SHT 5005-2025 石化行业 二氧化碳捕集技术规范 工程设计标准立项发展报告

石化行业二氧化碳捕集技术规范工程设计标准立项发展报告英文标题:StandardizationDevelopmentReport:CarbonDioxideCaptureTechnicalSpecificationforEngineeringDesigninthePetrochemicalIndustry摘要随着全球气候变化问题日益严峻，控制温室气体排放，特别是二氧化碳（CO₂）的捕集、利用与封存（CCUS）技术，已成为国际社会关注的焦点。作为能源消耗和碳排放的重要源头，我国石化行业面临着巨大的减排压力。在此背景下，制定科学、统一、可行的二氧化碳捕集工程设计技术规范，对于指导石化企业高效、安全、经济地实施碳捕集项目，推动行业绿色低碳转型具有至关重要的意义。本报告基于对行业现状和技术发展的深入分析，系统阐述了制定《石化行业二氧化碳捕集技术规范工程设计》（标准编号：SH/T5005-2025）标准的必要性和紧迫性。报告详细介绍了该标准立项的背景、国内外相关技术发展现状、标准的主要技术内容、核心创新点以及预期实施效果。重点分析了该标准在规范工程设计流程、保障系统安全稳定运行、降低捕集能耗与成本、促进技术创新与产业协同等方面的关键作用。报告还深入介绍了本标准的主要起草单位及其在技术研发与工程实践方面的突出贡献。结论部分指出，该标准的发布与实施将填补我国石化行业在二氧化碳捕集工程设计领域的标准空白，为行业提供权威的技术指导，有力支撑我国“双碳”目标的实现，并展望了未来标准持续升级、拓展应用领域的广阔前景。关键词：二氧化碳捕集；石化行业；工程设计；技术规范；行业标准；SH/T5005-2025；CCUS；低碳转型Keywords:CarbonDioxideCapture;PetrochemicalIndustry;EngineeringDesign;TechnicalSpecification;IndustryStandard;SH/T5005-2025;CCUS;Low-carbonTransition正文1.引言能源与环境的协同发展是当今世界面临的重大课题。中国作为负责任大国，已明确提出“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”的宏伟目标。石化行业作为国民经济的重要支柱产业，同时也是碳排放的主要来源之一，其碳达峰、碳中和进程直接关系到国家整体战略的实施。碳捕集、利用与封存（CCUS）技术被视为实现“双碳”目标不可或缺的关键技术路径。其中，二氧化碳捕集技术是CCUS链条的首要环节，其技术水平、经济性和安全性直接决定了整个链条的可行性。然而，长期以来，我国在石化行业二氧化碳捕集工程的设计方面缺乏统一、系统的技术规范，各个企业在技术路线选择、工艺流程设计、设备选型、安全防护等方面各行其是，存在标准不统一、设计水平参差不齐、工程质量难以保障等问题。这不仅增加了项目的实施风险和投资不确定性，也制约了碳捕集技术的规模化应用和产业健康发展。因此，制定一部专门针对石化行业二氧化碳捕集工程设计的行业标准，显得尤为迫切。2.标准立项背景与必要性2.1国家政策与战略需求2.2产业发展的现实需求目前，我国已建成一批具有代表性的碳捕集示范项目，如中石油吉林油田、中石化齐鲁石化-胜利油田百万吨级CCUS项目等。这些项目的实践经验表明，一套成熟、可靠的设计规范对于控制项目风险、保证工程质量和运行效率至关重要。然而，现有的通用性设计标准无法完全覆盖石化行业特殊的工艺条件（如高浓度、高压力、复杂组分烟气）、多样化的碳源类型以及严苛的安全环保要求。因此，亟需一部针对性强、技术先进、可操作性强的行业标准，为新建和改扩建项目提供权威的设计依据，引导行业技术水平从“点状突破”向“系统提升”转变。2.3国际标准发展态势国际上，国际标准化组织（ISO）、美国石油学会（API）等机构已在CCUS领域发布或正在制定相关标准，但在工程设计规范方面，尤其是针对石化行业的专项标准仍不完善。我国积极参与国际标准制定，并有必要结合自身技术积累和工程实践经验，率先形成具有中国特色的行业标准，提升在该领域的话语权和影响力。3.主要技术内容与创新点本标准的核心目标是确立一套适用于石化行业二氧化碳捕集工程设计的系统化、规范化技术准则。其主要技术内容涵盖以下几个方面：3.1设计基础与总体要求明确了标准的适用范围，主要针对石油化工企业生产过程中产生的工艺尾气、锅炉烟气等二氧化碳排放源。规定了工程设计应遵循的基本原则，包括安全优先、技术先进、经济合理、节能环保等。