2024年12月2日，由美国石油工程师协会（SPE）与分离技术业务部（Separations Technology Technical Section，STTS）共同组织的“面向低碳未来的分离技术与挑战（Separation Technology and Challenges for the Low-Carbon Future）”研讨会成功举办。为促进国内外技术交流和信息互通，北京石油化工学院环保多相流高效分离技术与设备研究团队第一时间进行了翻译整理，分为【开场与会议报告】和【分组讨论与问题陈述】两大部分与业界分享。
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“面向低碳未来的分离技术与挑战”研讨会汇聚了能源行业领域的70多名代表，包括油气生产商、技术供应商等，旨在分享最先进的分离器设计和故障排除方法，明确未来的分离需求与差距，并提出弥补差距的前行路径。参会代表们围绕各种技术主题进行了报告发言，具体包括：设计与模拟，能源转型，案例调查，替代技术和应用，降低环境影响和提高可持续性，采出水分离挑战。整个活动的互动交流性很强，包括分组讨论会、代表们参与讨论和头脑风暴等。
研讨会由主旨演讲人Ken Arnold教授拉开序幕，Ken Arnold教授2005年当选为美国国家工程院院士，在石油行业已经从业数十年。早在20世纪80年代，Ken Arnold教授和Maurice Stewart教授就在美国休斯敦大学、杜兰大学和路易斯安那州立大学开设了一系列有关地面集输处理设备设计的研究生课程，编著出版的《Surface Production Operations》、《Emulsions and Oil Treating Equipment -- Selection, Sizing and Troubleshooting》等地面工程系列图书成为该行业的标准并被全球成千上万的人们使用。Ken Arnold院士的演讲围绕采用部署新分离技术过程中的挑战及经验教训展开，内容涵盖了过去几十年里众多公司所经历的成功、失败以及艰难困苦。
随后六个分会场的会议正式开始，专家学者们结合各自擅长领域进行汇报交流。
第一个分会场聚焦设计与模拟，着重探讨了分离器的设计与模拟。报告内容涵盖了模拟技术、计算工具以及经验方法方面取得的进展，同时也讨论了现有方法的局限性，并探索了未来可能取得突破的潜在领域。沙特阿美高级石油工艺工程师Logan Grim的报告题目为《Entrainment Modeling（夹带流模拟）》；俄克拉荷马州立大学副教授兼沃德教席研究员Clint Aichele的报告题目为《A Predictive Methodology To Determine Gas Evolution Kinetics for Improved Separator Design（一种用于改进分离器设计的气体演化动力学预测方法）》；克兰吉解决方案（Kranji Solutions）公司首席工艺工程师Henri Witteveen的报告题目为《Combining Analytical and Empirical Models With CFD Results for Enhancing Performance Prediction of Separators（结合分析、经验模型与计算流体动力学结果以增强分离器性能预测）》，介绍了部署安装插入式滤网的现场实例以及遇到的挑战。
第二个分会场聚焦能源转型过程中与氢气、碳捕集与封存（CCS）、低碳燃料以及其他领域相关分离工艺的设计、应用及挑战。德克萨斯大学研究工程师Fred Closmann的报告题目为《De-Risking CO2 Capture With Amine Solvents（利用胺类溶剂降低二氧化碳捕集风险）》；伍德公司CCUS（碳捕集、利用与封存）及未来能源业务经理David Bahr的报告题目为《Overview of CO2 Capture Technologies for Separation of CO2 From Exhaust Gas Streams（从排放废气流中分离二氧化碳的碳捕集技术综述）》；DexPro技术副总裁James van der Lee的报告题目为《Making Carbon Capture More Viable（使碳捕集更具可行性）》。
第三个分会场聚焦减少环境影响以及促进可持续发展，包含了低压气体捕集相关主题，例如限制废气直接排放、避免污水过量排放以及对二氧化碳、硫化氢、氮气和砂等废物流的管理；该场会议还着重介绍了如何在水处理工艺中减少过滤器和吸附剂废弃物的产生。Transeparation公司首席技术官Juan Montes的报告题目为《Navigating Emission Capture: Unveiling the Good, the Bad, and the Ugly in Operating Experiences（探索排放捕集：揭示运营经验中的优点、缺点和难点）》；ExxonMobil公司Permian煤层温室气体项目经理Julia Spadaccini的报告题目为《Reducing Emissions Through Innovative Design (in the Permian)（在美国Permian页岩油产区）通过使用创新设计降低排放》；Responsible Energy Solutions公司创始人兼总裁Roy Hartstein的报告题目为《Methane Emissions—Tanks Are Not a Source (Process Issues Are)【甲烷排放——储罐并非排放源（工艺问题才是）】》。
