超临界CO2输送管道的腐蚀研究进展

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1、综述石Corros油ion&化Prote工ction腐inPet蚀rochem与ical防Indus护try2011，28(6)·1·超临界CO2输送管道的腐蚀研究进展左甜，刘小辉，蒋秀。，周乐平(1．中国石油大学(华东)机电工程学院，山东青岛266555；2．中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院，山东青岛266071)摘要：碳捕集与封存(CarbonCaptureandStorage，简称CCS)技术是极具潜力的一项减缓温室气体排放的前沿技术，已受到国际科技和产业界的密切关注，其中CO运输管道的内腐蚀问题可能成为制约碳封存技术发展及应用的关键问题之一。强调了CCS技术对于碳减

2、排的重要性，研究碳钢在超临界CO2运输环境中的腐蚀规律和机理以及CO2输送过程中的超临界CO2的性质显得十分重要。阐述了碳捕集与封存技术(CCS)中超临界CO输送管道的腐蚀与油气系统的CO腐蚀的本质区别，对输送过程中超临界CO：腐蚀的影响因素进行了分析，并且对腐蚀控制研究动态进行了回顾。关键词：碳捕集技术超临界CO腐蚀影响因素腐蚀控制中图分类号：TE988．7文献标识码：A文章编号：1007—015X(2011)06—0001—03全球气候变暖已经越来越严重，人类自身活动储存地的中间枢纽，是碳封存的关键技术之一，但及工业排放的CO被认为是导致气候变暖的主要国际上对CO运输的重视程度远

3、远不及碳捕获及原因。碳捕集与封存(CarbonCaptureandStorage，储存。CO运输主要包括管道运输和灌装运输。简称CCS)技术是目前极具潜力的一项减缓温室为了避免两相流，将CO分离并压缩至超临界状气体排放的前沿技术，已受到国际科技和产业界的态(CO的超临界点：31cC，73．8×10Pa)，然后利密切关注，成为发达国家竞相研究的热点。CCS是用管道运输至存储地通常是大规模输送CO最经指将大型发电厂、钢铁厂、水泥厂和化工厂等排放济、可行的方法。随着国际上对碳减排任务的的CO收集起来并进行地质封存而与大气隔绝的推进，CO运输管道有增加趋势J。目前对超临界一种技术。将捕集到的

4、CO注入油田用于驱油CO管输的经济性及安全性做了大量研究，但管道(简称CO．EOR)可以提高原油采收率，此项技术内腐蚀问题的研究工作才刚刚起步。美国运输部在美国应用已超过30a，采收率平均提高约13％。的统计数据显示：1986—2001年，CO管道运输事国际能源署(IEA)指出：如果没有CCS，实现2050故中的20％是由于腐蚀引起的。CO输送管道破年减排目标的成本将增加70％。清华大学的研究裂可能导致大量CO泄露，影响人体健康，甚至导结果表明：为实现相同的减排量，CCS所需要增加致安全事故和环境污染。CO运输管道的内腐蚀的投资小于核电的1／2和风电的1／4，而且这个比问题可能成为制

5、约碳封存技术发展及应用的关键例还将随时间而降低。根据国际能源署的预测，为之一，因此，系统深入地研究碳钢在超临界CO，运了实现全球的CO减排目标，CCS的贡献率将达输环境中的腐蚀规律和机理具有十分重要的意义，20％左右。国家发改委能源研究所的研究表明，国这也逐渐成为碳封存技术领域的研究热点。内要想实现大幅度的碳减排，需要在2030年后实现CCS的商业化利用。1超临界CO的性质碳封存技术在具体实践中包括三个内容：捕超临界流体是指温度和压力均超过临界点时的获、运输与储存。碳捕获及储存常常作为碳封存技流体，c02的临界温度为31~C，压力为7．29MPa，术的核心已在世界范围内受到了广泛关注

6、j。近高于临界温度和临界压力的CO处于超临界状年相继开发了许多经济可行的CO分离捕集新工艺。将二氧化碳封存于地质结构中的新方法及被收稿日期：2011一o9—02；修改稿收到日期：2011—11—07。封存CO在地质中的长期安全稳定性也得到了广作者简介：左甜(1986一)，女，中国石油大学(华东)机电工泛研究。通常CO捕获地与储存地相距少则几程学院在读硕士研究生，主要研究方向为湿气输送管道顶部km，多则几百km。CO运输作为CO从捕获地到腐蚀与防护。Email．qdzuotian@126．corn石油化工腐蚀与防护第28卷态，其密度比气体状态下大几百倍，与液体状态下普遍认为的CO分压在

7、CO腐蚀中起决定作用的的密度比较接近；它的黏度接近于气体但比液体小说法在超临界CO输送管道腐蚀中不再成立。超两个数量级。在超临界状态下，CO兼有气液两相临界CO输送环境材料的腐蚀行为必然与一般的的双重特点，既具有与气体相当的高扩散系数和低气相或液相环境的腐蚀不同，表现出一定的特黏度，又具有与液体相近的密度和对物质良好的溶殊性。解能力。在整个超临界区域内，CO密度是温度和另外，杂质的成分和含量对这两类CO腐蚀也压力的函数，在临界点附近改变温度压力可大幅度有重