中石化的低碳模范生
发布时间:2013-07-26 阅读数:2683
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来源:中国石油石化 时间:2013年7月25日
全球每年因燃烧化石燃料排放的二氧化碳达200亿吨左右,大气中的二氧化碳含量正以每年4%的速度猛增。照这样下去,不用百年两极冰川将全部融化,亚马孙雨林也将消失,海平面上升……
避免地球面临的严重生态灾害,一场坚苦卓绝的绿色革命不可避免。毋庸置疑,作为社会细胞的工业企业是这场绿色革命的主角。我国财政部财政科学研究所已经起草了面向煤炭、原油和天然气等温室气体排放大户征收碳税的方案,1吨二氧化碳约征收30元~40元。今年下半年,该方案预计在我国局部区域开始实施,2015年推广至全国。
面对这样的特殊革命,被称为污染大户的石油石化企业是如何迎接挑战、追逐绿色的?为了寻找答案,记者走访了中国石化旗下在低碳方面做得比较好的油田、炼厂及销售企业。
胜利油田:绿色技术是竞争利器
众所周知,在六种温室气体中,二氧化碳危害最高,是气候变化乃至造成严重自然灾害的“罪魁祸首”。但是,在胜利油田二氧化碳实现了由“上天为害”到“入地为宝”的华丽转身。
胜利石油人与兄弟企业合作研发,建成了国内外首个燃煤电厂烟气碳捕集、驱油与封存(CCUS)全流程示范工程,全年能够捕集、液化二氧化碳3万~4万吨。捕集处理后的二氧化碳纯度达99.5%以上,可全部用于低渗透油藏开发。
二氧化碳驱油是提高低渗透油田采收率的主要方法之一,可提高采收率10%~20%。胜利油田目前有低渗透油藏储量10.3亿吨,占总资源量的15.4%。可以说,这项工程成为了他们在绿色生产上的新利器。
走进胜利发电厂二氧化碳捕集项目现场,烟气水洗塔、吸收塔和再生塔错落有致地林立,员工正在清洗装置。“这套装置投入运行后,每天生产液态二氧化碳100余吨,捕集的二氧化碳用于胜利油田高89-1块驱油与封存试验,为今后胜利油田大规模开展二氧化碳驱油提供了稳定的气源保障和技术保证。”胜利油田设计院科研所所长李清方说。
胜利发电厂烟气中的二氧化碳捕集出来后要经过压缩、干燥、液化及存储后输送至油区用于二氧化碳驱油与封存。据胜利油田首席高级专家王增林介绍,通过经济性、安全性和工艺可行性等综合评估,他们选择气相或超临界管线输送的办法。
早在2008年,胜利油田二氧化碳驱油示范项目—高89—1块就开始注二氧化碳。截至目前,已累注二氧化碳13.4万吨,累计增油3.1万吨,二氧化碳动态封存率86%,预计油田采收率提高17.2个百分点。对于这样的成效,王增林形象地说:“这相当于120万棵生长了30年的冷杉树所吸收的二氧化碳。”
实际应用中,二氧化碳被注入地下后, 50%~60%被永久封存于地下,剩余的40%~50%则随着油田伴生气返回地面。王增林说,通过原油伴生气二氧化碳捕集纯化,可将伴生气中的二氧化碳回收,就地回注驱油,进一步降低了二氧化碳驱油成本。
目前,胜利油田正在进行100万吨/年二氧化碳捕集及利用工程的可行性研究论证。去年年底,国家环境保护部来胜利油田调研,对这个项目给予了充分肯定。
二氧化碳变废为宝,仅是胜利油田积极处理油气开采与生态保护关系的一个缩影,胜利油田早已将“绿色低碳战略”列为油田四大发展战略之一。胜利石油管理局局长、胜利油田分公司总经理孙焕泉明确表示:“谁实现了绿色低碳发展,谁就占领了科学发展的制高点。作为中央企业,胜利油田不仅要在保障国家能源安全上站排头,而且要在建设美丽中国的实践中打头阵。”
