 |
|
神華煤制油化工公司二氧化碳捕集與封存(CCS)示范項(xiàng)目地。資料照片 |
“示范裝置實(shí)現(xiàn)長周期平穩(wěn)運(yùn)行，表明技術(shù)大規(guī)模工業(yè)化獲得了成功，這為該項(xiàng)技術(shù)的后續(xù)產(chǎn)業(yè)化奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，下一步，可以視國家能源戰(zhàn)略需要擇機(jī)推廣。”神華煤制油化工有限公司黨委書記林長平說。
記者近日在內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市采訪了解到，我國首條百萬噸級煤直接液化制油示范生產(chǎn)線建成以來，科技人員相繼突破了一批技術(shù)瓶頸，生產(chǎn)線的平穩(wěn)運(yùn)行時間連創(chuàng)新高，經(jīng)濟(jì)和環(huán)保指標(biāo)也明顯優(yōu)于之前的預(yù)期，顯示出我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的煤直接制油技術(shù)正趨于成熟，多年來煤田變“油田”的夢想，已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)。
實(shí)現(xiàn)長周期平穩(wěn)運(yùn)行
我國富煤、缺油，開發(fā)煤制油技術(shù)對保障國家能源安全意義重大。作為國家能源戰(zhàn)略的重要組成部分，2004年8月，神華集團(tuán)依托自主開發(fā)的煤直接液化制油成套技術(shù)，在鄂爾多斯市境內(nèi)開工興建全球首條百萬噸級煤直接液化制油生產(chǎn)線，工程總投資約126億元，設(shè)計(jì)年產(chǎn)柴油、石腦油、液化石油氣108萬噸。
林長平介紹說，這是全國唯一的煤直接液化制油工業(yè)化示范項(xiàng)目。此前，只有美國等國家完成了煤直接液化制油技術(shù)中試，但是沒有投入工業(yè)化應(yīng)用。
2008年建成后，神華百萬噸級煤直接液化制油示范項(xiàng)目一次試車成功，并且從2009年底起開始試生產(chǎn)。林長平說，按照設(shè)計(jì)，生產(chǎn)線的年運(yùn)行時間是7440個小時。試產(chǎn)三年來，生產(chǎn)線運(yùn)行日趨平穩(wěn)，其中2009年、2010年各累計(jì)運(yùn)行了1466個小時和5172個小時，2011年累計(jì)運(yùn)行了6720個小時。
特別是從去年9月10日到今年3月14日，生產(chǎn)線單次連續(xù)運(yùn)行時間達(dá)到4464個小時，創(chuàng)下了紀(jì)錄。神華煤制油化工有限公司副總裁、總工程師舒歌平說，今年已經(jīng)累計(jì)運(yùn)行了約4500個小時，預(yù)計(jì)今年運(yùn)行時間肯定能超過設(shè)計(jì)指標(biāo)。目前，生產(chǎn)線每24小時可生產(chǎn)油品3000多噸，今年計(jì)劃運(yùn)行7740個小時，預(yù)計(jì)油品產(chǎn)量可達(dá)到90萬噸左右。以石化行業(yè)安、穩(wěn)、長、滿、優(yōu)的標(biāo)準(zhǔn)衡量，技術(shù)已經(jīng)趨于成熟。由于積累了經(jīng)驗(yàn)，如果新建生產(chǎn)線，第二年就有把握達(dá)產(chǎn)。
該示范項(xiàng)目生產(chǎn)的柴油等產(chǎn)品質(zhì)量高。舒歌平介紹說，一是油料凝固點(diǎn)低，目前生產(chǎn)的油料凝固點(diǎn)在零下35攝氏度左右，并且可以進(jìn)一步降到零下50攝氏度，可在極寒冷地區(qū)使用；二是雜質(zhì)少，硫含量一般在10PPM以下，芳烴含量在2%到3%左右，品質(zhì)高。
林長平說：“神華的煤直接液化示范項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了煤炭清潔利用，成功踐行了高碳產(chǎn)業(yè)低碳發(fā)展的理念。”
銳意創(chuàng)新掃除技術(shù)障礙
該條煤直接液化制油示范生產(chǎn)線，規(guī)模是國外最大試驗(yàn)裝置的30倍。由于是新技術(shù)首次工業(yè)化，而且規(guī)模直接突破百萬噸級，生產(chǎn)線從建設(shè)到調(diào)試、運(yùn)行遭遇到一系列技術(shù)瓶頸。神華煤制油化工有限公司堅(jiān)持自主和集成創(chuàng)新，通過與高校、科研院所、裝備制造企業(yè)合作攻關(guān)，已經(jīng)成功解決了這些難題。
舒歌平說，2002年籌劃項(xiàng)目時，曾想用國外的催化劑，但發(fā)現(xiàn)國外的催化劑存在缺陷。為此，神華集團(tuán)聯(lián)合國內(nèi)高校、科研院所攻關(guān)，自主開發(fā)出了納米級催化劑，實(shí)際應(yīng)用效果很好。