第四个分会场聚焦替代技术及应用，着重展示了诸如管式（inline）或紧凑型分离以及膜技术等创新解决方案，在总成本、尺寸、性能和可靠性方面较传统处理设备的优势。该分会场考察了这些技术在特定油气领域中的成功运用，探讨了限制其更广泛应用的挑战以及弥补这些差距的策略。会议上，美国能源部的一个前沿研究中心 —— 佐治亚理工学院能源领域酸性气体诱导材料演化理解与控制中心（Center for Understanding and Control of Acid Gas-Induced Evolution Materials for Energy）主任Ryan Lively的报告题目为《Membrane Technologies Are Key Enablers of the Energy Transition（膜技术是能源转型的重要推动力）》；TechnipFMC公司地面脱碳技术经理Sander Baaren的报告题目为《Achieving New Efficiencies With an Integrated Low-Pressure Separator and Intermediate Heating System（通过集成低压分离器和中间加热系统实现新的效率提升）》；瑞士苏尔寿（Sulzer）公司全球产品（管式/cMIST/水力旋流器）经理Natallia Shutsina的报告题目为《Inline/Compact Separation for Low-Carbon Future（面向低碳未来的管式/紧凑型分离）》。
第五个分会场涵盖故障排除和案例调查的实操方面，相关报告聚焦故障排查技术，包括残余测量、计算流体动力学（CFD）研究以及数字孪生技术，突出其当前的应用情况和局限性。讨论中还列举相关实例和案例历史以便深入了解情况。TechnipFMC公司甲烷地面排放（Methane Solutions: Surface E-Mission）业务运营经理Ryan Malone的报告题目为《Unleashing the Power of Edge Software and Digital Twins for Emissions Reduction in Onshore Shale Production and Separation Processes（释放前沿软件和数字孪生技术在陆上页岩生产及分离工艺减排方面的力量）》；Transeparation公司首席工艺工程师兼计算机辅助工程（CAE）专家Federico Petracci的报告题目为《Impact of Proper Separator Design on LTS Performance and Overall Emissions: Test-Run and Equipment Redesign（适当的分离器设计对LTS性能和总排放量的影响：测试运行和设备重新设计）》；MySep公司高级顾问Ed Hernandez的报告题目为《Separation Issues Addressed via Digital Twin（通过数字孪生技术解决分离问题）》。
第六个分会场涉及采出水分离方面的挑战。相关报告聚焦大处理量下两相和三相分离过程中诸如段塞流、采出水占比增加以及来液含砂等带来的挑战，还探讨了进出口结构以及内构件对油水分离效果的影响。Murphy Oil公司墨西哥湾作业区工艺工程师Graeme Smith的报告题目为《Separation Challenges in Deepwater Developments（深水开发中的分离挑战）》；Wolf Process公司首席执行官Mark Wolf的报告题目为《Using HDPE in Place of Stainless Steel for Cyclonic Jetting Systems（在旋流喷射系统中用高密度聚乙烯替代不锈钢）》；退休资深工程咨询顾问Ted Frankiewicz先生的报告题目为《Designing Separators for High Water-Cut Production（高含水率下分离器的设计）》。
值得一提的是，美国Wolf Process Technologies公司、西南研究院（SouthWest Research Institute，SRI）和TechnipFMC公司提供的赞助，确保此次研讨会取得了圆满成功。
原文链接：https://jpt.spe.org/separation-technology-and-the-low-carbon-future-insights-from-spe-workshop【Separation Technology and the Low-Carbon Future: Insights From SPE Workshop；December 2, 2024】
（编译：邵奇淼；简审：陈家庆）
