科技强国 实干兴邦——煤炭间接液化技术与实业的融合创新

中科合成油 

2017年12月17日,神华宁煤400万吨/年煤炭间接液化示范项目油品双线实现满负荷运行。距离2016年12月21日,项目成功产出合格油品不到一年时间,创造了现代煤化工的奇迹。此时,距离2010年底,神华宁煤集团决定采用中科合成油具有我国自主知识产权的费托合成技术,已经整整7年时间。7年时间,原神华集团(现国家能源集团)作为我国最大的煤炭企业、最大的煤炭深加工产业的领军企业,勇于担当、敢打敢拼,携手中科合成油开启了煤炭间接液化技术与实业的融合创新之路,成就了一段科技强国、实干兴邦的创业传奇,谱写出我国煤炭间接液化的华丽篇章。 

神华宁煤项目是科研技术服务社会经济、实现科技成果向现实生产力转化的一个经典案例。项目的顺利建成投产是原神华集团深入贯彻落实习近平总书记“四个革命、一个合作”能源发展的战略思想,履行企业责任、代表民族工业、担当国家角色的重要体现,是原神华集团和以中科合成油为代表的技术提供方、以中国寰球为代表的设计方等共同努力的结果,也是我国煤炭高效清洁利用发展史上科技强国、实干兴邦的新样本。 
 

 
第一篇 十年等待,只为自主绽放 

一、项目由来 

在宁夏地区开展煤炭间接液化项目,由来已久。基于我国“富煤、缺油、少气”的一次能源的赋存结构和消费现状,宁夏回族自治区政府结合宁夏地区煤炭资源、水资源和土地资源等优势条件,于1999年就提出建设大型煤制油项目的战略规划。原太西集团启动煤制油项目前期工作。但是,基于当时间接液化技术并不成熟,加上企业实力较弱,项目一度搁浅。 

2002年12月,宁夏回族自治区将亘元、太西、灵州三大煤业集团和原宁煤集团公司深度重组,成立了宁夏煤业集团有限责任公司。2006年1月,宁夏回族自治区政府与原神华集团合资合作,通过增资扩股方式组建了神华宁夏煤业集团有限责任公司,新组建的神华宁煤集团毅然决然地投入到煤制油事业中,开启了煤制油的探索之路。

二、技术发展 

2000年前后,我国煤炭间接液化技术尚处于产业化探索阶段,国际上间接液化比较成熟的就是南非沙索技术。从2003年开始,国内就开始接触沙索公司。由于沙索煤炭间接液化领域技术的独有性和稀缺性,加上原神华集团和沙索公司双方出发点及诉求的不同,相关的谈判和合作进展得并不顺利,到2010年5月,项目的可研报告和申请报告才最终定稿。 

在原神华集团和沙索谈判及开展项目前期工作的10年间,国内的技术环境发生重大变化。经过持续多面的刻苦攻关,费托合成技术有了较大突破,以中科合成油为代表的拥有自主知识产权的高温浆态床费托合成工艺系统集成技术日渐成熟,并开始登上国际舞台,具备了建设大型产业示范项目的技术基础。 

2006年,采用中科合成油具有我国自主技术的伊泰集团和潞安集团两个16万吨/年合成油示范装置相继开工建设。2009年,伊泰集团和潞安集团两个年产16万吨合成油示范厂,实现了成功运转,并产出高品质的柴油和石脑油。2010年,两个示范厂实现了“安、稳、长、满、优”的工业运行。7月份,根据国家发改委要求,内蒙古发改委委托中国国际工程咨询公司,组织专家成立考核组对伊泰示范项目进行了第一次72小时现场性能标定。综合评价认为:“示范项目是我国首次实施并达到满负荷运行的煤制油项目。作为核心技术的高温浆态床费托合成催化剂、浆态床合成反应器及工艺成套技术已经在示范项目中成功应用,显示出突出的优越性和可靠性。通过示范项目验证,由中科合成油技术有限公司研发的催化剂、浆态床合成反应器及工艺技术具有优异的产物选择性、良好的运行稳定性、较高的合成气转化能力和产油能力,以及良好的经济性。工艺成套技术已经在满负荷平稳运行条件下获得了有代表性的工程技术数据,具备了进行大型工业化煤制油项目设计和建设的工程技术基础条件,对推进我国煤炭间接液化项目的产业化奠定了较坚实的技术基础。”

