[发明专利]基于二氧化碳富集率的CCUS全流程协同优化方法

说明书

基于二氧化碳富集率的CCUS全流程协同优化方法，属于二氧化碳处理技术领域。其特征在于：包括如下步骤：步骤1，运用大系统分解递阶与模块化建模方法，建立CCUS全流程数学模型；步骤2，依据油气田开采标准的评价指标，提出CUSS全流程优化性能指标；步骤3，设计并实现基于二氧化碳富集率的CCUS全流程协同优化；步骤4，在进行协同优化的基础上，进行敏感性分析，最终得到CCUS的最佳实施方案。在本基于二氧化碳富集率的CCUS全流程协同优化方法中，综合考虑CCUS全流程综合指标，实现了系统的协同优化设计，达到了CCUS全流程整体最优设计。

技术领域

基于二氧化碳富集率的CCUS全流程协同优化方法，属于二氧化碳处理技术领域。

背景技术

CCUS是二氧化碳捕集、利用与封存的英文简写，它的主要过程包括二氧化碳捕集、运输、利用与封存，是目前最有效的二样化碳减排与资源化利用的途径之一，是国家碳减排工程的重要手段。同时二氧化碳能够与原油混相进而降低其粘度的性质，是一种良好的驱油剂，可用于稠油、低渗等油藏并提高采收率（EOR）。二氧化碳驱油与封存技术可同时实现其资源化利用与碳减排目标，因此该技术是目前CCUS最关键的核心技术之一，国内外科研院所与大专院校已经围绕CCUS开展了近二十年的研究，然而这些研究多集中于CCUS工艺技术，很少涉及其全流程工程优化问题。

目前，国内外针对二氧化碳CCUS技术的研究成果及缺陷如下所示：

（1）文献：牛红伟，郜时旺，刘练波，王金意，燃煤烟气全流程CCUS系统的技术经济分析[J]，中国电力，47(8)：144-149，2014中对CCUS全流程进行了经济技术分析，采用逐项比较的方法，对二氧化碳捕集、压缩、运输、驱油与封存各环节的技术条件和经济成本进行分析，给出了在不同条件下个子系统可选择的工艺方案，给出了一些优惠改进措施。然而该文献未能给出明确的优化评价体系，也未涉及全流程建模问题，因此不能实现CCUS全流程的协同优化目标。

（2）文献：徐梓忻，基于燃煤电厂燃烧后捕集的CCS-EOR全流程项目综合经济评价与指标研究[D]，华北电力大学硕士论文，2016研究了基于燃煤电厂燃烧后捕集的CCS-EOR全流程综合经济评价和指标体系，但该文献未涉及CCUS全流程建模与基于二氧化碳富集率的优化，不能解决CCUS全流程协同优化问题。

（3）文献：Qunhong Tian，Dongya Zhao，Zhaomin Li，Jian Zhang，Qingfang Li，Haili Liu and Shijian Lu， Modelling and evaluating CCUS： a survey [J]，International Journal of Computer Applications in Technology，53(1)：1-12，2016综述了CCUS过程的建模与评价技术，现有方法多集中于对CCUS过程中的某一个子系统进行建模、评价与优化，未见有关于CCUS全流程系统的建模、评价与优化方法。这些针对子系统的建模、评价与优化技术对于本发明专利具有一定的借鉴作用，但未能提出全流程综合评价体系、不能解决全流程协同优化问题。

（4）文献：Martens P，Delarue E，D'haeseleer W， A mixed integer linearprogramming model for a pulverized coal plant with post-combustion carboncapture [J]， IEEE Transactions on Power Systems，2012，27(2)：741-751针对CCUS流程中的燃煤电厂烟气二氧化碳捕集过程进行了建模，并应用混合整数规划方法对之进行优化设计。这种方法能够有效处理有多种备选工艺方案时的最佳方案制定，但不能解决CCUS全流程优化设计问题。虽然线性规划方法对CCUS全流程优化设计具有一定参考价值，但CCUS是一个强非线性过程，对于如何求解这种复杂非线性过程的优化问题是一个困难的问题。因此文献[4]与本方面专利在目标功能和方法上都存在很大差异。