减少化石燃料二氧化碳的排放——对整个世界今后的可持续发展绝对至关重要

背景 以往20年期间，温室气体的排放对全球造成了严重的环境问题，这一观点逐渐成为比较明确的认识，温室气体中的一种是二氧化碳（CO2）。目前每年约有250亿t来自化石燃料的CO2排放至大气中。应用的源自石油、天然气和煤炭的化石燃料，构成了全球能源供应量的83％。显然，在今后数十年内，基于化石燃料的能源消耗仍将继续增加，而且在能源构成中仍将占主宰地位。怎样节制并较之目前的水平逐步减少CO2，向地球大气层的排放，显然是一挑战性问题。来自煤炭和天然气的发电将是特别予以关注的焦点（见图1）。     

量化EOR作业中的温室气体减排

提高石油采收率（EOR）已被认为是埋存二氧化碳（CO2）的有希望的方法。当原本要排放到大气中的CO2用于该项处理时，留在地下的CO2就代表了温室气体（GHG）排放的减少。 随着公司寻求使与EOR有关的减排在市场上交易，精确地量化埋存的CO2量就很重要。减排的购买者需要确保他们所购买的减排是真实的。然而，EOR项目作业过程中CO2和甲烷（CH4）的损失常常不能完全计入减排。由于少量难以捉摸的损失可能被计入，因此确定了设备可能导致的更大损失。本文发表了一种用于量化EOR导致的净温室气体减排的方法，该方法是建立在对作业设施的观察基础上的。文章表明，在量化温室气体减排过程中需要考虑生产设施的运行问题。文章得出结论，EOR作业中的CO2和甲烷的损失可能会很大，除非它们能被充分考虑到，否则任何声称的减排都可能存在问题。     

靖边气田硫磺回收装置尾气中CO2回收技术的调研及探讨

温室气体排放导致的全球气候变暖正引起国内外的关注,由于主要的温室气体CO2多数来自于人类活动以及化工和能源工业,因此CO2的减排技术引进应用势在必行。本文主要针对采气一厂硫磺回收尾气的特点开展了尾气中H2S的脱除技术、CO2分离回收技术及CO2液化技术的调研工作,并初步确定了适合采气一厂硫磺尾气特点的CO2回收工艺及预期效益预测,为采气一厂CO2减排提供了技术支持。     

氨水鼓泡吸收模拟烟道气中CO2的研究

为了减少温室气体CO2的排放,采用氨水直接鼓泡法吸收模拟烟道气中的CO2,生成碳酸氢铵,实现脱除CO2的目的。通过实验考察氨水浓度、气体中CO2含量和气体流量等因素对CO2脱除率的影响。结果表明：增大氨水浓度对吸收过程有利,但尾气中氨的含量增加,适宜的氨水质量分数为8%～10%;气体流量和气体中CO2含量的增加不利于CO2的吸收,综合考虑,适宜的入口气体流量为0.6 L/min、CO2体积分数为10%;在氨水中添加少量的沸石可明显提高CO2的脱除率;反应产物的主要成分为碳酸氢铵。     

我国典型中间基原油炼化一体化加工方案的技术经济分析与生命周期评价

炼化一体化（IRPUs）已成为石化工业可持续发展的必然选择。选择这样的配置可以提高石油资源的利用效率。然而，将经济和环境影响纳入IRPUs模型仍然是一个巨大的挑战。本文在Aspen HYSYSTM平台上建立了TEA-GHG-OPWM（面向全厂的技术经济分析和温室气体排放模型）模型，计算了减压渣油加氢裂化（VRHCRU）和减压渣油脱硫（VRDS-RFCC）两种方案的能耗、技术经济性和温室气体排放。此外，还开发了一种新的加工途径VGOHDT-HTMP-DC（减压蜡油加氢处理-加氢与TMP耦合工艺-延迟焦化），以期在千万元产值的基础上寻求提高经济效益和减少温室气体排放的方法。结果表明，VRHCRU比VRDS-RFCC（817.03 tCO2 eq·TMYOV-1·h-1）和VGOHDT-HTMP-DC（721.96 t CO2 eq·TMYOV-1·h-1）具有更高的能耗和温室气体排放量（877.11 t CO2 eq·TMYOV-1·h-1）。VGOHDT-HTMP-DC工艺的原料消耗、氢气消耗、能耗和温室气体排放最低，表明VGOHDT-HTMP-DC具有良好的经济性和环保性。     

甲烷细菌——减少大气层内CO2“秘密武器’

人们对近年来越来越热的气候似乎已经见怪不怪了．科学家们也不断地发出“地球温室效应”的警告。人们已经公认，由于人类活动的影响．大气层中CO2发生的变化已经超出了自然界变动的界限．南极沃斯托克冰川取到的冰芯分析结果表明，目前大气中CO2浓度已经上升到了一个地球历史中从未有过的高度。由此引发了一系列环境问题。     

