国家示范工程:国家能源集团百万吨煤制油项目

发布时间:2021-10-11 14:19 文章来源: 国家能源之声 阅读次数:312

  在塞外荒漠上崛起的具有国家战略意义的世界级煤制油——国家能源集团百万吨级煤直接液化装置,承载着我国煤炭清洁化利用和发展可替代能源的重任,承担着为我国能源装备制造提供实践经验和战略技术储备的责任,肩负着保障我国能源战略安全的使命。

  在这里,国家能源集团煤制油人掌握了一系列拥有自主知识产权的世界级科研开发成果——百万吨级煤直接液化制油技术,变煤山为油海,打造出煤化工领域国家级示范工程。

  基于我国“富煤贫油少气”的能源禀赋,为缓解国内石油供应的巨大压力,促进煤炭清洁高效转化利用,煤直接液化于上世纪80年代便被列为国家科技部“六五”“七五”重大科技攻关项目。自1993年中国从石油出口国转变为进口国以来,石油对外依存度逐年提高,2019年,中国石油对外依存度达到72.6%。石油安全已成为影响我国经济安全和长远发展的关键问题。

  煤制油示范项目开创了我国现代煤制油产业从无到有的新局面,奠定了中国在世界煤制油化工领域的领先地位。

  2003年3月,神华集团公司决定成立神华煤制油有限公司。同年6月12日,神华煤制油有限公司在北京注册成立,主要负责研究开发煤直接液化、间接液化技术和项目建设。7月7日,神华煤制油有限公司更名为中国神华煤制油有限公司(简称煤制油公司)。2008年5月,神华集团公司将煤制油公司、神华包头煤化工有限公司实行整合,成立中国神华煤制油化工有限公司(化工公司)。

  作为世界上第一个百万吨级煤直接液化示范工厂,煤直接液化从2004年奠基到2008年12月30日投料试车,面临着一系列工艺技术和建设难题,许多问题都是当时国内乃至世界炼油化工企业前所未遇的。虽然面临的工作环境和生活条件异常艰苦,但是煤制油人没有抱怨,没有失落,放弃了花前月下的甜蜜,忘却了多姿多彩的都市生活,一头扎进煤制油事业,整日与沙尘和汗水相伴,“吃风沙”“白加黑”成为攻坚克难的工作常态。功夫不负有心人,煤制油人成功解决了8800千瓦增安型无刷励磁同步电机制造、厚壁管道焊接工艺、超大型反应器制造和吊装、大型设备组焊、冬季装置投料试车等世界级难题。此外,煤制油人始终坚持科技创新自立自强,成功完成国家级研发项目煤直接液化高效催化剂研究、煤液化残渣沥青类物质的萃取和利用、30万吨煤制油工程高浓度二氧化碳捕集与地质封存技术开发及示范。

  时间来到了2008年12月30日14时46分,那是一个可以记入煤制油发展史的特殊时刻。鄂尔多斯高原的隆冬酷寒难耐,装置开车面临着极大考验,所有煤制油人顶住压力与困难,在这一天如约投煤。12月31日,经过16小时的连续运行,装置顺利实现油渣成型,打通全流程,生产出合格的柴油、石脑油等目标产品,完成了从“煤”到“油”的华丽转变。那一刻,所有人由衷的欢欣鼓舞,自发地击掌相庆,激动的心情难以言表,铁骨铮铮的煤制油人在寒风中饱含热泪,这是历经苦难之后的欣喜,这是付出辛劳之后的满足,这是梦想成真后的百感交集,他们真正诠释了“笑着哭”背后的所有情感。

  从技术开发、中试到工业性试验,再到商业化成功运营,煤制油人以建设具有全球竞争力的世界一流煤制油企业为使命,餐风露宿、披星戴月。一路走来,虽步履维艰,但始终斗志高昂。

  实践证明,煤直接液化的能源转化率远高于煤电和其它煤化工的转化水平,是由煤生产液体产品中最有效的技术途径。其生产过程实现了煤炭资源的就地、清洁、高效转化,实现了传统能源清洁化利用,是煤炭产业供给侧结构性改革的重要途径。

  从煤到油,从节能环保到循环经济综合利用,从扎根塞外、自力更生到反哺当地、协调发展,煤制油人走出了现代工业文明的一条经典道路。在“一带一路”及西部大开发中继续助力西部地区转型发展和结构调整,从一而终争当央企履行社会责任的“排头兵”。

  从2009年到2011年,煤制油人面对的是全世界化工行业最复杂的工况,他们披星戴月、日以继夜地艰辛探索,不断攻坚克难,先后攻克了煤液化沉积、磨损、结焦等世界性难题,牢牢掌握了煤直接液化的核心技术。

