为化肥厂里的二氧化碳找个新去处

6月，中国石油大庆石化公司化肥运行部内一派忙碌景象。一辆辆罐装车一字排开，源源不断的液体二氧化碳被加注罐内。罐车的目的地非常明确——120公里外的大庆油田，那里是二氧化碳的“新战场”，它们将作为驱油剂注入地下，驱动油藏产出“绿色”原油。

“5月15日，大庆石化40万吨/年高浓度二氧化碳回收项目全面建成，该项目是中国石油集团公司炼油化工和新材料板块的首套二氧化碳捕集项目。”大庆石化化肥运行部部长吕印达告诉科技日报记者，待到项目建成投产，每年可直接捕集二氧化碳40万吨、创效2300多万元，实现生态效益、经济效益双丰收。

利用二氧化碳提高油田油井最终采收率

捕集二氧化碳，碳源从哪来？答案是大庆石化的“化肥运行部”。

当前的大庆石化化肥运行部，原名为“大庆石化化肥厂”，是1973年经党中央、国务院批准、全国首批引进技术的13套大型化肥生产企业之一，1976年9月13日建成投产。

“当年化肥厂的装置、工艺均来自国外，为国家的化肥事业和农业生产作出了巨大贡献。”吕印达告诉科技日报记者，20世纪70年代，大庆石化从美国凯洛格公司引进合成氨装置，经2005年扩能改造后，合成氨年产量为45万吨，副产品二氧化碳年产量64万吨；从荷兰Stamicarbon公司引进的二氧化碳气提法尿素生产工艺技术，使尿素年生产能力达到76万吨。

但是，随着国家产业结构调整，2015年，原农业部推进化肥减量提效战略方针，提出“到2020年化肥使用量零增长”目标。顺应形势要求，大庆石化优化产品结构，增加液氨产品销售，减少尿素产量。

“由于尿素减产，造成原料二氧化碳大量放空。”吕印达介绍，经统计，2017年至2021年，合成氨装置二氧化碳年放空量达每年30万至45万吨。

能否将废弃掉的二氧化碳资源化利用？碳捕集、利用与封存技术给出了答案。大庆石化利用旧尿素装置中的二氧化碳压缩机，在二氧化碳压缩机二段出口设置干燥器，干燥脱水后的二氧化碳经压缩机三段和四段升压至14.7兆帕，将合成氨装置的副产品转化为大于99%体积占比的高纯度二氧化碳。

大庆石化科技与规划发展处项目管理高级主管鲁鹏告诉科技日报记者，二氧化碳经过干燥后用作油田驱油剂，既降低了碳排放，又可提高现有油田油井的最终采收率，每年可创效2300多万元。

当前的大庆油田，碳捕集、利用与封存产业正值供需两旺。大庆油田“十四五”规划提出，2025年要在鳌南油田实现CCUS产油能力60万吨、埋存二氧化碳143万吨的任务目标。

开展技术研究控制二氧化碳输送风险

紧邻大庆油田成为大庆石化布局CCUS项目得天独厚的优势。一方面，油田作为二氧化碳的消费“大户”，可为捕集的碳提供应用市场；另一方面，捕集的二氧化碳无需远距离运输即可实现利用，开发成本将大幅降低。

“二氧化碳有临界参数较低的特性，极其容易发生相态的变化。”鲁鹏表示，现有的管道输送类型可分为气态、液态以及超临界3种方式，但输送管道和设备要根据二氧化碳的相态以及不同输送方式的特点等因素来选择。

因此，我国正在大规模开展二氧化碳管道输送技术方面的攻关研究，以实现不同场景下的二氧化碳输送及风险控制。

鲁鹏告诉科技日报记者，为找到管道运输二氧化碳的界区条件，大庆石化和大庆油田公司联合研究论证，通过管输模拟分析发现，当超临界二氧化碳压力达到14.7兆帕时，管道输送全程无需再增压，管道末点压力就能够保证在9兆帕以上。

大庆石化设计的管道技术方案，保证了管道全线二氧化碳处于稳定高效的超临界/密相输送状态，并且余压还可作为油田二氧化碳注入设施的入口压力，实现了上下游一体优化，技术经济合理。

当前，连通大庆石化与大庆油田的二氧化碳气体超临界管道正在加紧建设，在管道建设完成前，捕集的二氧化碳将由液体罐车输送。

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