CO2提高采收率技术新进展

减少温室气体排放已成为世界各国共同关注的热点之一。国内外大量研究和应用成果表明，CO2提高采收率技术不仅可以通过向油层中注入CO2提高油气采收率，而且可以同时实现CO2的长期埋存，因此有可能成为在经济开发与环境保护上实现双赢的有效方法。     

电厂烟气CO_2捕集技术及在三次采油中的应用

CO2驱油是提高采收率非常有效的技术,但由于目前缺少高纯度的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,而且能实现CO2地质封存,控制温室气体排放,节能减排。     

世界石油工业CO2埋存现状与展望

由于温室气体大量排放而引起的全球气候变暖问题日趋严峻,为减少CO2排放,必须采取积极有效的措施.地质埋存CO2是避免气候变化的有效途径,CO2地质埋存主要的场所包括枯竭的油气藏、深部的盐水储层、不能开采的煤层等.CO2地质埋存在世界范围应用广泛,美国具有成熟的地质埋存技术.本文结合世界地质埋存存在的问题,提出应用发展对策,提高CO2埋存成功率,改善开发效果.这必将为全球资源的高水平、高效益开发和可持续发展提供理论及实践依据.     

CO_2在天然气处理厂的扩散分析

随着环保和职业卫生要求的逐渐加强,针对天然气处理厂CO2气体放空的情况,结合CO2在天然气处理厂的泄放实例,介绍了CO2气体扩散的危害。利用挪威船级社技术公司研发的PHAST5.22专业软件对CO2气体的扩散过程进行了分析计算。指出：天然气处理厂应重视CO2气体的危害,若长期连续放空,势必会对环境造成严重危害,各类天然气处理厂应考虑推广CO2回收利用的技术,以减少温室气体的排放。     

Industrial Flue Gas Utilized to Improve Oilfield Development

To decrease CO2 emission： one of China＇s important strategies The negative effect and harm for human being and natural environment caused by greenhouse effect has triggered all governments＇ great concerns throughout the world, which is generated by greenhouse gas emission into aerosphere. CO2 is the main component of greenhouse gas, accounting for about 65%. In order to constrain the global-warming trend, the Kyoto Protocol set a target for developed countries to reduce CO2 emission, which required the greenhouse gas emission would decline by 5.2% from 2008 to 2012 compared with that in 1990. According to China＇s energy production and consumption structure, fossil fuel accounting for 92.6% of the total energy in 2003. Therefore, China is one big country ofgreenhouse gas emission and contributing 13% of the global emission,     

海上酸气气田CO2的综合利用研究

CO2会造成温室效应,同时又是用途非常广泛的原料。在倡导低碳经济、节能减排的大环境下,CO2回收和利用日益受到人们的关注。结合中海油某陆上气体处理终端项目的实践经验,针对高含CO2、储量小、产能低、收益较边际的气田开发,就如何利用CO2资源,使其加工为食品级液态CO2产品进行了论述。酸气气田CO2的综合利用符合“资源－产品－再生资源”循环经济发展模式,在减少CO2排放、保护环境的同时,还可以创造良好的经济和社会效益。酸气气田实施CO2综合利用的经验和技术,对其他高含CO2气田的开发具有一定的借鉴意义和推广价值。     

不同注采方式下CO2埋存与驱油效果优化评价

工业和人类生活过程中产生的温室气体CO₂排放量日益增加,由此导致的空气污染和温室效应正在严重地威胁着人类赖以生存的环境。实行CO₂高效利用与地质埋存相结合的一体化技术思路是缓解环境污染压力、提高石油采收率的有效途径。针对这一问题,建立了目标函数,并应用商业软件对注CO₂驱的9套注采方案进行了数值模拟对比研究。结果表明：溶剂驱比纯CO₂驱的采收率更高,但减少了CO₂的埋存量;进行溶剂驱或水气交替驱到CO₂驱的转换可以使目标函数值更大;井控方法是CO₂埋存与EOR的最优方法,该方法累计产油量最大,储集的CO₂也最多。这些结论为油田三次采油提供了技术参考,也为减排CO₂提供依据。     

二氧化碳驱提高石油采收率数值模拟研究

人类大量排放的CO₂温室气体使全球气候变暖，其幅度已经超出了地球本身自然变动的范围，对人类的生存和社会经济的发展构成了严重的威胁。CO₂的地质处置最有效的方式就是注入油气田，不但封存了二氧化碳，而且还可提高油气田的采收率。针对这一问题，应用Eclipse软件对某油田注入CO₂进行水气交替驱等6套开发调整方案进行了数值模拟对比研究。结果表明，该方法可提高石油采收率5%～10%，相当于增加了20亿美元的经济效益；地质储存CO₂共计55×10⁴t，相当于一个500万人口的大城市一年排出的温室气体总量，其环境保护的意义是巨大的。研究结果还表明，水平井水气交替驱是地质储存CO₂、提高石油采收率的最优方法，该方法累计产油量最大，储集的CO₂也最多。这一结论为其他类似油田三次采油提供了技术参考，也可为我国在2012年后执行京都议定书减排CO₂提供依据。     