除了燃煤电厂烟气CCUS绿色低碳新工艺外,胜利油田不断加大新技术、新工艺的研发与应用,中国石化第一台网电钻机、第一台网电修井机、不压井作业设备、高压大排量对置式往复注水泵等也都彰显着油田低碳发展的科研实力。
黄河钻井五公司30171队是胜利油田第一个配备网电钻机的钻井队,已打了100多口井。说起网电钻机的好处,该队队长张光林表示:“网电钻机是一种节约、安全、清洁、高效的新型钻井装备,在全负荷作业条件下,比普通柴油钻机每天减少柴油消耗13吨,二氧化碳排放当量减少45.8吨。”
2006年起,胜利油田下属的黄河钻井总公司先后为14支钻井队配备了更新电动钻机及网电控制系统,公司每6台钻机中就有一套用网电。在井位部署上,只要条件具备就优先运行网电钻机。目前,黄河钻井总公司用网电钻机打了121.96万米进尺,减少二氧化碳排放当量52907吨。
充分利用传统资源外,胜利油田还把地热资源等新兴能源开发利用放到了重中之重的位置,成立了地热及污水余热资源开发利用工作推进领导小组,开展地热资源评价,建设污水余热利用示范工程。
在胜利油田黄河钻井四公司院内,地源热泵中央空调系统工程介绍展牌前,记者看到使用地源热泵后,胜利油田年可节约标准煤566.3吨,节能率高达64.9%,相应减排二氧化碳1392吨,年节约综合运行费用超过200万元。
截至目前,胜利油田已累计推广应用地源热泵空调供暖制冷技术25万平方米,取得了良好的经济效益、社会效益和环境效益。
扬子石化:低碳举措成转型杠杆
在扬子石化,回用水装置已成为接待参观的热门景点。中国石化董事长傅成玉前来视察时,在污水回用装置现场端起一杯回用水一饮而尽。这成为扬子石化绿色发展方面很有说服力的一个例证。此行,记者同样目睹了扬子石化将污水处理到可以饮用的奇迹。
扬子石化有限公司副总经理蒋勇说:“降低污染物排放、减少资源消耗、发展循环经济、实现绿色增长是企业发展的大势所趋。所以,我们坚持从技术、管理、投入等方面扎实推进,努力争做绿色低碳示范企业。”
谈及低碳二字,扬子石化人有着自己的理解。正如扬子石化有限公司技术运行部部长杨爱明所言,碳是非常宝贵的资源,石油化工、煤化工从根本上讲就是如何改变碳排列的过程。低碳这个概念在石化企业也意味着如何使碳得以循环利用,实现绿色可持续发展。
对此,扬子石化已经做了一些有益尝试,比如,改进乙二醇装置的生产工艺,减少二氧化碳的产生。扬子石化乙二醇装置是以乙烯和氧气为原料,反应生成环氧乙烷,再水解生成乙二醇,同时副产二氧化碳。2008年以前,该装置的二氧化碳年排放约为13.6万吨。2008年以后,扬子石化改进了技术,进一步提高催化剂的反应选择性,同时对二氧化碳脱除系统进行了技术改造,使二氧化碳产出量减少了23.5%。
在低碳风潮的影响下,对于这样的结果,扬子石化没有知足,开始继续琢磨乙二醇装置二氧化碳综合利用问题。功夫不负有心人。经过反复研究,他们终于找到了办法。
在石化企业,一氧化碳是有用的产品。2010年,扬子石化乙二醇装置新增压缩机将压缩后的二氧化碳送到芳烃CO装置综合利用。2013年3月,扬子石化新环氧装置开车,通过新压缩机又将新环氧装置的二氧化碳送入CO装置回收利用。
扬子石化还在进行生物法制丁二酸的科学实验,目前已经取得了重要成果,1000吨/年丁二酸中试装置生产出合格丁二酸产品。杨爱民说:“生物法制取丁二酸,每吨产品可以吸收0.37吨二氧化碳。目前,我们已将二氧化碳通过管道送至丁二酸装置,拓宽了二氧化碳综合利用途径。”
