在“双碳”背景下，绿色、低碳、环保是当前我国工程建设发展的重要方向。工程设计作为项目建设的重要环节之一，应如何落实绿色低碳理念，从源头助力石油化学工业项目开辟出一条环境友好、低能耗、高产出的发展新路？本版展示中国石化部分工程设计企业的具体实践，敬请关注。
深耕绿色工艺、绿色技术等领域，横向涵盖水、气、声、渣四大领域，纵向贯穿环评顶层设计到污染物末端治理，充分的发挥工程设计将科技成果转化为生产力的桥梁纽带作用，用绿色精品工程守护碧水蓝天。
近年来，SEI坚持从设计源头发力，优化污染物末端治理，深耕水、气、声、渣四大领域，开展环保技术攻关，助力实现降碳、减污、增效目标，为装置植入绿色基因。
2022年，首套国产化大型废碱湿式氧化装置（WAO）在镇海炼化顺利完成标定，出水各项指标均优于中国石化“十条龙”课题攻关保证值，且操作稳定性、工况适应性等得到业主高度认可。
WAO装置顺利投产鼓舞人心，但SEI对环保的追求永无止境。WAO处理后的废碱液仍含有较高的COD（化学需氧量）和盐类，如何延长价值链，使废碱液“增值”，在实现零排放的同时创造效益？SEI环保技术攻关团队始终在思考。
借助天津南港乙烯冷冻结晶装置建设契机，SEI开始尝试通过冷冻结晶工艺实现乙烯废碱液零排放和资源化的可能性。经过大量理论研究和实验验证，技术攻关团队逐一攻克了高COD高盐废水零排放整体技术路线、各污染因子在产品和母液中的分配比例、冷冻结晶的工艺参数设计及整体防堵塞设计等难点，成功实现了废碱液零排放。不仅如此，废碱液处理过程中产出的无水硫酸盐品质符合《煤化工副产工业硫酸钠》标准中的A类一等品要求，是具有较大经济价值的副产品。
“乙烯废碱液冷冻结晶技术是我们探索绿色低碳和企业创效‘双赢’模式的重要尝试。”SEI环保技术攻关团队负责人宋健健介绍，“这样的理念也将引领我们去寻找石化污水处理场绿色低碳转型的更多可能性。”
污水治理是SEI的“老字号环保招牌”。高密度沉淀池是目前石化污水处理流程中去除悬浮物的主流工艺之一，但其核心技术的专利大多分布在在几家国外水务公司。在海南炼化项目启动之际，SEI决定自主攻关这项技术，扎实锤炼“看家本领”。
SEI环境工程室组建了高密度沉淀池自主化研发攻关小组，深入研究分析大量国内外专利，结合过往经验，围绕高密度沉淀池的技术特点，开展CFD（计算流体动力学）模拟，在严谨验证核心设计参数的同时，对池体内部结构细节进行排查式优化，最终实现了解决能力和运行效率的全面提升。
“复杂的流场模拟是难度最大的挑战。通过对池内液体流场分布情况及悬浮物浓度分布规律进行多次模拟计算，我们终于摸索出了属于自己的水力设计参数。”技术攻关负责人刘凯说。
海南炼化高密度沉淀池的建设也是SEI在污水处理场环保设备研发领域的首次尝试。自2022年8月投产，该高密度沉淀池平稳运行至今，各项指标均优于设计值且达到国内领先水平。
近年来，国家对噪声污染管控愈加严格，各项目业主也对噪声污染防治提出了许多明确要求。紧随政策、响应需求，SEI环境工程室成立噪声研究小组，遵循“优先源头治理，其次降噪措施，最后个人防护”的原则，通过进行噪声预测模拟，对环境及作业场所噪声做评估，从而提出较为合理的降噪建议及优化方案，从设计源头筑牢第一道防线。
泰国IRPC项目是SEI承接的第一个噪声研究项目，业主和项目管理顾问对噪声处理的要求近乎苛刻。“我们应该在现场定点进行环境监视测定并统计数据，国内外项目都没这个先例。”团队负责人燕莉说。
为了满足业主要求，SEI噪声研究小组深入项目现场，蹲点踏勘、全面排查，标注出所有可能的噪声点，并逐项分析噪声参数，对症下药，用实力交出了让业主满意的答卷。“我们从海外项目起步，逐步积累经验，有助于在国内噪声处理市场中走在前列、掌握先机。”燕莉介绍。
