孔令先
（胜利石油管理局胜利发电厂）
苟仲武摘要：CO2驱油是提高采收率非常有效的技术，但目前缺少高纯度的CO2资源，制约了该项技术的推广应用，从电厂烟气中捕集纯化CO2是解决驱油用CO2资源的途径，不仅可以获得强化采油所需的CO2，提高了经济收益，而且实现CO2地质封存，控制温室气体排放，节能减排。 关键词：化学法；CO2；捕集纯化；采油
1. CO2捕集的常用技术
从燃烧排气中分离回收CO2的技术目前主要有吸收分离法、膜分离法、吸附分离法、富氧燃烧技术、低温分离法、复合分离法和化学链燃烧技术等。 (1)吸收分离法。吸收法按照吸收分离原理的不同，又可分为化学吸收法和物理吸收法。通常燃煤电厂烟道气中的CO2浓度较低(3%~15%)，普遍采用化学吸收法中的醇胺法。
（2）吸附分离法。主要是变压吸附法(PSA)法。PSA法是基于固态吸附剂对原料气中CO2有选择性吸附作用，在高压时吸附，低压解吸的方法。烟道气含CO2量较低，需要大量的能量去压缩80%无用组分来满足吸附压力而且需预处理烟气中的H20和颗粒物，以免吸附剂表面力减弱。
动力换挡变速箱(3)膜分离法。主要是气体分离膜法和气体吸收膜法两类。气体分离膜技术依靠待分离混合气体与薄膜材料之间的化学或物理反应，使得一种组分快速溶解并穿过该薄膜，从而将混合气体分成穿透气流和剩余气流两部分。研究发现，大多数聚合物均存在渗透性和选择性相反的关系，即渗透性高的，选择性则低，反之，选择性高的，渗透性则不能令人满意。此外，也不耐高温和化学腐蚀，易被污染，不容易清洗等。气体吸收膜技术与气体膜分离技术相比，在薄膜的另一侧有化学吸收液存在，气体和吸收液不直接接触，分别在膜两侧流动，膜本身对气体没有选择性，只起隔离气体和吸收液的作用，通过吸收液的选择性吸收达到气体分离的目的。软母排
近几年国际上对膜吸收法脱除电厂烟气中CO2的研究非常活跃，目前处于基础研究阶段，基本处于寻合适的吸收液、建立数值模型计算传质系数、设计合理的气液流动形式阶段，很少看到工业应用的报道。
(4)低温蒸馏法。低温蒸馏法是通过低温冷凝分离CO2的物理过程，一般是将烟气经过多次压缩和冷却后，引起相变从而分离烟气中的CO2。主要用于从油田伴生气中分离提纯CO2，然后将其重新注入油
井循环使用。目前，对于烟道气低温蒸馏法脱CO2处于理论研究阶段。2. 电厂烟气CO2分离回收技术经济性比较
表1给出了亚临界煤分电站锅炉采用化学吸收法、膜吸收法，膜分离法，变压吸附法的数据，对于变温(变压)吸附法和低温蒸馏法，由于过高的烟气压缩和脱水脱硫费用，而没有考虑的价值。膜分离法对电厂效率的影响最小，但是脱除CO2成本最高，发电成本也最高，使电力生产成本增长了59%，膜吸收法和化学吸收法对电厂发电效率影响比膜分离法稍大，但是两法使电力生产成本增长53%左右。化学吸收法脱除的成本最低，膜吸收法脱碳成本为45$/t CO2，两者均低于膜分离法，从长远来看化学吸收法更有潜力。
*国家科技支撑项目（No. 2008BAE65B01 、 2008BAE65B02）资助。
omap4460表1 各种分离法经济性比较
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体等特点。考虑到自备电厂烟气中CO2的特点，化学吸收法对烟气中CO2的脱除是一种较好的选择。
工业上化学吸收法工艺中存在的问题有:
（1）捕集工艺能耗大。吸收塔操作温度为40~65℃，这意味着烟气进入吸收塔前必须降温；再生塔操作温度为100~120℃；出口烟气在进入大气前需要重新加温。
（2）吸收剂效率低。吸收剂在循环过程中对CO2吸收效率不高，运行过程中损失大，吸收剂溶液氧化损耗，并对系统产生腐蚀以及发泡现象。
（3）CO2回收成本高。利用现有的工艺回收CO2费用每吨在500~600元左右，回收成本偏高，可能使得电厂的费用增加1/3。CO2捕集分离的目标是使CO2回收过程经济可行，这对分离工艺的模拟优化改进提出了严峻要求。
（4）国内缺乏中、大型CO2捕集纯化系统设计和建设的工程实践经验。
麻将纸牌>屋面玻纤瓦（5）以塔式设备为核心吸收系统反应效率低、设备庞大、操作弹性小、开停车比较困难。
的资源化利用
3 CO
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油田CO2驱油技术是利用超临界状态下的CO2在地层中与原油互溶、膨胀、降粘作用和提高地层空隙率的作用来提高原油采收率的技术，将电厂烟气CO2捕集纯化用于驱油，提高原油采收率，实现CO2地质封存，节能减排，市场需求容量大，经济效益显著。
目前，国外采用二氧化碳驱油技术的主要国家有：美国、加拿大、法国、匈亚利、西德等。一般提高采收率10%～30%，由于CO2驱油技术经济有效，大幅度提高采收率，正成为世界各大石油公司开发低渗透油藏的关键技术之一[3]。中石化胜利、中原、江苏油田和华东分公司，中石油大庆、任丘、辽河、吉林等油田先后开展了CO2驱油实验，一般提高采收率15%左右，取得很好效果。
我国CO2驱油项目CO2主要来源于开采的CO2气藏气。由于CO2气藏资源受地理环境、交通等各种条件限制，制约了CO2驱油技术的大面积推广应用，而且与国家节能减排政策相矛盾。将电厂烟气中CO2捕集纯化后用于驱油，提高原油采收率，节能减排。
目前胜利油田正在开展低渗透油藏CO2驱提高采收率先导试验，取得了显著地效果，但是气源的不稳定制约了CO2大规模推广，而胜利油田自备电厂全年CO2排放量415万吨，且距离CO2试验区较近。
如果将电厂部分烟气CO2捕集纯化后应用于先导试验区，可为胜利油田低渗透油藏大规模开展CO2驱油提供稳定廉价的气源。
为此，胜利油田正在建设胜利发电厂烟气CO2捕集纯化工程，采用复合胺法回收烟气中CO2的技术工艺，基本解决了溶剂氧化降解的问题，提供了吸收效率，降低了系统能耗，回收CO2 4万吨/年，计划2010年6月30日达到试运投产条件，该工程将燃煤烟气CO2捕集纯化后直接用于驱油，在国内外尚属首次。油田CO2驱油技术代表了三次采油的前沿发展方向，同时也是烟气回收CO2最具开发价值的应用领域，市场需求容量大，经济效益显著，既可以提
高原油采出率又降低CO2排放，达到事半功倍的效果。