扬子石化试验阶段以玉米作原料,未来可以以植物秸杆做原料,在获得丁二酸产品的同时,也为庄稼秸杆提供了一个解决方案。
“目前,乙二醇新老装置产二氧化碳 12~16吨/小时(随催化剂运行周期变化),满足了CO装置和丁二酸装置运行要求,基本实现了乙二醇装置二氧化碳零排放。”杨爱明说。
此外,扬子石化也正在建设煤气化示范装置。这个装置是中国石化的示范装置,就是利用二氧化碳向装置输送粉煤,改变了靠氮气输送可能增加氮化物的工艺。
正所谓废物是放错地方的资源。在扬子石化,记者看到他们在尽最大努力把排放出来的碳捕捉回来,循环利用,把碳的循环利用最大限度地设计到企业的业务流程中。
江苏石油:打造城市中的“绿岛”
对于下游销售企业而言,除了按计划实施油品质量升级工作,为消费者提供优质油品外,低碳更多意味着在经营理念、管理方略、发展方式上必须将经济效益和社会效益兼顾,构建绿色发展新体系。来到江苏石油,记者了解到其成品油管道建设、绿岛加油站创新实践、油气回收改造等一系列举措已然彰显出浓浓的绿色追求。
江苏省作为水乡,长江、京杭大运河贯彻全省,水路运输发达。但传统的成品油水路运输存在一些潜在隐忧,考虑到成品油管道运输安全、高效、节约、环保的特点,江苏石油决定将管输作为未来成品油运输的主要方式。
2008年以来,江苏石油规划了苏南和苏北2条管道来大力推进成品油管道建设。2009年,苏南成品油管道开工建设,投资超过14亿元,2010年12月投入运营。2012年3月,江苏石油再投资24.4亿元建设苏北成品油管道及配套油库建设。这条管道建成后将进一步完善江苏石油现代化基础设施支撑体系,同时配套油库的环保设施也将得到进一步改造更新。
据江苏石油副总经理宋布尔介绍,苏南成品油管道投入运营第一年,通过管道运输汽柴油150万吨,节约运费近5000万元;管道运输损耗较水运损耗水平下降约40%,运输损耗率降低了0.1%。此两项共计节约费用6500万元,折合节约成品油8000吨,相当于节约标煤12000吨。
“苏北成品油管道投产后,江苏省内的成品油管道年运输能力将达845万吨,根据测算,年节约运费耗能及减少油品损耗相当于节约标煤近6万吨,减少温室气体排放近15万吨。”宋布尔表示。
当前,我国城市化进程不断加快,江苏省汽车保有量快速增长,城市居民急需快捷方便的油品供应服务。而城市土地资源越来越稀缺,加油站规划难成为众所周知的矛盾。
对此,江苏石油在省市各级政府支持下,在全国首创实践“绿岛”便民加油站,利用城市绿化带建设城市便利加油点。“绿岛”便民加油站具有占地面积小、设施设备先进、自助便民等优点。每座绿岛站土地使用面积仅为普通加油站的“五分之一”,采用最新的防爆设备、油气回收装备、推行自助加油方式。
觅渡桥站是古城区第一座绿岛站,坐落在护城河畔,临水而建,风格古香古色,嵌在绿化带中,与周边环境融为一体。截至目前,江苏石油已累计发展绿岛便民加油站52座,按照标准加油站测试,节约土地200亩左右。
此外,为了承担环保责任,践行低碳承诺,江苏石油还大力推进油气回收改造工作。据宋布尔介绍,油气回收可以大量减少加油及装卸油时的可挥发性有机物排放,既有利于空气质量的改善,也有利于提高经济效益,还能提高作业场所的安全性,降低职业危害,保障员工的身心健康。
