Hopp til hovedinnhold
Søk

Controlled Freeze Zone™ (CFZ)-teknologi

ExxonMobils forskere har oppfunnet og patentert Controlled Freeze Zone™-teknologien, en banebrytende prosess som fjerner urenheter fra naturgass mer effektivt.

CFZ™-teknologien kan også gjøre karbonfangst og -lagring rimeligere og mer effektivt i forhold til å redusere utslipp av drivhusgasser. Teknologien er fult utviklet og godkjent for kommersielt bruk.

Denne egenutviklede CFZ™-teknologien er rettet mot den betydelige andelen av dagens gassressurser rundt om i verden som inneholder store mengder karbondioksid (CO2). CFZ™-teknologien har også evnen til å behandle naturgass med et bredt spekter av urenheter. Innen 2040 er det forventet at naturgass vokser mer enn noen annen strømkilde, i stor grad grunnet vekst i elektrisitetsproduksjon og som følge av at karbonfotavtrykket til denne er betydelig lavere enn kull. Bruken av CFZ™-teknologien på en global skala kan derfor utvide tilgangen på rimelig rentbrennende naturgassressurser.

CFZ™-teknologien fjerner urenheter fra naturgass mer effektivt og er rimeligere enn eksisterende teknologier, samtidig som den krever færre prosesstrinn og mindre utstyr. Dette gjør den mer attraktiv, spesielt for offshore og avsidesliggende anlegg.

CFZ™-teknologien fungerer ved å fjerne CO2 og hydrogensulfid (H2S) fra naturgass i en spesialdesignet seksjon i et destillasjonstårn, hvor CO2 fryses på en kontrollert måte.

Deretter tines CO2 opp og videredestilleres for å gjenvinne verdifull metan. Denne CO2-en kan deretter pumpes sikkert til injeksjon i tiltenkte brønner enten for lagring eller for bruk i enhanced oil recovery. Den gjenværende naturgassen har nå det ønskede nivået av renhet.

I konvensjonelle metoder avgis CO2 som damp med svært lavt trykk og må komprimeres for injeksjon i undergrunnsdepoter. I motsetning til dette avgir CFZ™-teknologien CO2 som høykomprimert væske, hvilket gir store kommersielle fordeler. Som et resultat av dette kan CFZ™-teknologien gjøre karbonfangst og -lagring mer økonomisk.

Fordelene med CFZ™-teknologi

CFZ™-teknologien gir følgende fordeler i forhold til konvensjonelle gassbehandlingsprosesser for fjerning av CO2 og H2S fra naturgass.

Enkelttrinnsbehandling

  • tilfredsstiller kvalitetskrav for naturgassledninger uten ytterligere behandling
  • krever ingen løsemiddelgjenvinning, tilsetningsgjenvinning eller nedstrøms dehydreringsanlegg

Ingen begrensninger for CO2- eller H2S-innhold

  • håndterer svært sure gasser enkelt
  • håndterer enkelt økninger i konsentrasjon av sure gasskomponenter gjennom levetiden til anlegget
  • Kostnadsfordeler sammenlignet med konkurrerende teknologier øker med økende syreholdig gass

Høytrykksdrift

  • Avgir syregass som en tørr ikke-korroderende høykomprimert væske som kan pumpes ned i bakken for bruk i enhanced oil recovery eller inn i geologiske formasjoner for permanent lagring
  • Bytter ut kompresjon med pumpeteknologi, og reduserer slik utstyrs- og energikrav for injisering av syreholdig gass eller enhanced soil recovery

Alternativ til svovelgjenvinningsanlegg

  • Fjerner H2S og andre svovel-forbindelser med CO2 for avhending
  • gir et attraktivt alternativ til å bygge kostbare sulfidanlegg med høye driftskostnader

Totale kostnadsbesparelser

  • forenkler prosessen og senker utstyrsmengden, hvilket gjør CFZ™-teknologien til et lavkostalternativ
  • reduserer brenselforbruk, hvilket gir større gassomsetning — tillater effektiv integrasjon av gassbehandlings-, syregassinjeksjons-, og/eller kraftproduksjonsprosesser

Den globale kommersialisering av CFZ™-teknologi

Pilotanlegget Clear Lake, nær Houston, Texas, demonstrerte CFZ™-teknologikonseptet for første gang i 1986. Pilotanlegget behandlet naturgass med høye konsentrasjoner av CO2 (så høye som 65 prosent), og mengder inntil 600 000 standard kubikkfot per dag. Den vellykkede separasjonen ga en gass-produktstrøm med så lite som 300 ppm med CO2, og en flytende CO2-strøm med så lite som 0,5 prosent metan.

Etter en nedgang i industrien og som følge av stor tilgjengelighet av lavsyre-gass ble mer økonomiske naturgassressurser og utviklingsaktiviteter utsatt til 2005.

I 2008 tok ExxonMobil et steg nærmere kommersialisering av CFZ™-teknologi ved å bygge et kommersielt demonstrasjonsanlegg (CDP) ved sitt Shute Creek-behandlingsanlegg i LaBarge, Wyoming – et anlegg med kapasitet til å behandle inntil 14 millioner standard kubikkfot per dag. Etter å ha fullført konstruksjonen utførte ExxonMobil et formelt testprogram fra mars 2012 til og med november 2013.

CDP viste vellykket behandling av et bredt spekter av sure gass-strømmer (8 til 71 prosent CO2 og så mye som 36 prosent H2S). Spesifikasjoner for naturgassrørledninger (< 2 prosent CO2 og < 4 ppm H2S) kunne lett møtes takket være CFZ™s effektive separasjoner. Under enkelte forhold tilfredsstilte metanproduktet foringskvaliteten for LNG på <50 ppm CO2. Prosjektet viste også en annen viktig fordel med CFZ™-teknologien gjennom integrering med syregass-injeksjonsanlegget ved Shute Creek – evnen til å separere CO2 og H2S fra naturgass til en tørr ikke-korrosiv høyttrykksstrøm, ideell for bruk til enhanced oil recovery eller tiltenkt lagring. Konkurrerende teknologier må gjennomgå kostbar rekomprimering for å kunne oppnå sammenlignbare resultater.

Resultatene av CDP-testing viser klart en betydelig fordel ved teknologien for CO2-matingskonsentrasjoner over 20 %. Et standardisert anlegg kunne bli designet med fokus på den verdifulle metanproduktraten. Stor fleksibilitet for håndtering av en rekke ulike CO2-konsentrasjoner, fra 20 % til 75 %, kan tilbys ved å simpelthen legge til matingsnedkjøling for å kondensere overflødig CO2. Dette gir betydelige fordeler når CFZ™-teknologi anvendes i EOR-sammenhenger der CO2-konsentrasjonen i tilknyttet gass øker over tid, ved sammenblanding av felter med høyere syregassinnhold eller når syregassinnholdet til et reservoar som produseres, øker over tid. Videre muliggjør utvikling i faser utvikling av store ressurser.

CFZ™-teknologien er nå klar for kommersielt bruk.

Lukk