如今，噪声治理已然成为SEI环保领域的又一亮点。SEI噪声研究小组可为业主提供噪声研究报告、噪声环境影响评价、噪声防治工程设计及工程咨询全流程服务，努力创造更大交付价值。
全国最早取得环境工程水、气、固废污染防治三项专业甲级资质的公司之一，在污水处理、脱硫脱硝、固废处理等方面形成了多项专有技术，拥有丰富的环保工程经验。
近年来，南京工程公司深入践行“绿水青山就是金山银山”理念，聚焦中国石化构建“一基两翼三新”产业格局，快速推进传统核心技术迭代升级，加大新技术、新工艺研发力度，确保新建装置污染物稳定达标排放，打造绿色发展行业标杆。
一直以来，南京工程公司坚持从工程设计源头改造提升现存技术，在传统行业产品结构调整、提高能源效率上下功夫，领先国家环保标准确定“三废”排放目标，助力绿色低碳发展。
炼化企业在生产的全部过程中不可避免会产生含硫尾气，而硫黄回收装置可将其转化为高品质的硫黄产品，在保护环境的同时变废为宝。自1993年承接第一个项目至今，南京工程公司先后执行了20余套硫黄回收装置，积累了大量的工程经验，形成了自有的高收率、低排放硫黄回收技术和27项专利。
随着环保标准日益严格，硫黄回收技术也在不断迭代升级。2020年，该公司自主开发的第三代GD10技术在广州石化、福建联合石化等硫黄回收装置上成功应用，实现了二氧化硫排放量稳定保持在个位数，远优于100毫克/立方米的国家排放标准，且开停工工序简单，操作更便捷、抗波动性更强。
以重点工程为依托，南京工程公司硫黄设计团队不断的提高工程技术能力，采用“二级克劳斯+后碱洗”等多项先进工艺，最大限度降低烟气中的二氧化硫浓度，持续提升硫回收率、增强抗事故能力。2021年11月，该公司总承包执行的海南石化硫黄回收装置烟气排放二氧化硫实时数据为0.01毫克/立方米，成功实现近零排放。
二氧化硫排放量低于个位数，已优于国家标准，但南京工程公司对环保的追求远不止于此。看到正在建设中的镇海基地二期项目，他们又有了新目标。
“实现环保减排是要花大力气、下线毫克，我们也绝不让步。”该项目设计经理刘芳说。结合多年积累的工程经验和多套装置的运作情况，设计团队反复优化多梯度吸收、洗涤工艺，合理配置精吸收、水洗段，逐步提升装置排放标准，全力投入全国产化、低碳化超净排放技术研发。
“超净排放并不代表高成本，而是依靠更多自主创新，不断开发更先进合理的工艺技术，实现更高质量的绿色发展。”该公司环境工程室负责人张刚说。
自2015年起，为满足锅炉烟气超净排放要求，南京工程公司针对氨法脱硫的技术难题持续展开攻关，联合科研院所聚焦氨法脱硫气溶胶治理技术、浆液氧化技术等课题，开发形成了单塔氨法脱硫超净排放成套技术和双塔氨法脱硫技术，可经过控制吸收温度、改进除雾技术等措施，强化脱硫能力和降温效果，大大降低液气比，不仅工艺过程阻力小，而且更加节能环保。2019年，这两项技术相继在巴陵石化、南化公司等燃煤锅炉脱硫装置成功应用，达到国家超净排放要求。
在加大新技术开发力度的同时，南京工程公司不断巩固传统产业链，以提升服务链、延伸产品链为突破口，重点做好磷石膏综合利用技术开发和推广。
磷化工一直是南京工程公司的核心优势业务之一，拥有多项专利及专用技术。该企业成立首席专家工作室，针对硫磷领域开展技术攻关，强化与高校、科研院所协同创新，推动产学研深层次地融合，为市场开发和项目执行提供强有力的技术上的支持，把更多科技成果转化为现实生产力。
