中国第一个数百万吨CCUS(二氧化碳捕获、密封和利用)项目中
【压缩机网】4月20日，重庆通用工业(集团)有限公司(以下简称“重通集团”)技术副总监蒋兴奋地告诉团队，截至2024年底，重通集团研发的丙烯压缩机已在山东省齐鲁石化胜利油田稳定运行1.8万多小时。
事实上，江立军的压缩机并不小。它是中国第一个数百万吨CCUS（二氧化碳捕获、密封和利用）项目中的关键设备，其核心技术已达到国际先进水平。”由于压缩机的出现，CCUS项目已投入生产。油田实现了“吃碳和吐油”，回收和密封了150多万吨二氧化碳，平均增加了单井产油量的36.8%。”江立军解释说。令人好奇的是，为什么重通集团为数千英里外的胜利油田生产了这个绿色的“大块头”？这个故事将从2021年开始。
“大块头”研发面临“三大难题”
“十万火急！“2021年3月，齐鲁石化迅速找到重通集团求助。原来，随着2020年9月中国明确提出2030年“碳达峰”和2060年“碳中和”目标，国家决定在山东启动国内首个CCUS项目，收集、封存和利用齐鲁石化每年排放的数百万吨二氧化碳，开辟绿色、低碳、环保的新发展道路。然而，丙烯压缩机的核心设备还没有着陆。在关键时刻，在压缩机行业享有盛誉的重通集团成为齐鲁石化的选择。“事实上，丙烯压缩机的研发并不容易，面临着三大问题。蒋立军说，第一个问题是研发时间紧迫。同量级压缩机的研发时间一般长达一年，但从签订合同到交付，研发周期缩短了三分之二，需要一次性成功。为此，团队全力推进“三边工程”法，设计、采购、生产同步推进，“整整四个月，团队没有休息。"蒋立君坦言。二氧化碳要达到国家封存利用标准，需要进行高标准的净化。“对于石化行业来说，废气成分的排放是复杂的。如果你想去除杂质成分，你需要在同一台压缩机中完成多级多段冷却。蒋立军解释说，这是一个主要的技术问题。为此，重通集团创造性地在压缩机中设置了-25℃和-36℃两个制冷温度段，实现了99%以上的液体二氧化碳纯度，成功突破了行业二氧化碳回收领域的技术限制。净化问题解决后，压缩机的喘振控制仍有待解决。"你可以把压缩机理解为一个人，它也能呼吸。蒋立军举了个例子，当压缩机吸气不畅，排液不畅时，就会像人一样呼吸，浑身颤抖，影响设备的正常运行。特别需要指出的是，这是一个超级“大”。机组成套设备占地面积1300平方米，总重量280吨，涉及数百个零部件。很难判断设备是否正常运行。为此，重通集团采用进气带液喘振预测控制系统的独特专利技术，能够准确预测机组的实际运行情况，及时预警处理，避免喘振。
液体二氧化碳驱油，每年减少100万吨，增加20万吨
经过四个月的激战，丙烯压缩机于2021年12月如期交付，次年6月投产。齐鲁石化生产过程中排放的二氧化碳气体成功成为浓度为99%的液体。处理后的液体二氧化碳安装在巨型储罐中，乘坐中国最长的独家“地铁”二氧化碳输送管道，一路向北到达胜利油田正理庄油田生产区。为什么液化二氧化碳可以帮助获得更多的石油？原来，如果你想取出石油，你通常必须依靠水来驱动，但一些低渗透油储存的岩石像磨刀石一样致密和坚硬。在某些情况下，水注不进去，油采不出来。水注不进去，气行无孔不入吗？“超临界二氧化碳具有液体密度、气体粘度、分子结构小、粘度小等独特性能，更容易进入低渗岩的孔隙。胜利油田CCUS油藏开发研究高级专家张传宝表示，与原油混合可以增加原油的流动性，“出现”隐藏在孔隙中的原油，提高产量。随着丙烯压缩机的成功研发，中国首个百万吨级CCUS装置投产，打开了密封液体二氧化碳驱油的大门。据估计，该项目每年可增加约20万吨油，每年减排约100万吨二氧化碳，相当于每年种植近900万棵树，近60万辆经济型汽车停车一年。更重要的是，该项目可以为国家大规模推广CCUS项目提供主要依据。预计2050年CCUS技术市场产值将超过3300亿元，有效促进经济社会绿色低碳转型。
重通集团开发的CCUS设备丙烯压缩机组
丙烯压缩机组是中国首个100万吨CCUS项目（齐鲁石化胜利油田）的核心设备，承担二氧化碳液化净化的关键环节。将气态二氧化碳冷却至-25℃和-36℃，净化为浓度>99%的液体二氧化碳最终注入油田驱动原油开采。原双温段制冷技术(-25℃和-36℃)突破了行业二氧化碳净化技术瓶颈，符合国家封存标准。
打造“绿色产品矩阵”
“CCUS离心式丙烯压缩机”的出现，只是重通集团“绿色产品矩阵”的冰山一角。几十年来，重通集团通过高效节能风机系统技术，锚定了“节能、环保、新能源”战略，推动了传统产业的节能改造，通过技术创新培育了绿色基因，加速了重型设备的出现。例如，1997年，重通集团开发了国内第一台核电站专用离心冷水机组，获得国家环境标志产品认证，并在秦山核电站设备；2016年，成功开发了高效节能风机产品和系统应用技术，填补了国内领域的空白，突破了水泥、钢铁等行业风机节能减排的诸多技术瓶颈，达到了国际先进水平；2018年，MVR蒸汽压缩机成功开发，成为工业蒸发浓缩结晶领域节能、节水、节约占地的首选技术设备；2020年，国内磁悬浮变频离心冷水机组创新开发，性能超过国家一级能效水平，实现替代进口……”去年，中国第一台风光氢合成氨制冷压缩机成功开发，实现了首次推广应用。蒋立军透露，氢气是通过风景发电、电再解水获得的，氢气可以与空气中的氮气合成氨，实现“氨”的绿色生产。目前，该项目正在吉林大安进行调试。投产后，预计年产3.2万吨绿氢和18万吨绿氨，加快清洁能源大规模发展和产业化发展。随着“绿色产品”的涌现，重通集团不仅跻身中国500强工业企业之列，而且成长为国家专业的新“小巨人”。它还被评为国家绿色工厂，成为中国工业碳达峰的“领导者”。