三、大胆决策 

2010年底,神华宁煤集团从保障国家能源战略安全、鼓励国内科技创新、扶持民族工业发展和推动自主知识产权技术产业化的角度出发,就如何高效率、高效益地实施好煤制油产业升级示范项目方面,对以中科合成油技术为主的间接液化路线进行了分析论证。研究结果表明:以该技术为核心的煤炭间接液化路线在技术上、经济上均可行,已经达到国际先进水平,于是决定采用国内自主知识产权的间接液化技术独资建设400万吨/年煤炭间接液化项目。 

神华宁煤集团选择国产化技术这一决定,为自主知识国产化起到了助推作用,使得中科合成油高温浆态床技术首次在百万吨级的项目中得以应用和验证。7年后的今天,项目满负荷达产,我们看到,神华宁煤集团当时的决策是正确的、英明的,是经得起现实和历史检验的。正是神华宁煤的高瞻远瞩,促成了我国自主研发的浆态床费托合成技术花开大漠、完美绽放,也成就了世界单套最大规模的煤炭间接液化工程项目的问世,使得中国技术在世界现代煤化工的画卷上添上了浓墨重彩的一笔。 

第二篇 携手七载,谱写华丽篇章 

从2011年项目申请到2017年满负荷达产,在项目的策划、设计、建设、开车期间,中科合成油与神华宁煤参战人员相互信任、相互扶持、相互帮助,建立了深厚的友谊。

一、携手同行,项目申请 

2011年4月,神华宁夏煤业集团委托中科合成油和五环公司共同编制了《神华宁夏煤业集团有限责任公司400万吨/年煤炭间接液化项目申请报告》,油品合成、油品加工技术采用中科合成油浆态床费托合成成套技术。同年6月,受国家发改委的委托,中国国际工程咨询公司组织专家组,在宁夏银川市对《项目申请报告》进行了评估。与会专家一致认为:“我国具有自主知识产权的煤炭间接液化技术——以中科合成油技术有限公司为代表的高温浆态床费托合成工艺系统集成技术取得了重大进展,实现了工业化示范项目的长期、稳定、满负荷运行,在许多重要指标上,已达到或超过了国外同类技术水平,已经具备了建设大型产业示范项目的技术基础;同时,经过多年的经济建设和发展,我国在煤化工、石油化工等方面的工程经验和能力已在国际上占有重要的地位。本次项目确定采用我国拥有自主知识产权的煤炭间接液化技术,完全符合国家关于鼓励提高自主创新能力的有关政策,不仅可以加速推进本项目的实施,而且促进了科技成果向现实生产力转化,为我国重大科研成果的产业化走出了一条新的路子。” 

《项目申请报告》评审会议的成功召开,标志着采用我国自主知识产权油品合成与油品加工工艺集成技术的神华宁煤项目跨入了新的纪元。

二、开放共享,技术许可 

2011年9月,神华宁煤集团和中科合成油着手签订项目《费托合成工艺和油品加工工艺技术许可合同》和《技术转让(专利实施许可)合同》。中科合成油许可宁煤集团使用自主知识产权的煤炭间接液化技术及相关专利,并为神华宁煤集团编制工艺包、提供技术转让服务和相关的培训工作。工艺包编制范围包括:油品合成装置、油品加工装置工艺包的编制,以及尾气处理装置工艺包的技术集成。
 
神华宁煤项目《费托合成工艺和油品加工工艺技术许可合同》和《技术转让(专利实施许可)合同》是中科合成油第一次百万吨级项目的技术许可,从此拉开了煤炭间接液化行业百万吨级示范项目建设的大幕。