在保安全、保供应、保市场的前提下,目前江苏石油已投入4亿多元完成972座加油站油气回收工程改造,从根本上降低了加油站内的油气浓度,为客户提供了更加绿色环保的消费环境。下一步,江苏石油将继续推进这项工作,为江苏的碧水蓝天做出应有贡献。
南化研究院:石化行业的捕碳能手
伴随着低碳风暴的兴起,南化公司研究院的捕碳者们凭借出色的低分压二氧化碳捕集新技术受到外界青睐。此行,记者重点对其气体净化这一传统优势项目进行了探访。
据南化公司研究院院长储政介绍,依靠化学溶剂来回收二氧化碳是最适合捕集烟气二氧化碳的方法。但是,传统方法存在设备腐蚀、溶剂降解严重、能耗高等多种问题,困扰过不少企业。
对此,南化公司研究院的研究人员在传统化学吸收方法的基础上进行了大量探索研究,研制出了新型的溶剂配方,不仅提高了捕集二氧化碳的能力,而且设备腐蚀的顽疾也被神奇般地治愈了。2003年,该技术被正式命名为“低分压二氧化碳回收新技术”并申请了专利。中国石化科技开发部及江苏省科学技术厅组织的鉴定结果显示:该技术填补国内空白,达到国际先进水平。随后,十多家企业同时向该技术抛出了橄榄枝。
贵州赤天化集团有限公司是率先使用该技术并尝到甜头的企业。赤天化将 “低分压二氧化碳回收新技术”用于两套烟道气二氧化碳捕集装置上,投料一次开车成功。通过10多年的运转,蒸汽消耗下降37.5%、胺耗下降77.5%、年增产二氧化碳8176.5吨,操作正常稳定,累积创造直接经济效益5000多万元。
华能上海石洞口第二发电厂是上海的主力电厂,为了迎接世博会,也上马了二氧化碳捕集装置。那是一套全球最大的电厂燃煤烟气二氧化碳捕集装置,每年可以捕集二氧化碳10万吨。以一棵树一年可以吸收二氧化碳18.3克计算,此举相当于在上海种下了500多万棵树。
溶剂的配方和应用是低分压二氧化碳技术的核心,由于技术过硬、成本较低,并提供永久性无偿售后服务,新技术面市后取得了较好的市场效益。2008年金融危机的寒潮席卷全球,南化研究院当年的溶剂销售收入却创下4400多万元的新纪录。
尽管如此,研究人员并没有被眼前的成绩所迷惑,而是敏锐地察觉到其背后潜伏着的巨大危机。2010年,溶剂市场出现萎缩,每周发两卡车货的景象不见了,取而代之的是接连两个月没有卖出一批溶剂。
“用溶剂养活科研,靠科研创新配方”,是研究院气体净化研究的动力源。溶剂销售受阻的局面,要从科研上找回平衡。研究人员加快了溶剂升级的研发步伐。
2010年夏天,研发工作进入小试,研究人员要从几十种已经初步确定的溶剂配方中筛选出5至6种进入模试。小试足足做了半年多,分析数据达数千个。就这样,雏型配方在千百次的分析比对后诞生了。2012年9月,新一代溶剂在胜利油田实现工业化应用,能耗大幅度下降了30%。
通过气体净化技术服务与二氧化碳捕集溶剂配套供应相结合,南化公司研究院逐步将气体净化产业做强做大。据储政介绍,截至目前,低分压二氧化碳捕集技术已成功应用于15个省市的20多家企业,累计年捕集高纯度二氧化碳100多万吨,应用范围已拓展到各种烟气、高炉气、窑气等领域,为用户创造了数亿元的经济效益和巨大的社会效益。
对于这样的成效,南化研究院气体净化研究所所长毛松柏在接受记者采访时表现得很淡然:“化工行业是碳排放大户,化工企业在碳减排方面应当有所作为。”
碳捕集是手段,利用才是最终目的。当下,我国碳捕集与利用的比例还不相匹配,使用量非常小,由此带来碳储存的问题,而碳储存又涉及高投入及场地占用等麻烦。毛松柏说:“关键是要在碳捕集产业化过程中保证实现供需的平衡,当务之急是大力研发利用二氧化碳的技术。”