宁夏煤业煤间接液化示范项目年转化煤炭2400万吨——
煤制油助力保障能源安全（讲述·创新故事）
煤制油项目外景。 |
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作为迄今世界上单套投资规模最大的煤间接液化示范项目，宁夏煤业400万吨/年煤间接液化示范项目年转化煤炭2400万吨。
300多名专家组成10多个“创新工作室”和“攻关小组”，联系国内29家大型装备制造企业创新合作，开展600多项重要技术攻关……今年1月，该项目技术创新开发及产业化团队荣获“国家卓越工程师团队”称号。
乌黑发亮的煤炭，如何变为燃油、烯烃等石油制品？宁夏回族自治区宁东能源化工基地的一片6平方公里厂区内，钢架林立，塔器云集。经过1200多道复杂工序，便能实现“煤制油”的转化，这里便是国家能源集团宁夏煤业有限责任公司煤制油厂区。
立足我国富煤贫油少气的能源资源结构现状，为将储量相对丰富的煤炭转化为石油制品，宁煤400万吨/年煤间接液化示范项目应运而生。该项目是迄今世界上单套投资规模最大的煤间接液化示范项目，目前工艺设备国产化率达到99%，年转化煤炭2400万吨，占宁夏煤炭年产量的1/4。今年1月，该项目技术创新开发及产业化团队荣获“国家卓越工程师团队”称号。
自主创新 改进技术
5年探索成功研发“神宁炉”
走进宁煤煤制油分公司厂区的气化车间，一座20多米高的气化炉，在管道密集、机械遍布的厂房中巍然耸立。
“这台设备重290吨，全厂共有28台，每台每天能转化2000多吨煤。”看着高大的炉体，分公司总工程师李虎介绍：“这就是我们自主研发的‘神宁炉’。”
20世纪90年代末，宁夏煤企开始探索煤制油项目可行性。2004年，国家发展改革委以项目招投标的方式，确定由宁煤承建煤间接液化示范项目。2005年开始，宁煤与相关国外企业展开谈判，希望引进生产线，但始终没能就具体条款达成一致。
既然买不来技术，那就靠自己研发。
简单来说，煤制油生产分为两个环节：先用气化炉将煤炭气化，再通过费托合成装置将气体合成为石油制品。因此，气化炉研发是煤制油技术创新开发的第一道坎。
然而，从无到有自主研发气化炉的道路并不轻松。气化炉工艺流程涉及400多个重大环节，研发难度可想而知。为了项目早日建成，300多名专家组成10多个“创新工作室”和“攻关小组”，吃住都在厂区，不断进行技术改进。
“为了验证技术，有时候大家要连续几十个小时盯着一个数据。”李虎说，经过5年艰苦攻关，2012年终于成功研发出“神宁炉”，不仅技术更加优化，煤种适应性更广，而且装置规模大、气化效率高，2017年相关专利荣获国家专利金奖。
“神宁炉”工艺宣告成功时，宁煤自主研发的费托合成装置工艺也日趋成熟。两大关键设备的相继成功，为煤制油项目的成功建成打下了基础。
联合攻关 抱团发展
工艺设备国产化率达到99%
为了提高国产化水平，在项目立项之初，团队便锚定37项自主国产化任务，推进产业装备制造水平提升。宁煤主动联系国内29家大型装备制造企业，开始逐一攻克各项国产化难题：
项目的动力装置——十万等级空分设备，由杭氧集团研制成功后，逐渐受到国内市场认可，目前设备已远销海外；
煤制油液化环节所需的特种钢材——超厚临氢钢板，由舞钢公司研制成功，并于此后相继用于山西、内蒙古等地的煤化工项目；
设备安装过程中需要的大型吊装机械，由徐工集团等企业研制成功——徐工集团等企业启动自主研发后，造出了4000吨级吊装设备，国内大型路桥建设的技术水平和工程效率得到较大提升。
…………
一大批国内装备制造企业在参与宁煤煤制油项目的过程中，通过研发创新，成功跻身国际一流行列，从此迅速打开国内外市场。沈阳鼓风机集团负责研制特殊压缩机组，虽然合同金额只有8000万元，但沈鼓集团却筹集1亿元科研经费投入研发。由于自主研发的压缩机成本更低，沈鼓集团获得大批国内外订单。