三、全力以赴,工程设计 

在工程设计阶段,中科合成油技术团队全程积极参与项目各阶段的相关工作,承担油品合成装置、油品加工装置II区(低温油洗单元、合成水处理单元)、液体中间原料罐区、除氧水及凝液精制站的总体设计、基础工程设计和详细工程设计等工作。在工程设计阶段,中科合成油承担了“费托合成及油品加工成套技术的百万吨级工业化应用”和“大型浆态床费托合成反应器国产化攻关”的示范任务,并圆满完成攻关。 

中科合成油费托合成及油品加工成套技术具有工艺配置灵活、操作简单、运行可靠、吨催化剂产油量大、产物选择性优良、产品品质好等优点。超大型费托合成反应器在煤炭间接液化生产工艺流程中是核心的关键设备,中科合成油圆满完成大型浆态床费托反应器国产化攻关任务,供应8套费托合成反应器和4套还原反应器关键核心内件,形成了商业化的大型浆态床费托反应器设计、制造、安装成套实施方案。

四、勠力同心,开车服务 

神华宁煤项目开车前,中科合成油建立了动态仿真实验室,使神华宁煤的主要操作人员能尽快熟悉生产操作、掌握操作要领,提高在岗职工的技术素质和处理事故的应变能力。在动态仿真实验室,模拟完成了神华宁煤主要操作人员多批次的培训工作。 

2016年9月项目进入试车阶段。为全面做好煤制油项目油品合成与加工装置试车组织领导工作,推进项目生产试车工作顺利进行,神华宁煤煤制油分公司与中科合成油成立煤制油项目试车联合领导小组,组长由双方共同担任。在项目试车和开车期间,中科合成油技术公司、工程公司、内蒙古公司将有示范厂操作经验、工程经验,以及掌握费托合成、油品加工、催化反应的研发人员派驻现场参与开车工作,主要技术领导班子长期驻扎现场,高峰时期现场服务人员达140人,全力支持项目开车,为项目顺利开车运行提供技术保障。 

2016年12月21日,项目油品合成装置A线投料试车成功并产出合格油品,但是在试生产过程中也发现了一些设计缺漏及影响满负荷生产的因素。为此,中科合成油在总经理李永旺、曹立仁总工程师的领导下,组织力量对试车过程发现的各种问题进行了反复、仔细的分析和论证,形成统一意见,制定技改措施,并配合神华宁煤集团组织实施。

五、全力保障,催化剂供应 

神华宁煤项目开车成功,中科合成油供应的高效、先进、环保的费托合成催化剂功不可没。为保障催化剂的供应,早在2012年,中科合成油就未雨绸缪、提前谋划1.2万吨/年合成油催化剂厂的前期启动和相关设计工作,于2012年完成催化剂厂的设计工作。2013年5月开工建设,2014年11月,1.2万吨/年的催化剂生产装置建成投产。 

目前,中科合成油承担项目运行期间最关键的费托合成催化剂的供应任务,已供应首批开车用催化剂,已签约4040吨/年费托合成催化剂的《催化剂供货合同》。中科供应的催化剂活性高、吨催化剂产油量大、装载量少等优点。后续,公司将严把质量关,继续为项目提供先进、高效的催化剂产品。
 

 
第三篇 融合创新,开启新的征程 

2017年12月17日,神华宁煤400万吨/年煤炭间接液化示范项目油品双线实现满负荷运行。原神华集团和中科合成油向国家交出了一份漂亮的成绩单。项目的合作成功,只是双方勠力同心、携手并进迈出的第一步。站在历史的新起点,新的融合创新的征程已经悄然开启。

一、超前决策,推进二期 

2016年神华宁煤集团和中科合成油就提出宁煤二期项目推进规划条件已基本成熟。在一期项目成功运行的基础上,为二期项目选好厂址、规划好产品和市场策略。针对二期项目的建设,神华宁煤和中科合成油高层已经达成共识,全力推进项目落地,并积极组织相关方开展项目厂址选择和资源保障的论证工作。神华宁煤二期项目被纳入《煤炭深加工产业示范“十三五”规划》的储备项目中。2017年6月,中科合成油协助神华宁煤集团完成方案的总体策划工作,对几十个技术方案进行了充分的论证。
 
