[发明专利]一种基于钻井隔水管的深水平台排放二氧化碳物理吸附分离装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于钻井隔水管的深水平台排放二氧化碳物理吸附分离装置及方法。本发明包括深水钻井平台、CO₂物理吸收溶液罐、钻井隔水管，及依次相连接的不保温附属管线、海底柔性囊式不保温管、保冷附属管线、气液分离装置、升温装置和CO₂储存装置；其中，不保温附属管线、保冷附属管线分别沿钻井隔水管的长度方向设置于其外壁上，不保温附属管线、保冷附属管线通过海底柔性囊式不保温管相连接。本发明方法基于钻井隔水管的深水平台排放CO₂物理吸附分离装置进行。本发明将含CO₂的平台排放废气和吸收溶液注入钻井隔水管附属管线，通过海底柔性囊式不保温管利用海底低温高压环境进行吸收，再将吸收了CO₂的溶液保冷返回平台进行分离和储存，从而实现CO₂捕集。

技术领域

本发明涉及一种基于钻井隔水管的深水平台排放二氧化碳物理吸附分离装置及方法，属于海洋石油工程钻采技术和节能减排领域。

背景技术

目前，深水钻井平台主要利用柴油发电机组提供动力，平台运行每天需要消耗大量的柴油，产生大量的二氧化碳(CO₂)，直接排放到大气中。一艘典型的深水钻井平台年累计碳排放量可达6.8万吨。在目前，国际深水钻井平台还未有进行CO₂捕集的案例，都是直接排放于大气中。但在碳达峰、碳中和目标下，如何对钻井平台排放CO₂进行捕集与封存，成为深水油气钻井行业的挑战之一。

在此背景下，有效减少钻井平台的CO₂排放，助力海洋油气行业积极探索节能减排，亟需一种深水平台排放CO₂物理吸附分离方法及装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于钻井隔水管的深水平台排放二氧化碳物理吸附分离装置及方法。

本发明提供的一种基于钻井隔水管的深水平台排放二氧化碳物理吸附分离装置，它包括深水钻井平台、CO₂物理吸收溶液罐、钻井隔水管、不保温附属管线、海底柔性囊式不保温管、保冷附属管线、气液分离装置、升温装置和CO₂储存装置；

所述深水钻井平台上设置废气排放装置，所述钻井隔水管的顶部固定于所述深水钻井平台上；

所述废气排放装置和所述CO₂物理吸收溶液罐均与所述不保温附属管线相连接；

所述不保温附属管线、所述保冷附属管线分别沿所述钻井隔水管的长度方向设置于其外壁上，所述海底柔性囊式不保温管设于所述钻井隔水管的底部外壁上；所述不保温附属管线、所述保冷附属管线通过所述海底柔性囊式不保温管相连接；

所述保冷附属管线依次与所述气液分离装置、所述升温装置和所述CO₂储存装置相连接，所述气液分离装置、所述升温装置和所述CO₂储存装置均设置于所述深水钻井平台。

本发明中，所述气液分离装置、所述升温装置和所述CO₂储存装置之间均通过管路相连接。

本发明中，所述海底柔性囊式不保温管用于实现海底内外压力平衡和快速传热，CO₂在海底低温高压环境下溶解度会发生变化而被物理吸收进管内溶液中，其他非CO₂气体不溶于溶液中；

所述保冷附属管线，用于在输送吸收了CO₂的溶液向上回深水钻井平台的过程中保冷，使CO₂不会从溶液中分离；

所述气液分离装置，用于将其它废气及吸收了CO₂的溶液进行分离，分理出吸收了CO₂的溶液；