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摘 要：在经济进入高效发展的同时，日益严重的环境污染也出现在我们的生活中。其中CO2的过量排放，也是造成环境污染的最大元凶之一，对CO2的减排措施正是现代企业追求的环保目标之一。本文详细论述了CO2的危害和CO2处理技术在长岭气田中的应用以及对往复式CO2压缩机进行排污系统改造的方案，这对长岭气田实现清洁生产有一定的实际指导意义。
关键词：往复式CO2压塑机 排污系统 分离器罐 CO2处理技术
随着科技的进步，怎么样使环保与经济发展的关系由对立走向协调，再进一步走向依靠呢？现代企业应从环保中间寻求商机，寻求经济发展的新途径。环保本身可以成为产业，一开始是一个对立的，现在反而是相互依靠，所以将来谁有环保理念，谁就有企业竞争力。
一 长岭气田的基本概况
长岭气田是一座集集气、脱碳、脱水、CO2压缩、干燥、液化于一体的综合性天然气处理站，是中国石油国内第一个整体开发的陆上高含CO2气田。
二 CO2过量排放的危害
1 对气候的影响
CO2的过量排放，会引起温室效应。有预期表明，自1900年至2100年地球的平均海平面上升幅度介乎0.09米至0.88米之间。世界银行的一份报告显示，即使海平面只小幅上升1米，也足以导致5600万发展中国家人民沦为难民。
2 对海洋的危害
大气的CO2含量增加，逐渐令全球海洋变酸。美国科学家估计，到了本世纪末，过酸的海水会导致珊瑚灭绝、浮游生物减少，甚至令海洋食物链崩溃。科学家以pH度衡量酸碱度，pH度愈低，代表酸性愈高。迈阿密大学的海洋生物教授兰登指出，海洋的pH度通常介乎1000至1800个单位，到下一世纪，海洋pH度将再下跌0.3个单位，令海洋生物面临重大威胁。
3 对人体的危害
在新鲜空气中CO2的浓度，乡村约为0.03%，城市约为0.04%。实验研究证明：当CO2含量达0.1%时，人们普遍有不适感觉;达3%時，肺的呼吸量虽正常，但呼吸深度增加;达4%时，头痛、耳鸣、脉搏滞缓、血压上升;达8～10%时，呼吸明显困难，意识陷入不清，以致呼吸停止;达30%时，致死。
三 脱碳原理
1 脱碳原理
长岭气田将生产的天然气进行脱水、脱碳、CO2压缩、干燥和液化处理后外输。对天然气脱碳，采用的是采用活化MDEA胺法脱碳工艺，采用一段吸收+二级闪蒸再生的脱碳工艺流程，活性配方溶液浓度MDEA 45（wt%）±活化剂5%（wt%）+水50（wt%），同时再生出的CO2气体回收利用。
1）、MDEA即N-甲基二乙醇胺，分子式为CH3-N（CH2CH2OH）2 （简写为：R2NCH3），沸点246～248℃，闪点260℃，凝固点-21℃，能与水和醇混溶，微溶于醚。在一定条件下，对CO2等酸性气体有很强的吸收能力，且反应热小，解吸温度低，化学性质稳定，无毒不降解。
2）、活化剂
本装置配方溶液活化剂为哌嗪，分子式：C4H10N2（简写为：R2/NH），白色针状或叶片状结晶，有胺的臭气及咸味，易吸潮，熔点106，沸点145～146℃呈碱性，可从空气中吸收CO2，低毒，蒸气对皮肤、粘膜及眼睛等有刺激性。
3）、脱碳机理
纯MDEA溶液与CO2不发生反应，但其水溶液与CO2可按下式反应：
（1）CO2+H2O==H++HCO3-
（2）H++R2NCH3==R2NCH3H+
式（1）受液膜控制，反应速率极慢，式（2）则为瞬间可逆反应，因此式（1）为MDEA吸收CO2的控制步骤，为加快吸收速率，在MDEA溶液中加入活化剂后，反应按下式进行：
（3）R2/NH+CO2==R2/NCOOH
（4）R2/NCOOH+R2NCH3+H2O==R2/NH+ R2CH3NH++HCO3-
式（3）+式（4）：
（5）R2NCH3+CO2+H2O==R2CH3NH++HCO3-
由式（3）～（5）可知，活化剂吸收CO2并向液相传递，加快了反应速度，MDEA分子含有一个叔胺基团，吸收CO2后生成碳酸氢盐，加热再生时远比伯仲胺生成的氨基甲酸盐所需的热量低得多。