高含CO_2原油井筒流动压力和温度分布综合计算

CO2驱正越来越受到重视,然而对高含CO2原油混合体系的井筒流动问题,目前尚未见到相关研究文献。由于井筒中CO2从原油中大量脱出,将会对井筒温度压力分布产生较大影响,严重时甚至会发生井喷,因此,对此类问题的研究具有重要的现实意义。从传热学、两相流及多元气液平衡理论出发,将CO2/原油混合流体相态特征以及井筒温度、压力相互影响加以考虑,建立了高含CO2原油井筒流动压力、温度分布综合计算模型,对不同CO2摩尔分数的原油混合体系井筒流动温度、压力进行了计算,结果表明,随着混合体系中CO2含量的增加,井口流体温度呈下降趋势,而井口压力将会增加,在一定条件下油井甚至能够达到自喷。对实例井进行了计算,模型计算结果与实测结果吻合较好,为CO2驱采油井工程设计提供理论方法。     

Co-optimization of carbon dioxide storage and enhanced oil recovery in oil reservoirs using a multi-objective genetic algorithm （NSGA-II）

Climate researchers have observed that the carbon dioxide （CO2） concentration in the atmosphere have been growing significantly over the past century. CO2 from energy represents about 75% of the greenhouse gas （GHG） emissions for Annex B （Developed） countries, and over 60% of global emissions. Because of impermeable cap rocks hydrocarbon reservoirs are able to sequester CO〉 In addition, due to high-demand for oil worldwide, injection of CO2 is a useful way to enhance oil production. Hence, applying an efficient method to co-optimize CO2 storage and oil production is vital. Lack of suitable optimization techniques in the past led most multi-objective optimization problems to be tackled in the same way as a single objective optimization issue. However, there are some basic differences between the multi and single objective optimization methods. In this study, by using a non- dominated sorting genetic algorithm （NSGA-II） for an oil reservoir, some appropriate scenarios are proposed based on simultaneous gas storage and enhanced oil recovery optimization. The advantages of this method allow us to amend production scenarios after implementing the optimization process, by regarding the variation of economic parameters such as oil price and CO2 tax. This leads to reduced risks and time duration of making new decisions based on upcoming situations.     

大力提高天然气在能源构成中比例的意义和可能性

天然气属于清洁能源,其二氧化碳排放量比煤炭和石油都低,在中国能源需求量快速增长和降低温室气体排放量、改善能源结构的大前提下,提高天然气在能源构成中的比重,是我国近期内迈向低碳经济的桥梁。截至目前,世界天然气的资源潜力已超过先前的认识,全球至今仍具有丰富的天然气资源。分析预测结果认为,2030年中国理想的天然气消费量目标为5000×108m3,而届时国内产量大致为2500×108m3,除常规天然气外,煤层气和页岩气是最现实的非常规天然气来源;此外还需从国外进口天然气2500×108m3,世界金融危机使全球天然气需求量下降,美国页岩气的高速发展和全球范围内LNG大量投产造就了大规模利用国外天然气资源的大好时机,制约进口国外天然气的主要问题是气价,只有解决了气价问题,进口国外天然气的方针才能得到较好的实施。     

CO2注入技术提高采收率研究

21世纪环境保护受到高度关注，由于温室气体大量排放而引起的全球气候变暖问题日趋严峻，必须采取积极有效的措施。应用CO2提高采收率是埋存CO2的重要途径，CO2注入包括水与气交替注入方式和重力稳定注入方式。通过研究CO2注入机理和最佳应用思路，实现CO2埋存与提高原油产量的有机结合。CO2提高采收率技术应用广泛，必将为全球石油资源的高水平、高效益开发和可持续发展提供理论及实践依据。     

DIPA改性SBA-15介孔分子筛用于CO_2/CH_4分离的性能研究

CH4和CO2的大量排放是造成温室效应的主要因素,在全世界范围内对排放的CH4和CO2进行回收和利用是非常必要的。变压吸附是有效的气体分离技术,而高选择性吸附剂是变压吸附技术的关键。将DIPA(二异丙醇胺)负载在介孔分子筛上,使介孔分子筛的介孔和胺作用结合起来,合成了高选择性CO2/CH4分离吸附剂。首先以水热法合成SBA-15介孔分子筛,通过表征分析,其具有高度有序的六方结构,而DIPA改性后的SBA-15仍然保持介孔分子筛的有序结构,且DIPA基本都进入孔道内。SBA-15经DIPA改性后,CO2/CH4选择分离性能大大提高,分离因子达46.75,吸附的CH4可完全再生,吸附的CO2只能部分再生。负载DIPA对CH4的吸附容量没有明显影响,但大大提高CO2的吸附容量。在6次稳定性实验后,对CH4、CO2的吸附量保持稳定,CH4/CO2的分离因子在15.5左右。随操作温度的升高,DIPA改性SBA-15对CO2吸附容量增大,通过单塔吸附再生的性能比较,45℃时CO2吸附再生的综合性能最好。