技術(shù)人員還攻克了反應(yīng)器內(nèi)礦物質(zhì)沉聚、結(jié)焦難題。舒歌平說，大型反應(yīng)器在運(yùn)行過程中經(jīng)常遇到礦物質(zhì)沉聚、結(jié)焦的難題。鄂爾多斯市出產(chǎn)的煤含鈣高，試車時發(fā)應(yīng)器內(nèi)礦物質(zhì)沉聚、結(jié)焦的問題也很嚴(yán)重，后來公司與北京化工大學(xué)合作設(shè)計(jì)了技術(shù)模型，模擬出反應(yīng)器運(yùn)行的最佳參數(shù)，同時在反應(yīng)器內(nèi)增加和調(diào)整了一些構(gòu)件，成功解決了這一難題。
此外，關(guān)鍵設(shè)備減壓閥磨損快的難題也成功解決，并且實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化。舒歌平說，生產(chǎn)線對減壓閥的耐磨性要求極高，最初減壓閥要從德國進(jìn)口，價(jià)格高，且閥芯在較短的時間內(nèi)就被磨損。針對這一難題，過去幾年里，神華煤制油化工有限公司將其列為科技攻關(guān)項(xiàng)目，與國內(nèi)高校和廠家合作，通過研發(fā)閥心材料，優(yōu)化閥心結(jié)構(gòu)和控制模式等一系列措施，目前國產(chǎn)的減壓閥壽命已經(jīng)突破2000多個小時。
此外，自該示范項(xiàng)目啟動以來，科技人員還攻克了超大型設(shè)備制造和焊接組裝、含固殘?jiān)脟a(chǎn)化等一系列世界性技術(shù)難題，并且實(shí)現(xiàn)了多種關(guān)鍵設(shè)備的國產(chǎn)化，形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的煤直接液化成套工藝技術(shù)。目前，項(xiàng)目已經(jīng)獲得發(fā)明專利64項(xiàng)、實(shí)用新型專利54項(xiàng)，其中煤直接液化核心工藝已經(jīng)獲得美國、俄羅斯等8個國家的發(fā)明授權(quán)。
多位煤化工專家指出，實(shí)施該示范項(xiàng)目，加快了我國煤制油技術(shù)的工業(yè)化進(jìn)程，顯著提升了我國煤化工技術(shù)和裝備制造水平，并且為我國發(fā)展煤制油產(chǎn)業(yè)發(fā)展積累了運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)。
經(jīng)濟(jì)與環(huán)保指標(biāo)優(yōu)于預(yù)期
在該項(xiàng)目啟動之初，曾受到多種質(zhì)疑：國內(nèi)外無產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗(yàn)，技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)大；生產(chǎn)線投入巨大，存在市場風(fēng)險(xiǎn)；噸產(chǎn)品耗水10多噸，水耗大；噸產(chǎn)品耗煤4.5噸左右，把煤轉(zhuǎn)化為油的能源利用效率低……
林長平介紹說，綜合測算，目前每生產(chǎn)一噸油品耗煤3.5噸，除去燃料煤，每生產(chǎn)一噸凈耗煤2噸；目前的能源利用率已經(jīng)達(dá)到57.42%，遠(yuǎn)高于我國大型火電站的能源利用率和其他煤化工項(xiàng)目。
2011年，該項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了可觀的經(jīng)濟(jì)利潤4.06億元，利稅12.13億元。如果新建生產(chǎn)線，由于建設(shè)和調(diào)試周期縮短，設(shè)備國產(chǎn)化率提高，成本將進(jìn)一步降低，市場優(yōu)勢更為明顯。
此外，神華百萬噸級煤直接液化制油示范項(xiàng)目的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)很高，環(huán)保投入累計(jì)達(dá)到10億多元，配套建設(shè)了先進(jìn)的“三廢”處理和余熱、尾氣回收等設(shè)施。其中，污水經(jīng)處理后可循環(huán)使用。
舒歌平介紹說，全廠的設(shè)計(jì)水耗為每噸油品10噸左右，目前綜合水耗為7.3噸左右，其中生產(chǎn)每噸油品的凈水耗約為5.7噸。目前投資2.5億元的水深度處理項(xiàng)目正在實(shí)施，今年底將投入運(yùn)行，屆時每噸油品的綜合水耗將降到6噸以下。
該項(xiàng)目排放的二氧化碳?xì)饨?jīng)捕獲后實(shí)行地下封存，至今已經(jīng)累計(jì)封存4萬多噸，二氧化硫則回收利用。項(xiàng)目產(chǎn)生的灰渣用作建材原料，油渣的發(fā)熱量達(dá)六七千大卡，高于優(yōu)質(zhì)電煤。目前油渣是用作電廠燃料，企業(yè)正在研究以油渣為原料生產(chǎn)碳素產(chǎn)品。
“現(xiàn)在可以說是基本萬事俱備，煤直接制油技術(shù)的經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、水耗等指標(biāo)都得到了檢驗(yàn)，一旦國際能源供應(yīng)形勢發(fā)生大變化，該技術(shù)即可視國家戰(zhàn)略需求迅速推廣。”舒歌平說。