SHT 5005-2025 石化行業 二氧化碳捕集技術規范 工程設計標準立項發展報告

石化行業二氧化碳捕集技術規范工程設計標準立項發展報告英文標題:StandardizationDevelopmentReport:CarbonDioxideCaptureTechnicalSpecificationforEngineeringDesigninthePetrochemicalIndustry摘要隨著全球氣候變化問題日益嚴峻，控制溫室氣體排放，特別是二氧化碳（CO?）的捕集、利用與封存（CCUS）技術，已成為國際社會關注的焦點。作為能源消耗和碳排放的重要源頭，我國石化行業面臨著巨大的減排壓力。在此背景下，制定科學、統一、可行的二氧化碳捕集工程設計技術規范，對于指導石化企業高效、安全、經濟地實施碳捕集項目，推動行業綠色低碳轉型具有至關重要的意義。本報告基于對行業現狀和技術發展的深入分析，系統闡述了制定《石化行業二氧化碳捕集技術規范工程設計》（標準編號：SH/T5005-2025）標準的必要性和緊迫性。報告詳細介紹了該標準立項的背景、國內外相關技術發展現狀、標準的主要技術內容、核心創新點以及預期實施效果。重點分析了該標準在規范工程設計流程、保障系統安全穩定運行、降低捕集能耗與成本、促進技術創新與產業協同等方面的關鍵作用。報告還深入介紹了本標準的主要起草單位及其在技術研發與工程實踐方面的突出貢獻。結論部分指出，該標準的發布與實施將填補我國石化行業在二氧化碳捕集工程設計領域的標準空白，為行業提供權威的技術指導，有力支撐我國“雙碳”目標的實現，并展望了未來標準持續升級、拓展應用領域的廣闊前景。關鍵詞：二氧化碳捕集；石化行業；工程設計；技術規范；行業標準；SH/T5005-2025；CCUS；低碳轉型Keywords:CarbonDioxideCapture;PetrochemicalIndustry;EngineeringDesign;TechnicalSpecification;IndustryStandard;SH/T5005-2025;CCUS;Low-carbonTransition正文1.引言能源與環境的協同發展是當今世界面臨的重大課題。中國作為負責任大國，已明確提出“二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和”的宏偉目標。石化行業作為國民經濟的重要支柱產業，同時也是碳排放的主要來源之一，其碳達峰、碳中和進程直接關系到國家整體戰略的實施。碳捕集、利用與封存（CCUS）技術被視為實現“雙碳”目標不可或缺的關鍵技術路徑。其中，二氧化碳捕集技術是CCUS鏈條的首要環節，其技術水平、經濟性和安全性直接決定了整個鏈條的可行性。然而，長期以來，我國在石化行業二氧化碳捕集工程的設計方面缺乏統一、系統的技術規范，各個企業在技術路線選擇、工藝流程設計、設備選型、安全防護等方面各行其是，存在標準不統一、設計水平參差不齊、工程質量難以保障等問題。這不僅增加了項目的實施風險和投資不確定性，也制約了碳捕集技術的規模化應用和產業健康發展。因此，制定一部專門針對石化行業二氧化碳捕集工程設計的行業標準，顯得尤為迫切。2.標準立項背景與必要性2.1國家政策與戰略需求2.2產業發展的現實需求目前，我國已建成一批具有代表性的碳捕集示范項目，如中石油吉林油田、中石化齊魯石化-勝利油田百萬噸級CCUS項目等。這些項目的實踐經驗表明，一套成熟、可靠的設計規范對于控制項目風險、保證工程質量和運行效率至關重要。然而，現有的通用性設計標準無法完全覆蓋石化行業特殊的工藝條件（如高濃度、高壓力、復雜組分煙氣）、多樣化的碳源類型以及嚴苛的安全環保要求。因此，亟需一部針對性強、技術先進、可操作性強的行業標準，為新建和改擴建項目提供權威的設計依據，引導行業技術水平從“點狀突破”向“系統提升”轉變。2.3國際標準發展態勢國際上，國際標準化組織（ISO）、美國石油學會（API）等機構已在CCUS領域發布或正在制定相關標準，但在工程設計規范方面，尤其是針對石化行業的專項標準仍不完善。我國積極參與國際標準制定，并有必要結合自身技術積累和工程實踐經驗，率先形成具有中國特色的行業標準，提升在該領域的話語權和影響力。3.主要技術內容與創新點本標準的核心目標是確立一套適用于石化行業二氧化碳捕集工程設計的系統化、規范化技術準則。其主要技術內容涵蓋以下幾個方面：3.1設計基礎與總體要求明確了標準的適用范圍，主要針對石油化工企業生產過程中產生的工藝尾氣、鍋爐煙氣等二氧化碳排放源。規定了工程設計應遵循的基本原則，包括安全優先、技術先進、經濟合理、節能環保等。