强调了设计前必须进行详细的源气条件分析、产品气质量指标确定以及环境风险评估。3.2工艺系统设计这是标准的核心内容。标准详细规定了主流捕集工艺的设计要求，包括：*化学吸收法：针对醇胺类溶剂的吸收、再生流程，规定了设计参数（如液气比、再生温度、贫液负荷）的选择依据，关键设备（如吸收塔、再生塔、换热器）的选型与计算准则，以及防止溶剂降解、腐蚀、起泡等问题的技术措施。*物理吸附法：规定了吸附剂的选择原则、吸附/脱附循环操作条件、变压吸附（PSA）或变温吸附（TSA）等工艺的设计方法和控制要求。*膜分离法：明确了膜材料的性能要求、膜组件配置原则、多级膜流程设计以及膜污染防控措施。*其他新兴技术：为未来技术发展预留空间，对化学链燃烧、钙循环法等新技术提出原则性设计要求。3.3关键设备与材料选择对吸收塔、再生塔、压缩机、泵、阀门、管道等关键设备，规定了选材应考虑的腐蚀性、应力、温度等工况条件，特别是针对高浓度CO₂和含杂质酸性气体的腐蚀特性。鼓励采用国产化设备和新型高性能材料。3.4公用工程与辅助系统涵盖了蒸汽、电力、冷却水、压缩空气等公用工程的消耗与优化配置，以及溶剂存储、净化、废液处理等辅助系统的设计。特别强调了降低捕集能耗、实现能量梯级利用和热量集成优化。3.5安全、健康与环境（HSE）设计结合石化行业的高风险特性，对CO₂泄露监测与报警、溶剂毒性防护、防火防爆措施、紧急停车与泄压系统、含胺废液处理等进行了详细规定。强调了对CO₂纯化过程中可能产生的硫化物、氮氧化物等危废的处理要求。3.6仪表与控制系统规定了关键工艺参数的实时在线监测、过程控制系统的架构（如DCS）、安全仪表系统（SIS）的设置，以及实现无人值守或少人值守的智能化控制方案。创新点：1.整合性与系统性：国内首次将化学吸收、物理吸附、膜分离等多种主流及潜力工艺的设计要求整合在同一标准框架下，便于设计方根据实际情况灵活选择。2.指标量化与可操作性：克服了以往标准“宜”“可”等模糊表述，给出了诸多关键设计参数的计算方法或推荐值，如关键设备的负荷范围、能耗指标限制等，显著增强了标准的实操指导性。3.强化集成优化：将“能量集成”和“系统优化”作为独立章节与核心要求提出，不再将捕集系统视为孤立单元，而是强调与上游工艺装置、下游注入/利用系统的全局优化，以降低综合成本。4.突出安全特性：针对高浓度CO₂的特殊危险性及胺类溶剂的化学风险，设立了更为严格、具体的HSE条款，补充了现有石化行业通用安全标准在CCUS领域的不足。4.标准起草单位贡献本标准由中国石化工程建设有限公司牵头起草，联合了多家国内顶尖的石化设计、科研及运营单位。其中，中国石化工程建设有限公司（SEI）作为核心起草单位，发挥了关键作用。中国石化工程建设有限公司，是隶属于中国石油化工集团有限公司的、集工程咨询、工程设计、工程总承包、项目管理、技术开发等为一体的特大型综合性工程公司。公司在炼油、化工、煤化工以及环保工程领域拥有近70年的深厚技术积淀和丰富的工程实践经验。在二氧化碳捕集领域，SEI是中石化百万吨级CCUS示范项目（齐鲁石化-胜利油田）的核心设计单位之一，深度参与了从可行性研究、基础设计到详细设计、开车运行的全过程。公司拥有国内顶尖的工艺、设备、自控、安全等专业设计团队，并建立了先进的CFD模拟计算、流程模拟与优化平台。在本标准的起草过程中，SEI系统性地总结了其在多个大型CCUS工程项目中的设计经验，提出了大量原创性的技术方案和设计准则，尤其是在与大化肥、煤制氢、石化尾气等不同碳源相结合的化学吸收法工艺流程优化、大型关键设备国产化选型、系统能量集成与节能减排等方面，提供了坚实的技术支撑和详实的数据依据。SEI的牵头，确保本标准既具有高度的理论先进性，又具备极强的工程实用性和可复制性，能够有效指导行业实践。5.结论与展望《石化行业二氧化碳捕集技术规范工程设计》（SH/T5005-2025）的发布，是我国石化行业标准化建设领域的一项里程碑式成就。它填补了该细分领域国家、行业标准的空白，为石化企业开展碳捕集项目的工程设计提供了权威、系统、可操作的“操作手册”。该标准的实施，将带来以下显著效益：*规范市场秩序：结束设计环节的无序状态，统一技术要求，提升工程设计质量和水平。*降低项目风险：通过标准化设计流程和安全规范，有效规避技术、安全、环保等重大风险。*促进技术进步：明确的技术要求和指标将倒逼企业进行技术革新，推动捕集效率提升、能耗下降和成本降低。*支撑产业发展：为CCUS项目的规模化、商业化部署扫清标准障碍，加速形成百万吨乃至千万吨级的碳减排能力，有力支撑国家“双碳”目标的实现。展望未来，随着CCUS技术的快速迭代和多元化应用场