二期项目总体方案是在一期项目成功经验的基础上进一步优化总体技术方案,依据中科合成油新开发产品路线及油品市场发展形势,规划生产高品质汽油产品为主,并将在一期示范项目的基础上向技术精细化、产品高值化、市场多元化迈进。根据费托合成产物的特点,生产部分市场竞争力强、附加值高、替代进口的精细化学品,如费托蜡、PAO等,提高项目的经济效益。

二、长远规划,布局新疆 

新疆地处丝绸之路经济带核心区,是我国重要的能源接替区和战略能源储备区。新疆准东和吐哈基地是国家《现代煤化工产业创新发展布局方案》规划布局的煤化工产业示范区之一,既适合建设煤炭直接液化项目,也适合建设煤炭分级液化和煤炭间接液化项目。 

原神华集团是最早进疆的中央企业,集团“十三五”规划已经明确,将重点建设、发展新疆能源基地和以新疆为支点的神华煤制油化工体系,打造千万吨级煤制油化工基地。神华新疆公司规划了新疆黑山300万吨/年煤直接液化项目和准东300万吨/年煤间接液化项目。中科合成油及其合作伙伴也在新疆伊犁、准东和吐哈地区开展多个百万吨级煤制油项目产业化示范。 

目前,新疆维吾尔自治区发改委正在组织编制《新疆煤制清洁燃料发展规划》。中科合成油和原神华集团可以在新疆地区长远规划、超前布局,充分发挥煤炭直接液化和间接液化产品调配的联合优势,大力促进多种煤炭液化技术的联合示范推广,使得煤制清洁燃料技术的产业化示范在新疆地区达到新高度、跃上新台阶,为新疆地区高起点、高标准、高水平、高效益地建设国家级大型煤制清洁燃料基地做出贡献。

三、“一带一路”,走向世界 

我国政府于2015年3月对外发布《推动共建丝绸之路经济带和21世纪海上丝绸之路的愿景与行动》,提出在“一带一路”沿线:加强能源资源深加工技术、装备与工程服务合作。 

我国在全球的含碳资源清洁利用领域拥有绝对的技术领先优势和产业优势。在满足我国市场的情况下,依据“优势产能走出去”的指导思想,中科合成油愿和国家能源集团一道,充分发挥联合的技术优势和产业力量,积极向海外市场开拓煤制油、天然气制油、重油加工、页岩气深加工等含碳资源清洁利用的市场。

四、展望未来,前景无限 

2017年11月28日,经报国务院批准,中国国电集团公司与神华集团有限责任公司合并重组为国家能源投资集团有限责任公司。重组后的国家能源集团成为名副其实的“国家队”,形成煤炭、常规能源发电、新能源、交通运输、煤化工、产业科技、节能环保、产业金融八大业务板块,是世界最大的煤炭生产公司、最大的火力发电生产公司、最大的可再生能源发电生产公司和最大煤制油、煤化工公司。
 
党的十九大以后,中国特色社会主义进入了新的发展阶段。习近平总书记强调新时代要有新气象,更要有新作为。中科合成油有幸成为“国家队”战略实施的一分子,衷心希望在国家能源集团的支持和帮助下,以煤制油项目建设为新的起点和契机,深入学习领会习近平总书记2016年7月19日重要讲话和12月28日重要指示精神,进一步深化合作、携手共进、共谋发展,大力推进国家能源发展战略,不断扩大我国在煤炭加工转化领域的技术和产业优势,爆发能量,再创辉煌,为国家能源集团打造具有全球竞争力的世界一流综合能源集团,为实现中华民族伟大复兴的中国梦做出更大的贡献。(转自神华能源报 2018年1月18日)