长岭气田的天然气，经过脱碳工艺处理后，将CO2进行液化收集，外输进行CO2驱油技术。目前不少发达国家CO2驱油的工业应用已趋于成熟，并占补采原油量第二位。在能源紧缺和节能减排的背景下，CO2驱油有着非常广阔的推广利用前景。随着CO2驱油技术的不断发展，已不单停留在节能的层面，已向着减排延伸。把CO2收集出来用于CO2驱采油，是CO2回收利用新路径，能够实现生产发展与生态保护的持续平衡。
2 增压单元设计问题
增压单元主要的作用就是将由脱炭装置再生塔来的CO2酸性气体进行增压至额定压力。由于压缩机机组分离器由于设计等原因，造成排污困难，主要集中在以下三个方面：
1）、对CO2在压力状态下，在水中的溶解度考虑不足，导致排污时CO2在高压情况下大量溶解进水里，排污时由于压力迅速降低至常压，CO2闪蒸出来，排污线出口呈气液混合状态，产生气阻现象，排污困难。
2）、设计时对分离器内气体流速及在分离器内停留时间考虑不足，分离效果较差，二、三级出口分液罐，使用旋分和破沫网的设计，且容积设计过小，冷凝下来的水，不能充分沉降。分离器使用的折流板过多，利用离心力进行旋分，分离下来的少量的水分，呈旋涡状，挂附于罐壁，以气水混合物形态排出。
3）、酸水带入气缸，气阀阀片升程为2.2mm，易产生水击，损坏阀片、气阀，增加维修量。若液态水积存在余隙容积内，严重时会造成撞缸等恶性事故。因此，考虑加大各级分液罐容积和各级分离器入口、出口管线通径，以降低气体流速。加强分离效果。
四 往复式CO2压缩机改造方案
由于有CO2和水的存在，会产生酸水，这些酸水不仅腐蚀设备，如果随意外排这些酸水等产物，会对周围的农田等造成污染，不利于环境效益指标，同时也违背了现代企业实行清洁生产的环保目的。针对此情况，提出可对酸水集中进行收集、闪蒸减压、排放。
每台压缩机增加一台φ800×1500mm的分离器罐，分离器罐内设置旋分挡板、丝网捕雾器装置，将往复式压缩机的一级、二级、三级出口分液罐排污线集中到排污汇管，集中进入分离器罐，给高含CO2的酸水提供一个闪蒸空间，经过闪蒸、旋分、丝网捕雾器对微量水提供一个凝结中心，使CO2和污水分离，由分离器罐上的放空线引出室外，由于分离器罐保持微正压，可以使污水顺利的排出进入下水系统，可以有效的解决原排污线排污困难且使CO2气体进入压缩机室内积存的危险。
五 展望
通过长岭气田对CO2的处理及收集过程可以看出，企业在抓生产的同时，把环保理念一直贯穿其中，充分协调好环保与经济发展的关系，实现绿色经济，低碳技术这一清洁环保先进的生产理念。
关键词：往复式CO2压塑机 排污系统 分离器罐 CO2处理技术
随着科技的进步，怎么样使环保与经济发展的关系由对立走向协调，再进一步走向依靠呢？现代企业应从环保中间寻求商机，寻求经济发展的新途径。环保本身可以成为产业，一开始是一个对立的，现在反而是相互依靠，所以将来谁有环保理念，谁就有企业竞争力。
一 长岭气田的基本概况
长岭气田是一座集集气、脱碳、脱水、CO2压缩、干燥、液化于一体的综合性天然气处理站，是中国石油国内第一个整体开发的陆上高含CO2气田。
二 CO2过量排放的危害
1 对气候的影响
CO2的过量排放，会引起温室效应。有预期表明，自1900年至2100年地球的平均海平面上升幅度介乎0.09米至0.88米之间。世界银行的一份报告显示，即使海平面只小幅上升1米，也足以导致5600万发展中国家人民沦为难民。
2 对海洋的危害
大气的CO2含量增加，逐渐令全球海洋变酸。美国科学家估计，到了本世纪末，过酸的海水会导致珊瑚灭绝、浮游生物减少，甚至令海洋食物链崩溃。科学家以pH度衡量酸碱度，pH度愈低，代表酸性愈高。迈阿密大学的海洋生物教授兰登指出，海洋的pH度通常介乎1000至1800个单位，到下一世纪，海洋pH度将再下跌0.3个单位，令海洋生物面临重大威胁。
3 对人体的危害
在新鲜空气中CO2的浓度，乡村约为0.03%，城市约为0.04%。实验研究证明：当CO2含量达0.1%时，人们普遍有不适感觉;达3%時，肺的呼吸量虽正常，但呼吸深度增加;达4%时，头痛、耳鸣、脉搏滞缓、血压上升;达8～10%时，呼吸明显困难，意识陷入不清，以致呼吸停止;达30%时，致死。
三 脱碳原理
1 脱碳原理
长岭气田将生产的天然气进行脱水、脱碳、CO2压缩、干燥和液化处理后外输。对天然气脱碳，采用的是采用活化MDEA胺法脱碳工艺，采用一段吸收+二级闪蒸再生的脱碳工艺流程，活性配方溶液浓度MDEA 45（wt%）±活化剂5%（wt%）+水50（wt%），同时再生出的CO2气体回收利用。
