超臨界二酸化炭素パイプラインの停止過程におけるCO2相移動経路の予測と安全制御

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:Provides a validated modeling approach for CO2 pipeline phase behavior during shutdown, useful for further research on transient flow and safety.

🏢実務担当者:Offers practical safety shutdown time ranges and prediction models that can be applied to pipeline operations to reduce risks and maintenance costs.

🏛政策担当者:Highlights the need for safety regulations and operational guidelines for CO2 pipelines, informing policy development for CCUS infrastructure.

CO2パイプライン輸送は、CCUS（二酸化炭素回収・利用・貯留技術）産業における中核的な一环である。過渡条件下でのCO2パイプラインの流動安全性を確保することは、現在、産業研究における重要かつ困難な課題である。本論文は、超臨界二酸化炭素パイプラインの停止プロセスにおける相移行と安全制御に焦点を当てる。中国の新疆油田における超臨界二酸化炭素輸送パイプラインを研究対象とし、パイプラインの水熱連成モデルを構築してパイプラインをシミュレーションし、温度、圧力、密度、および相状態の協調的変動パターンを解明する。パイプライン内の異なる位置においてCO2相の移行経路に有意な差異があることが見出された。シミュレーション結果の精度は、自作の高圧可視化リアクター実験システムを通じて検証され、パイプライン停止前の初期温度、初期圧力、および周囲温度が相移行経路の傾きに及ぼす影響が探求された。最小二乗法とリッジ回帰法を用いて相移行線傾き予測モデルを確立し、夏季と冬季の両方におけるパイプライン安全停止のプロセス境界範囲と許容停止時間範囲をさらに確立した。研究結果は、パイプラインが低圧・高温境界条件下で運転される場合、パイプライン停止後にパイプライン内のCO2が起点から早期に気化し、パイプラインの安全停止時間が短くなることを示す。夏季には明確な安全運転ウィンドウが存在する一方、冬季には気化リスクが広範囲に存在する。本論文で提案された相移行経路予測式と安全ゾーン区分方法は、超臨界二酸化炭素パイプラインの安全停止制御に理論的根拠と工学的指針を提供し、運転リスクの低減とメンテナンスコストの削減に寄与できる。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

CO2 pipeline transportation is a core link in the CCUS (Carbon Capture, Utilization, and Storage Technology) industry. Ensuring the flow safety of CO2 pipelines under transient conditions is currently a key and challenging issue in industry research. This paper focuses on the phase migration and safety control during the shutdown process of supercritical carbon dioxide pipelines. Taking a supercritical carbon dioxide transportation pipeline in Xinjiang Oilfield, China, as the research object, a hydro-thermal coupling model of the pipeline is established to simulate the pipeline and elucidate the coordinated variation patterns of temperature, pressure, density, and phase state. It was found that there were significant differences in the migration paths of the CO2 phase at different positions. The accuracy of the simulation results was verified through the self-built high-pressure visual reactor experimental system, and the influences of the initial temperature, initial pressure, and ambient temperature before pipeline shutdown on the slope of the phase migration path were explored. The phase migration line slope prediction model was established by using the least squares method and ridge regression method, the process boundary ranges and allowable shutdown time ranges for pipeline safety shutdowns in both summer and winter were further established. The research results show that when the pipeline operates under the low-pressure and high-temperature boundary, the CO2 in the pipeline vaporizes earlier from the starting point after the pipeline is shut down, and the safe shutdown time of the pipeline is shorter. There is a clear safety operation window in summer, while vaporization risks are widespread in winter. The phase migration path prediction formula and the safety zone division method proposed in this paper provide a theoretical basis and engineering guidance for the safe shutdown control of supercritical carbon dioxide pipelines, which can help reduce operational risks and lower maintenance costs.

• semanticscholar https://doi.org/10.3390/en19020531first seen 2026-05-05 23:39:32 · last seen 2026-09-22 05:04:17