  首次投煤成功后,煤制油人并没有驻足不前,他们清醒地意识到还有更多的难题亟待解决,设备国产化、含固物料磨蚀问题、制约装置长周期平稳运行等瓶颈问题,每一个问题都如一座横亘在煤制油人面前的“五指山”。

  冬季开车,首次运行,装置冻凝问题尤为突出,甚至影响到减压塔的真空度。为了弄清楚减压塔真空度波动的原因,岗位人员在减压塔框架和塔顶上不断调整抽真空蒸汽量,以期达到最优配比。那时候即使裹着大棉袄站在平地上十几分钟都能冻透,爬到60多米高的塔顶进行操作,手伸出来一小会儿就能冻僵。减顶空冷因为偏流且受环境温度影响大,非常容易出现冻凝现象,需要人工拿着蒸汽胶皮管不停吹扫空冷翅片管上的结冰。除此之外,装置里蒸汽“小白龙”到处出没,余热锅炉处更是夸张的成了一座天然“冰雕”。苦中作乐的煤制油人开玩笑说:“加上彩灯那就是美轮美奂的冰雪世界了。”为从根本解决这些问题,煤制油人不断摸索改造、梳理排查,根据生产负荷及运行季节,及时停用部分伴热,解决了蒸汽泄漏与管线冻凝问题,有效降低了装置的生产能耗。

  含固磨蚀问题更为棘手,但煤制油人以“逢山开路、遇水搭桥”的闯劲与干劲解决了一个又一个难题。运行工况苛刻的高差压角阀经过内构件改造、整体改造后,由原来的运行时间不足300小时到现在突破2700小时;同时,公司联合国内各科研院所、设备制造厂家,引进新工艺、新技术、新材料,完成了水煤浆泵、油煤浆罐底泵、减压塔底泵等关键机泵的国产化攻关改造,有效降低了原来由于磨损导致的设备故障率,目前国产化率达到98%以上。

  2011年,煤直接液化关键技术获中国煤炭工业协会科技进步特等奖;2012年,“一种煤炭直接液化的方法”发明专利荣获第十四届中国专利奖金奖;2014年,“一种煤炭直接液化的方法”荣获第八届国际发明展览会“发明创业奖•项目奖”金奖;2017年,“煤制油品/烯烃大型现代煤化工成套技术开发及应用”项目荣获国家科技进步一等奖。

  截至2020年底,煤直接液化共获相关专利191项(其中发明专利58项,实用新型专利133项),制定企业产品标准8项,始终保持技术领先。项目核心专利已获得美国、日本、俄罗斯、乌克兰、加拿大、澳大利亚、印度尼西亚、印度和欧盟等9个国家和地区的专利授权。

  2017年,“煤制油品/烯烃大型现代煤化工成套技术开发及应用”项目荣获国家科技进步一等奖

  煤直接液化这个“中国创造”不仅引导了一系列优质生产要素向该领域集中,而且促进了我国制造业的长足进步,提升了我国整体装备制造能力。当前,煤直接液化的设备国产化率已达到98.39%,拉动国内上游产业经济增长的同时,也提高了国内诸多厂家的关键设备研发生产能力。

  从煤到油的蝶变,动力源自国家能源集团对“绿水青山就是金山银山”的责任担当。国家能源集团致力于煤制油技术研发应用,把高碳的煤炭转化为低碳清洁的油品,实现煤炭由“黑色固体”变成“无色液体”的华丽转身。

  煤基直接液化油品与常规燃料相比,具有显著优异品质,使得煤基燃料在发动机燃料箱容积有限的情况下,能有效增加所携带的能量,降低发动机油耗比。煤基直接液化油品具有的清洁、稳定、动力强、适用范围极广等特点,使其成为诸多特种油品的首选。

  作为新时代的环境友好型企业,煤制油在推进绿色发展上下足了功夫,这既是煤制油产业发展趋势使然,更是一份沉甸甸的责任。截至2020年,环保投资累计23.34亿元,环保投资比例提高至15.1%,全公司污水处理回用率99.71%以上,吨油耗水进一步降到了6吨以下。

  “零排放”不是终点,在完善环保工艺、引领绿色发展的前进路上,煤制油团队选择了继续前进。在水资源日益缺少的今天,煤制油人主动选择了地表水净化替代地下水工程,通过管道把储存在“地下水库”的矿井水和煤矿疏矸水引到煤制油项目,经过净化处理后,用于生产氢气和设备的循环冷却, 大量减少了新鲜水用量,充分体现了央企维护地方生态的责任担当。

  路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。面对打造清洁能源的历史使命,煤制油人任重道远。煤制油人将永葆开拓、创新的精神,向着世界一流煤制油化工企业迈进,为国家能源集团践行“四个革命、一个合作”能源安全新战略,加快推进建设具有全球竞争力的世界一流能源集团作出新贡献。

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