3月31日,寰球北京公司工艺部高级工程师、CCUS技术负责人黄莺依然像往常一样,在办公室内拿出图纸,一头扎进CCUS(碳捕集利用及封存)工艺设计的世界里。作为化学工程专业博士,虽然从业仅十年时间,但她已经独立完成近30个化工装置超过200台塔器的设计,主持开发的大规模低成本碳捕集工艺包支撑了包头钢铁50万吨/年CCUS、新疆油田100万吨/年CCUS等国家级示范工程。
专注塔器设计
2017年,黄莺开始承担化工项目的工艺系统和塔器设计。独山子石化乙烯改造项目中的乙烯吸收塔是她第一个全程参与的项目。在她的努力下,高塔完美“变身”,实现经济、环保双跃升。
当然,黄莺的攻关之路也免不了荆棘丛生。比如令她“挠头”的某项目环氧丙烷/苯乙烯单体(POSM)装置塔设计。相比乙烯装置,POSM装置的塔器数量翻倍,对计算设计提出了更高要求。同时,这还是首套采用国内自主知识产权工艺包的落地装置,没有可借鉴经验。从设计、现场建设到开工运行,黄莺始终都在探索各类新知识,解决各种难题,最终,塔整体处理能力提高20%。
四五年时间里,黄莺先后参与近30个工程项目,经她手设计检查验收的塔超过了200个。
攻克“拦路虎”
正当黄莺沉浸在“塔”设计的快乐中时,一个全新的挑战摆在她面前,受命承担CCUS技术开发。
就这样,在广东石化项目现场,她白天在炎炎烈日下穿梭于工地,晚上回到寝室进行CCUS技术研究。她发现该项目最大的矛盾在于——CCUS的核心是节能,但节能的优化往往会带来设备和系统投资的上升。如何平衡能耗与投资,最终实现成本最低?这是她需要解决的问题。
胺液降解净化回收就是典型的“拦路虎”。“用来吸收二氧化碳的胺液好几万元一吨,可在使用中极易被烟气污染失去效能,不到一年就得更换一批。以百万吨装置规模来计算,这就是好几千万元的成本。”黄莺回忆道。
她查阅国外资料、借鉴相关装置设计思路,大胆提出将传统的离子去除手段与新型真空精馏方法相结合的想法。在多方努力下,一套复杂盐类的热力学模型被成功开发,胺液的更换周期延长至2年,大幅降低了能耗和投资成本。
推动技术走向市场
如何将公司自主研发的CCUS技术转化成不同规模和类型的装置?这个问题一直萦绕在黄莺的脑海中。2023年7月,在CCUS小型项目成功开车的基础上,黄莺和团队成员又开始了某特大型工程的前期工作。在他们的设计中,该工程的塔器直径将超过15米,管道直径也将超过6米。如此大规模的体量必将成为行业的标志性项目。但多种原因导致该项目最终并未实施。黄莺失落了一段时间,可没想到,转机很快到来了。
那是一个为西部某百万吨CCUS项目做的可研评审,黄莺以专家身份担任评委。在认真阅读完某电力设计院完成的可研报告后,她的心中思绪复杂:“CCUS本质上是化学反应过程,化工设计院有更大优势,而这个新赛道上存在着巨大的信息差,业主对公司的自主技术了解太少了,必须要主动推广。”
于是她争取到和业主单独交流半小时的机会,半小时里,她进一步阐述了可研报告中的关键问题以及寰球公司的设计思路,展示了公司承揽项目的能力水平。就这样,寰球公司以技术为敲门砖,成为这个百万吨级CCUS一体化示范工程的碳捕集专利技术提供方。
如今,掌握了技术开发、工程设计等多门技艺的黄莺,已经出版专著4部,获得国家发明专利授权10项,申请国际专利3项,在国际权威期刊发表论文22篇。
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