【概况】

2021年，中国石化南京化工研究院有限公司（简称南化院）在二氧化碳捕集、利用与封存（CCUS）领域承担国家项目课题（子课题）两项、参与中国石化科研项目十余项，同时积极开展技术服务工作，为国内多套碳捕集装置提供溶剂和技术服务工作。其中，新型高效低能耗碳捕集吸收溶剂及配套技术成功实现了大规模工业化应用，膜分离法烟气碳捕集技术顺利完成了工业示范研究。

【主要做法】

（一）敢为人先，主动担责，再攀高峰

上世纪80年代起，南化院便开始进行改良MEA法捕集二氧化碳技术开发，开发了以MEA水溶液为主体，添加活性胺、抗氧剂和缓蚀剂，适用于捕集烟道气等低分压二氧化碳的复合吸收剂，形成了第一代低分压烟气二氧化碳捕集技术。十二五期间，依托国家科技支撑计划“大规模燃煤电厂烟气二氧化碳捕集、驱油及封存技术开发及应用示范”项目，南化院从降低能耗的角度出发，对碳捕集溶剂进行重点攻关，筛选得到了新型胺基溶剂，与MEA法相比，吸收及再生性能均明显提高，在保证二氧化碳捕集率>90%条件下，再生能耗较MEA法降低30%以上。此后，又在中石化四川维尼纶厂51000 Nm3/h烟气二氧化碳捕集装置上完成了工业应用试验。十三五期间，南化院参与了浙江大学牵头的国家重点研发计划项目“用于二氧化碳捕集的高性能吸收剂/吸附材料及技术”。一方面主动担责，发挥自身平台和规模优势，为各种新型溶剂评价提供测试平台和规模化制备方案；另一方面，以已有的高效低能耗二氧化碳捕集溶剂及工艺技术为基础，进一步对溶剂配方、工艺流程和操作参数等进行不断优化，得到了新型高效低再生能耗二氧化碳捕集溶剂及其工艺技术。

 

图1 陕西国华锦界能源15万吨/年燃烧后二氧化碳捕集装置

依靠新型高效低再生能耗二氧化碳捕集溶剂及其工艺技术出色的能耗水平，南化院再次承担了推动我国烟气碳捕集大规模工业应用的历史责任。2021年，新型高效低再生能耗二氧化碳捕集溶剂及其工艺技术成功应用于陕西国华锦界能源有限公司15万吨/年燃烧后二氧化碳捕集和封存全流程示范项目。该项目是目前国内规模最大的燃煤电厂燃烧后二氧化碳捕集-驱油/封存全流程示范工程，南化院已为该装置提供新型高效低再生能耗二氧化碳捕集溶剂160吨，并全程参与了装置的调试和运行工作。2021年，南化院主动加码，提出将吸收法二氧化碳捕集技术再生能耗降低至2.0 GJ/t的目标，并同步启动了低能耗碳捕集技术千吨级中试示范平台的建设工作。

（二）不惧人后，积极探索，勇辟新域

尽管吸收法捕集二氧化碳技术已成为工业上应用最广泛的二氧化碳捕集技术，但在碳捕集领域，除吸收法外，各种新兴技术不断涌现，其中，膜分离法作为一种新兴的二氧化碳捕集技术，具有操作条件温和、易于放大、环境友好、占地面积小等优点，已成为本领域的热点。南化院在相关领域基础薄弱、落后于国内相关研究单位的条件下再次承担起推动我国碳捕集技术发展的先锋之责。依靠在吸收法碳捕集领域积累的丰富工程经验，南化院联合国内膜分离领域的知名高校和研究所，共同承担了十三五国家重点研发计划项目“膜法捕集二氧化碳技术及工业示范”，并牵头承担课题4“捕集二氧化碳膜分离系统集成工艺研究及示范装置建设和运行”，主要负责膜分离法捕集二氧化碳技术的中试和工业示范研究。

 

图2 50000Nm3/d膜分离法烟气碳捕集工业示范装置

2021年，南化院历经十个月的建设历程，在克服了现场地形复杂导致装置改址、高温湿热天气导致施工缓慢、南京新冠疫情导致现场一度停滞、原材料价格上涨导致费用急剧增加等多重困难后，完成了50000 Nm3/d膜分离法烟气碳捕集工业示范装置的建设工作，并与合作单位一道，开展了示范研究的相关工作。

【取得成效】

2021年6月，陕西国华锦界能源有限公司15万吨/年燃烧后二氧化碳捕集和封存全流程示范项目顺利完成168试运。2021年9月，使用南化院开发的新型高效低再生能耗二氧化碳捕集溶剂及其工艺技术，成功将吸收法碳捕集技术的再生能耗由传统MEA技术的4.0GJ/tCO2降至2.4GJ/tCO2，每年可为企业节约蒸汽成本1800万元，具有显著的经济效益。2021年11月，50000Nm3/d膜分离法烟气碳捕集工业示范装置装置建设工作全部完成，具备了调试运行条件。12月中旬，示范装置开车一次成功，顺利打通全流程，标志着国内首套自主知识产权的膜法烟气碳捕集技术成功实现了工业示范。2022年1月，第三方评价专家对示范装置稳定运行性能进行了评测，根据评测结果，本示范装置整体性能达到国际先进水平，标志着我国在膜分离法烟气碳捕集领域形成了自主知识产权。

【经验启示】

南化院在新型碳捕集技术领域的卓著成果，既反映了南化人对南化四大信条精神的不断传承，更体现了南化人对新时期红色职业化精神的大力实践，主要经验启示如下：

一是在思想上不断提高觉悟，在政治上与党中央保持高度一致。开发新型碳捕集技术，是对我国“碳达峰”和“碳中和”承诺的忠诚响应。南化人以“双碳”目标为指引，用中国特色社会主义的生态文明思想武装头脑，奋勇前行，才能在新型碳捕集技术领域不断进步。

二是在科研开发领域积极解放思想，既在原则上绝对的相信科学，又在行动中积极发挥主观能动作用。一方面，作为先行者积极帮助后续挑战者成长进步，并在挑战者能力不足时勇担重责，推动碳捕集技术的大规模应用；另一方面，作为后来者不惧怕相关领域的绝对空白，充分发挥自身优势，整合资源努力探索，推动碳捕集技术开疆辟土。

【责任编辑：俞昭君】