受限于海上平臺(tái)空間限制，截止目前海上大規(guī)模的天然氣/伴生氣主要是通過(guò)海底管道輸送至陸地終端進(jìn)行脫碳、脫烴等處理，其中高CO2含量的存在，限制管道輸送效率，且會(huì)加劇海底管線的腐蝕。此外，平臺(tái)伴生氣通常會(huì)用于海上平臺(tái)透平發(fā)電機(jī)或燃?xì)忮仩t就地利用，但由于高CO2含量伴生氣熱值較低無(wú)法滿足透平發(fā)電機(jī)/燃?xì)忮仩t的進(jìn)氣指標(biāo)要求，通常會(huì)直接排放至火炬系統(tǒng)燃燒。

開發(fā)一項(xiàng)適用于海上的體積小、重量輕、能耗低的天然氣/伴生氣碳捕集技術(shù)已迫在眉睫。 研究總院科研團(tuán)隊(duì)依托集團(tuán)公司CCUS科研攻關(guān)課題，聯(lián)合中海石油(中國(guó))有限公司深圳分公司、中海油天津化工研究設(shè)計(jì)院有限公司(以下簡(jiǎn)稱“天化院”)，通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外天然氣脫碳技術(shù)進(jìn)行調(diào)研，提出了采用新型膜分離技術(shù)用于海上平臺(tái)天然氣/伴生氣脫CO2的方案，依據(jù)不同氣體透過(guò)膜的速率差異實(shí)現(xiàn)氣體分離，從而實(shí)現(xiàn)平臺(tái)天然氣/伴生氣中CO2的成功分離與捕獲。

膜分離過(guò)程無(wú)相變、能耗低，設(shè)備占地小、重量輕、操作維護(hù)簡(jiǎn)單，無(wú)需化學(xué)藥劑，對(duì)環(huán)境友好，是空間、重量受限的海上平臺(tái)的理想選擇。

膜分離法天然氣/伴生氣CO2分離捕集技術(shù)前景雖好，要將膜分離技術(shù)成功應(yīng)用到海上平臺(tái)也面臨著諸多挑戰(zhàn)。 之前，CO2分離膜作為一種高端膜材料，材料主要來(lái)自于國(guó)外廠家，且通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，部分已實(shí)施的膜法天然氣CO2分離捕集裝置存在由于重?zé)N含量超標(biāo)易堵塞，膜更換頻次過(guò)高等問(wèn)題。面對(duì)如此棘手的問(wèn)題，總院科研團(tuán)隊(duì)總結(jié)分析前期試驗(yàn)案例、深挖機(jī)理找原因，“對(duì)癥下藥”，聯(lián)合天化院自主研發(fā)生產(chǎn)第三代膜材料——聚酰亞胺材料，大幅提升分離性能，同時(shí)，在原膜分離工藝基礎(chǔ)上增加預(yù)處理工藝，實(shí)現(xiàn)了在惠州32-5平臺(tái)伴生氣CO2分離捕集裝置產(chǎn)品氣CO2含量穩(wěn)定在5%以下，其中烴回收率達(dá)到90%以上，為油田開發(fā)透平發(fā)電機(jī)持續(xù)供應(yīng)燃料氣氣源;伴生氣CO2分離捕集裝置分離出的廢氣CO2含量穩(wěn)定在95%以上，為海上平臺(tái)同井回注封存持續(xù)供應(yīng)回注氣氣源，實(shí)現(xiàn)了海上CO2封存和火炬氣的“近零排放”。

惠州32-5平臺(tái)CCS項(xiàng)目，不僅滿足了惠州32-5平臺(tái)伴生氣回收和碳減排需求，作為我國(guó)首套國(guó)產(chǎn)膜海上碳捕集示范項(xiàng)目，也為海上高CO2含量天然氣凈化預(yù)處理做好了技術(shù)儲(chǔ)備，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)助力中國(guó)海油節(jié)能降碳和增儲(chǔ)上產(chǎn)目標(biāo)。