早在2012年，南京工程公司便和四川大学一同承担了国家科技支撑计划“低浓度尾气二氧化碳矿化磷石膏制硫酸铵和碳酸钙技术”，成功实现了集二氧化碳减排和磷石膏固废处理于一体的绿色低碳技术路线年，该公司又与、南化研究院及四川大学共同开发完成了尾气二氧化碳直接矿化磷石膏联产硫基复肥工业示范装置工艺包，实现了原料尾气二氧化碳利用率大于75%、磷石膏转化率大于90%。
今年2月6日，世界规模最大的磷石膏资源化循环经济项目启动建设，由南京工程公司负责EPC（工程总承包）执行。该项目使用先进的“预热器+回转长窑”新型干法烧成技术，可将磷石膏转化为二氧化硫和水泥熟料，用于制备硫酸和水泥，无新的废水、废渣产生。“将磷石膏由工业副产品变为建材与产品，实现资源规模化循环再利用，正是以绿色设计引领项目建设的意义所在。”张刚说。
国内最早开展CCUS技术、氢气管输研发技术及工程应用的公司之一，在风电、光伏等领域也有深厚的技术积淀和丰富的工程实践。已建成投产国内首条百万吨百公里二氧化碳长输管道，正开展中国首条大规模、长距离“西氢东送”管道的勘察设计工作。
日前，石油工程建设公司所属石油工程设计公司顺利完成了鄂尔多斯风光融合绿氢示范项目的初步勘察工作，为工程总体设计提供了准确依据，有力保障了全球最大绿氢耦合煤化工项目的高效顺利建设。
近年来，石油工程设计公司稳步推进现存业务低碳化发展，统筹推进新能源和碳减排技术加快速度进行发展，形成了五大类30余项有关技术。今年以来，已承揽20余项相关工程，不断塑造发展新动能新优势。
近日，由石油工程设计公司勘察设计的元坝气田新建采出水资源化站项目开工建设。该工程采用“电解催化氧化+高低压反渗透+后置生化”处理工艺，可将高含硫气田采出水处理后回用于元坝净化厂循环冷却水系统，把对当地水资源环境的影响降到最低。
“新工艺将元坝气田现有采出水资源化利用工艺的流程缩短30%以上、吨水处理成本降低30%以上，并进一步减少元坝气田净化厂生产用地表水的消耗量。”该公司水热所副所长王伟介绍。
早在2018年，该公司就在元坝气田设计建成了国内首座高含硫气田采出水资源化站，通过采出水循环利用，每年可减少地表水取用量17万立方米。此次新建的采出水资源化站，在原有基础上再次减少地表水年取用量8万立方米，并在气田水氨氮和COD高效去除等方面做了优化改进，将更好地实现采出水高效率、低成本的资源化处理。
作为全国注水及水处理技术中心站站长单位，石油工程设计公司深耕西南市场10年，先后形成了采出水微正压气提脱硫、密闭氧化脱硫、气田水高效资源化工艺等核心技术。如今，“治水有方”已成为该公司赫赫有名的金字招牌。
在山东，我国首条百万吨百公里高压常温密相二氧化碳输送管道——齐鲁石化—胜利油田百万吨级CCUS示范项目二氧化碳输送管道，正源源不断地输送着工业级、高纯二氧化碳。
相比油气，二氧化碳受温度和压力变化的影响大，且保温易、保冷难。项目设计团队摸着石头过河，一步步破解难题，经过多次尝试，系统掌握了二氧化碳管输设计、建设和投运等系列核心技术，补齐了我国CCUS全链条规模化发展的技术短板。
自2007年以来，石油工程设计公司结合国家碳减排与油藏开发重大需求，依托国家科技支撑计划、中国石化“十条龙”等多项课题，集中优势力量持续开展技术攻关，形成了低能耗燃煤烟气二氧化碳捕集技术，自主开发了国内首个100万吨/年烟气二氧化碳捕集工艺包，主编了首部碳捕集国标《烟气二氧化碳捕集纯化工程设计标准》。
截至目前，该公司已获得发明专利18件、省部级科技奖励7项，并建立了烟气二氧化碳捕集领域的专利体系。同时，作为集团公司CCUS重点实验室、石油工程公司新能源技术研发中心依托单位，该公司进一步整合现有创新平台，不断充实资源配置，发挥创新带动作用，5项技术入选集团公司CCUS技术推广名录。
