吨，日注碳量更是达到2800吨以上，同比大幅提升并创下历史新高，原油产量也明显提升。
记者了解到，项目投运后，将为新疆油田各区块提供更加稳定的二氧化碳供应，为公司实现“CCUS/CCS（碳捕集、利用与封存/碳捕集与封存）1000万吨全覆盖”远期目标，建设准噶尔盆地“四纵两横”二氧化碳环网，打造CCUS/CCS国家示范区奠定基础。