強調了設計前必須進行詳細的源氣條件分析、產品氣質量指標確定以及環境風險評估。3.2工藝系統設計這是標準的核心內容。標準詳細規定了主流捕集工藝的設計要求，包括：*化學吸收法：針對醇胺類溶劑的吸收、再生流程，規定了設計參數（如液氣比、再生溫度、貧液負荷）的選擇依據，關鍵設備（如吸收塔、再生塔、換熱器）的選型與計算準則，以及防止溶劑降解、腐蝕、起泡等問題的技術措施。*物理吸附法：規定了吸附劑的選擇原則、吸附/脫附循環操作條件、變壓吸附（PSA）或變溫吸附（TSA）等工藝的設計方法和控制要求。*膜分離法：明確了膜材料的性能要求、膜組件配置原則、多級膜流程設計以及膜污染防控措施。*其他新興技術：為未來技術發展預留空間，對化學鏈燃燒、鈣循環法等新技術提出原則性設計要求。3.3關鍵設備與材料選擇對吸收塔、再生塔、壓縮機、泵、閥門、管道等關鍵設備，規定了選材應考慮的腐蝕性、應力、溫度等工況條件，特別是針對高濃度CO?和含雜質酸性氣體的腐蝕特性。鼓勵采用國產化設備和新型高性能材料。3.4公用工程與輔助系統涵蓋了蒸汽、電力、冷卻水、壓縮空氣等公用工程的消耗與優化配置，以及溶劑存儲、凈化、廢液處理等輔助系統的設計。特別強調了降低捕集能耗、實現能量梯級利用和熱量集成優化。3.5安全、健康與環境（HSE）設計結合石化行業的高風險特性，對CO?泄露監測與報警、溶劑毒性防護、防火防爆措施、緊急停車與泄壓系統、含胺廢液處理等進行了詳細規定。強調了對CO?純化過程中可能產生的硫化物、氮氧化物等危廢的處理要求。3.6儀表與控制系統規定了關鍵工藝參數的實時在線監測、過程控制系統的架構（如DCS）、安全儀表系統（SIS）的設置，以及實現無人值守或少人值守的智能化控制方案。創新點：1.整合性與系統性：國內首次將化學吸收、物理吸附、膜分離等多種主流及潛力工藝的設計要求整合在同一標準框架下，便于設計方根據實際情況靈活選擇。2.指標量化與可操作性：克服了以往標準“宜”“可”等模糊表述，給出了諸多關鍵設計參數的計算方法或推薦值，如關鍵設備的負荷范圍、能耗指標限制等，顯著增強了標準的實操指導性。3.強化集成優化：將“能量集成”和“系統優化”作為獨立章節與核心要求提出，不再將捕集系統視為孤立單元，而是強調與上游工藝裝置、下游注入/利用系統的全局優化，以降低綜合成本。4.突出安全特性：針對高濃度CO?的特殊危險性及胺類溶劑的化學風險，設立了更為嚴格、具體的HSE條款，補充了現有石化行業通用安全標準在CCUS領域的不足。4.標準起草單位貢獻本標準由中國石化工程建設有限公司牽頭起草，聯合了多家國內頂尖的石化設計、科研及運營單位。其中，中國石化工程建設有限公司（SEI）作為核心起草單位，發揮了關鍵作用。中國石化工程建設有限公司，是隸屬于中國石油化工集團有限公司的、集工程咨詢、工程設計、工程總承包、項目管理、技術開發等為一體的特大型綜合性工程公司。公司在煉油、化工、煤化工以及環保工程領域擁有近70年的深厚技術積淀和豐富的工程實踐經驗。在二氧化碳捕集領域，SEI是中石化百萬噸級CCUS示范項目（齊魯石化-勝利油田）的核心設計單位之一，深度參與了從可行性研究、基礎設計到詳細設計、開車運行的全過程。公司擁有國內頂尖的工藝、設備、自控、安全等專業設計團隊，并建立了先進的CFD模擬計算、流程模擬與優化平臺。在本標準的起草過程中，SEI系統性地總結了其在多個大型CCUS工程項目中的設計經驗，提出了大量原創性的技術方案和設計準則，尤其是在與大化肥、煤制氫、石化尾氣等不同碳源相結合的化學吸收法工藝流程優化、大型關鍵設備國產化選型、系統能量集成與節能減排等方面，提供了堅實的技術支撐和詳實的數據依據。SEI的牽頭，確保本標準既具有高度的理論先進性，又具備極強的工程實用性和可復制性，能夠有效指導行業實踐。5.結論與展望《石化行業二氧化碳捕集技術規范工程設計》（SH/T5005-2025）的發布，是我國石化行業標準化建設領域的一項里程碑式成就。它填補了該細分領域國家、行業標準的空白，為石化企業開展碳捕集項目的工程設計提供了權威、系統、可操作的“操作手冊”。該標準的實施，將帶來以下顯著效益：*規范市場秩序：結束設計環節的無序狀態，統一技術要求，提升工程設計質量和水平。*降低項目風險：通過標準化設計流程和安全規范，有效規避技術、安全、環保等重大風險。*促進技術進步：明確的技術要求和指標將倒逼企業進行技術革新，推動捕集效率提升、能耗下降和成本降低。*支撐產業發展：為CCUS項目的規模化、商業化部署掃清標準障礙，加速形成百萬噸乃至千萬噸級的碳減排能力，有力支撐國家“雙碳”目標的實現。展望未來，隨著CCUS技術的快速迭代和多元化應用場