1）、MDEA即N-甲基二乙醇胺，分子式为CH3-N（CH2CH2OH）2 （简写为：R2NCH3），沸点246～248℃，闪点260℃，凝固点-21℃，能与水和醇混溶，微溶于醚。在一定条件下，对CO2等酸性气体有很强的吸收能力，且反应热小，解吸温度低，化学性质稳定，无毒不降解。
2）、活化剂
本装置配方溶液活化剂为哌嗪，分子式：C4H10N2（简写为：R2/NH），白色针状或叶片状结晶，有胺的臭气及咸味，易吸潮，熔点106，沸点145～146℃呈碱性，可从空气中吸收CO2，低毒，蒸气对皮肤、粘膜及眼睛等有刺激性。
3）、脱碳机理
纯MDEA溶液与CO2不发生反应，但其水溶液与CO2可按下式反应：
（1）CO2+H2O==H++HCO3-
（2）H++R2NCH3==R2NCH3H+
式（1）受液膜控制，反应速率极慢，式（2）则为瞬间可逆反应，因此式（1）为MDEA吸收CO2的控制步骤，为加快吸收速率，在MDEA溶液中加入活化剂后，反应按下式进行：
（3）R2/NH+CO2==R2/NCOOH
（4）R2/NCOOH+R2NCH3+H2O==R2/NH+ R2CH3NH++HCO3-
式（3）+式（4）：
（5）R2NCH3+CO2+H2O==R2CH3NH++HCO3-
由式（3）～（5）可知，活化剂吸收CO2并向液相传递，加快了反应速度，MDEA分子含有一个叔胺基团，吸收CO2后生成碳酸氢盐，加热再生时远比伯仲胺生成的氨基甲酸盐所需的热量低得多。
长岭气田的天然气，经过脱碳工艺处理后，将CO2进行液化收集，外输进行CO2驱油技术。目前不少发达国家CO2驱油的工业应用已趋于成熟，并占补采原油量第二位。在能源紧缺和节能减排的背景下，CO2驱油有着非常广阔的推广利用前景。随着CO2驱油技术的不断发展，已不单停留在节能的层面，已向着减排延伸。把CO2收集出来用于CO2驱采油，是CO2回收利用新路径，能够实现生产发展与生态保护的持续平衡。
2 增压单元设计问题
增压单元主要的作用就是将由脱炭装置再生塔来的CO2酸性气体进行增压至额定压力。由于压缩机机组分离器由于设计等原因，造成排污困难，主要集中在以下三个方面：
1）、对CO2在压力状态下，在水中的溶解度考虑不足，导致排污时CO2在高压情况下大量溶解进水里，排污时由于压力迅速降低至常压，CO2闪蒸出来，排污线出口呈气液混合状态，产生气阻现象，排污困难。
2）、设计时对分离器内气体流速及在分离器内停留时间考虑不足，分离效果较差，二、三级出口分液罐，使用旋分和破沫网的设计，且容积设计过小，冷凝下来的水，不能充分沉降。分离器使用的折流板过多，利用离心力进行旋分，分离下来的少量的水分，呈旋涡状，挂附于罐壁，以气水混合物形态排出。
3）、酸水带入气缸，气阀阀片升程为2.2mm，易产生水击，损坏阀片、气阀，增加维修量。若液态水积存在余隙容积内，严重时会造成撞缸等恶性事故。因此，考虑加大各级分液罐容积和各级分离器入口、出口管线通径，以降低气体流速。加强分离效果。
四 往复式CO2压缩机改造方案
由于有CO2和水的存在，会产生酸水，这些酸水不仅腐蚀设备，如果随意外排这些酸水等产物，会对周围的农田等造成污染，不利于环境效益指标，同时也违背了现代企业实行清洁生产的环保目的。针对此情况，提出可对酸水集中进行收集、闪蒸减压、排放。
每台压缩机增加一台φ800×1500mm的分离器罐，分离器罐内设置旋分挡板、丝网捕雾器装置，将往复式压缩机的一级、二级、三级出口分液罐排污线集中到排污汇管，集中进入分离器罐，给高含CO2的酸水提供一个闪蒸空间，经过闪蒸、旋分、丝网捕雾器对微量水提供一个凝结中心，使CO2和污水分离，由分离器罐上的放空线引出室外，由于分离器罐保持微正压，可以使污水顺利的排出进入下水系统，可以有效的解决原排污线排污困难且使CO2气体进入压缩机室内积存的危险。
五 展望
通过长岭气田对CO2的处理及收集过程可以看出，企业在抓生产的同时，把环保理念一直贯穿其中，充分协调好环保与经济发展的关系，实现绿色经济，低碳技术这一清洁环保先进的生产理念。