走近我国首个百万吨级煤直接制油示范工程

 

比面粉还细的煤粉进入生产线，20多个小时后，就能产出像矿泉水般清澈的柴油、石脑油等油品。在国家能源集团鄂尔多斯煤制油分公司，奇幻的变化令人惊叹。

10多年来，这家企业攻克一项项世界性技术难题，成功建设和运营了全球首条煤直接制油工业化示范生产线，为拓宽液体燃料供应渠道、保障国家能源安全提供技术支撑，对煤炭清洁高效利用发挥了技术引领、产业示范作用。

煤海变“油田”

不再是梦

硫含量低于国六标准的1/10，符合国内外环保最高标准，凝点低至零下70摄氏度……说起自家产品的优点，煤制油分公司总经理王建立颇为自豪。

我国富煤缺油少气，把煤变成油曾是国人多年的梦想。

作为我国能源战略的组成部分，首条煤直接制油示范生产线投资超百亿元，设计年产油品108万吨，于2004年启动建设，2008年底试车成功，目前是全球唯一的煤直接制油工业化生产线。2011年起，生产线开始商业化运行，去年共产柴油、石脑油、汽油等油品近85万吨，副产沥青70万吨。

王建立说，每产1吨油品消耗原料煤约2.3吨，石油价格高于50美元/桶时就能盈利，能源转化率接近60%，远高于煤电和其他煤化工行业40%左右的水平，目前是以煤生产液体产品的最有效途径。

煤直接制油需要加氢3次，工艺特殊，产品质量明显高于炼油厂。该公司军民融合办公室副主任贾振斌说，煤基油品比重大、热值高，一箱油的行驶里程可提高约8%；耐高温、凝点低，从热带到极寒地区、高空都可使用；硫、氮等杂质含量极低。

近年来，该公司发挥技术产品优势，军民融合发展捷报频传，研发出的航空、航天煤油和陆、海、空全系列军用特种油品，为国防建设提供了重要支撑。

自主创新攀技术高峰

最初，示范生产线的单个周期运行时间设计值为310天，最近的3个周期运行时间分别达到420天、410天和415天，标志着技术和装备日益成熟。

该项目依托我国自主开发技术建设，当时无工业化经验可借鉴，加上装置规模从千吨级直接放大到百万吨级，从设备生产到生产线安装调试、稳定运行面临众多技术挑战。

进口催化剂价格贵，研磨困难。公司党委副书记李瑞光说，在“863”计划支持下，公司联合国内科研机构攻关，开发出的纳米级催化剂不仅廉价，催化效率还提高近5%。

生产线的“心脏”加氢反应器，高近38米，单台重2100多吨，体量居全球在役加氢反应器之首。试产时，反应器遇到内部矿物质沉积、结焦问题。该公司与北京化工大学反复摸索运行参数，优化设备结构，终于拿下这道世界性难题。

高温高差压减压阀是连接反应器与下游生产环节的桥梁，耐磨性要求极高，最初的4套减压阀全部为进口产品，一个阀芯就要花上百万元，寿命却仅有70小时左右。经过攻关，这种设备已经国产化，阀芯寿命也提高到2700多个小时，售价只有10万多元。

多年来，企业联合科研机构、配套企业攻克了反应器制造、物料回炼等众多技术难题，实现了关键装备国产化。目前，生产线设备国产化率超过98%，既保障了稳定运行，降低了运营成本，也带动了我国煤化工技术装备升级提挡。

据王建立介绍，项目已获得技术专利200多项，核心技术取得了美国、欧盟、日本等9个国家和地区的专利授权，并在2017年荣获国家科技进步奖一等奖。

“单周期运行500天是下一个目标。”该公司质量技术部经理韩来喜说，有了技术经验，以后同等规模生产线的建设和达产时间将大大缩短，投资额可下降近20%，产油率将明显提高，石油价格在40美元/桶以上时即可盈利。

高标准减排“绿色工厂”

煤制油分公司西侧11公里外的一处院落里，高高支起的3个银色储罐格外醒目，两米多高的红色阀门紧紧密封着三口深井，这里就是我国首个地下咸水层二氧化碳封存工程的注入作业区。

首条生产线启动后，煤制油分公司即与中科院、北师大等科研机构合作，兴建了10万吨/年二氧化碳捕集封存全流程示范项目。“通过2495米深的注入井，已经有30多万吨二氧化碳被注入地下1500至2500米之间的咸水层。”该公司工程师王永胜说，目前这是亚洲唯一的10万吨级地下咸水层二氧化碳封存项目。

该公司还瞄准商机，去年向化工、食品等企业出售二氧化碳5万多吨，实现收入1000多万元。

煤制油分公司还以附近煤矿的疏矸水作为生产水源，并兴建了全国首套煤化工废水深度处理系统，中水全部回用，吨油水耗由最初设计的10吨降为5.82吨，在煤化工企业中处于较低水平。煤直接液化沥青萃取深加工项目也在建设之中，将于今年7月建成。

“首条生产线的技术、经济和环保指标明显优于预期，有效推动了我国乃至全球的煤制油技术产业化进程，将为我国做好现代能源经济文章、推进高质量发展发挥重要引领作用。”王建立说。（新华社记者任会斌）

《中国科学报》 (2019-04-19 第1版 要闻)  相关专题：壮丽70年·奋斗新时代

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