近日，石油工程设计公司与胜利油田新能源开发中心签订了某光伏发电工程可行性研究报告委托合同，实现了装机容量从百兆瓦级到吉瓦级的突破。该项目拟利用天然牧草地建设牧光互补光伏电站，对改善当地生态环境、实现绿色低碳发展具备极其重大意义。
为实现绿色转型，石油工程设计公司积极拓展风力及光伏发电等新能源领域业务，自主开发了海上风电场升压站厂址寻优、光伏电站设计优化等软件，并凭借实力承揽了集团公司首次自主设计的陆上大容量风电机组、首座海上测风塔等海陆风力发电工程。
同时，该公司立足能源结构低碳转型要求，统筹推进绿电勘察业务。“我们参与的新疆库车绿氢示范项目，是国内首次规模化利用光伏发电直接制氢的项目，开创了绿氢炼化新路径；承揽的内蒙古鄂尔多斯风光融合绿氢示范项目，是目前全球最大的绿氢耦合煤化工项目，将逐步提升我国乃至全球的绿氢产能。”该公司电力设计所副所长王军说。
■ 工程设计作为项目建设的首要环节，设计人员不仅直接参与项目最初决策与完成验收，而且以图纸、交底和指导的方式间接影响项目具体实施。在“双碳”背景下，如何通过绿色设计带动工程建设项目节能减排，实现石油化学工业企业低碳转型？
炼化工程集团科技部总经理 黄孟旗：一是聚焦“双碳”目标战略，全面梳理石油化学工业行业碳源现状。从源头减碳、过程降碳、末端捕碳、碳资源再利用及封存等方面做系统分析和专题研究，做好石化行业碳中和策略和实施路径规划，以及有关技术的开发和储备。
二是加快推动多能耦合研究和工业示范。持续开展新能源和传统能源耦合一体化发展研究，通过工程技术集成和创新，妥善缓解新能源的波动特性和石化行业连续性生产规格要求之间的矛盾，积极探索“热氢风光”等新能源与传统能源耦合一体化发展模式，逐步实现绿电、绿氢在石化行业的示范和大规模应用，推动行业减碳增效和高质量发展。
三是引领工程建设行业的新型工业化。加强炼化工程集团“大兵团作战”和设计、采购、施工全产业链一体化协同，快速推进“标准化设计、工厂化预制、模块化建设、信息化管理、数字化交付”，实现工程建设从传统模式到“标准化设计+工厂化智造+装配化安装”的方式转变，走出一条科技含量高、资源消耗低、本质绿色环保的工程建设行业新型工业化之路。
石油工程建设公司首席专家 王 智：“碳中和”是三端共同发力的体系，即“发电端”用风、光、水、核等非碳能源替代煤、油、气，“消费端”通过工艺流程再造，用绿电、绿氢、地热等替代煤、油、气，“固碳端”通过生态建设、碳封存等技术，将碳固定在地表、产品或地层中。在“三端”都一定要通过科学技术创新引领行业技术进步。
工程设计作为项目建设的龙头，是石油化学工业项目绿色、低碳、环保发展的源头。石油工程设计以中国石化“碳达峰”八大行动为指引， 按照“内生转型、扩张转型、跨界转型”三举并进的路径，依托科学技术创新，融合数字化转型和新发展内涵，加快形成新质生产力。
在油气业务领域，我们以建设业务低碳化、老区优化简化、酸性气田高效开发、页岩油/气高效开发等为抓手，打牢能源资源基础。加快传统产业绿色低碳改造，推进重点用能设备节能增效，实施重大节能降碳技术示范工程，大力提升能源利用效率，由能耗双控向碳排放双控转变。
在新能源业务领域，我们坚持绿色低碳导向，着力发展可再次生产的能源。重点拓展地热利用、风电、光伏发电等领域，促进天然气水合物勘探开发、天然气与新能源融合发展，加快推进非化石能源成为能源供应的主体，大力推动新能源产业持续健康发展。
同时，我们从始至终坚持科学技术创新驱动，不断的提高核心技术、专项技术水平，细化前沿技术和应用基础研究部署，全力突破“卡脖子”技术，积极开展氢气制储输用、长时高效储能等技术攻关，持续推进二氧化碳捕集、利用与封存全流程示范及产业化应用，构建新发展格局，形成“一业为主、适度多元”的业务结构，实现由高碳向低碳、由低端向高端的转型升级。
