超臨界CO2長距離管道輸送技術研究.pdf

1、長距離管道輸送是CO2捕集利用與封存技術的重要環(huán)節(jié)之一。由于超臨界狀態(tài)管道輸送與其他相態(tài)輸送相比具有輸送效率高的特點，因此本文以勝利電廠煙道氣捕集氣體為氣源，進行了超臨界CO2長距離管道輸送技術的研究。
　　本文采用PR方程，使用Matlab編程對比分析了純CO2、CO2-N2、CO2-SO2三種組分的密度、粘度、導熱系數(shù)、定壓比熱和壓縮系數(shù)隨壓力和溫度的變化規(guī)律。在超臨界區(qū)域，密度、粘度和導熱系數(shù)隨壓力升高而不斷增大，其增幅逐漸

2、減?。浑S溫度升高而不斷減小，其變化曲線逐漸趨于平緩。在臨界點附近，定壓比熱突增，達到最大值，當遠離臨界點時，比熱的數(shù)值隨之減小。一定溫度下，壓縮系數(shù)在10MPa左右達到一個最小值，而后隨著壓力的升高不斷增大；在一定壓力下，壓縮系數(shù)隨溫度升高而不斷增大。隨著N2含量增加，密度減小，粘度減小，導熱系數(shù)減小，定壓比熱增大，壓縮系數(shù)增大。隨著SO2含量增加，密度增大，粘度增大，導熱系數(shù)增大，定壓比熱減小，壓縮系數(shù)減小。并得到本文計算對象在保持超

3、臨界狀態(tài)輸送時，其最低運行壓力和溫度分別為8.17MPa、33.46℃。
　　采用McCollum模型計算管徑，根據(jù)《油田油氣集輸設計技術手冊上冊》規(guī)范確定壁厚，結合超臨界CO2換熱關聯(lián)式和壓降關聯(lián)式，建立了水力計算和熱力計算模型。在入口參數(shù)為10~20MPa，35~50℃條件下，計算得到了不同入口參數(shù)的管道尺寸，并根據(jù)《GB/T9711-2011石油天然氣工業(yè)管線輸送系統(tǒng)用鋼管》規(guī)范，確定了最小標準管道尺寸。
　　最后分析

4、了入口參數(shù)、高程差和環(huán)境溫度對CO2保持超臨界狀態(tài)的最大安全輸送距離影響。在只設置首末站的前提下，10MPa入口壓力和40℃入口溫度時，最大安全輸送距離為106km。10MPa入口壓力和50℃入口溫度時，最大安全輸送距離為234km。輸送100km距離的最低入口壓力和溫度是9.68MPa和39.82℃。在10MPa和40℃時，當高程差大于40m，100km管長的出口溫度低于33.46℃，出口壓力符合要求。增加管長為200km，當高程差大