截至目前，37项自主国产化任务全部完成，工艺设备国产化率达到99%……宁煤煤制油分公司相关负责人温豹介绍：“凭着面对困难不低头的勇气，设计工期为5年的宁煤煤制油工程，仅用了3年多就完成建设。”2016年12月21日，项目一次性试车成功，正式投产。从此，我国成为世界上少数掌握煤制油全生产链技术的国家之一。
优化工艺 稳产达产
连续三年达到并突破设计产能
宁煤煤制油分公司的控制室里，总控屏幕占据了整面墙壁，屏幕上，车间投料、各装置运行情况等数据一目了然。公司化工部总经理杨占奇眉头紧锁，眼光始终停留在不断变化的各项数据上。
“状况良好，本月的生产计划又能提前完成了。”各项数据比对完成后，他对记者说。2016年年底项目正式投产后，经过连续4年的优化、技改和隐患排查，2020年，宁煤煤制油项目终于进入了稳产达产的稳定运行期，并从2021年开始，连续三年达到并突破每年400万吨的设计产能。
从正式投产到稳产达产，数载光阴，饱含甘苦。“无数的新设备、新材料在这里首次集成和使用。”杨占奇介绍，整个厂区光是管道便长达3700多公里，电气和仪表的电缆铺设达1.8万公里，工艺流程长、装置多、技术新、集成难度大，生产遇到诸多难题。
“刚投产时，大家都憋着一股劲儿，恨不得吃住都在生产现场，让国产煤制油装置早日‘跑得快、跑得稳’。”技术员魏红红回忆，最初碳蜡过滤单元相关操作步骤高达上千项，繁多的步骤不仅影响了装置运行的平稳性，能耗也高。
为了精简操作步骤、提高效率，魏红红所在的合成油车间技术组反复下现场、做实验，最终研发出新工序，将操作步骤减少到100多项。
空分压缩机开车速度明显提升，相关生产技术获得三项专利，由此编成的两本操作教材被多家化工院校采用；费托合成车间开发出新型催化剂，各项性能均优于进口催化剂……一批批技术员在生产实践中不断摸索前进，开展了600多项重要技术攻关，显著提升国产煤制油的技术水平。
2020年初，为了对生产装置完成全面大检修，顺利实现稳产达产，煤制油分公司组织技术员历时40多天，完成上万项检修任务，使生产装置首次实现满负荷运行，日产、月产连创新高，单位成本大幅下降，主要运行指标均处于国际领先水平。2021年，项目被授予国家科学技术进步奖一等奖。
挖掘价值 绿色转型
污水回用率和工艺尾气硫回收率均接近99%
能在零下20多摄氏度条件下正常使用的“极寒柴油”、贴身舒适的氨纶面料原材料……一系列创新产品，见证着宁煤煤制油分公司的发展脚步。
“刚投产时只有液化石油气、石脑油、普通柴油这三种初级石油产品，现在已形成五大类21种产品，涉及航天燃料、家用日化等领域。”宁煤煤制油分公司车间主任陈鹏程说，煤制油项目要实现高质量发展，必须走高端化道路。为此，分公司提出“从碳分子层面挖掘产品价值”，开发出高熔点蜡、轻质白油等一批高附加值新产品，从2022年开始，公司效益每年增加近5亿元，先后获得367项专利。
行走在宁煤煤制油分公司生产厂区，智能化车间通过管道连接物料，密闭式生产区域外，难寻一丝煤或石油的气味。在这里，污水回用率和工艺尾气硫回收率均接近99%。
在陈鹏程的指引下，记者参观了厂区内各处循环设施：脱硫智慧仓储系统能使副产品硫酸铵从入库到出库全流程无人化，更加安全可靠；扩容改造后的灰库能压降粉尘；脱硫尾气洗涤塔能进行远程冲洗……目前，宁煤煤制油项目的能耗、原料煤耗较设计值分别下降10.7%、7%，尤其是生产每吨石油制品水耗为5.31吨，比国家标准先进值低24%。
目前，宁煤煤制油项目持续改进节能环保技术，不断实现经济、生态效益的双向提升。以曾经的生产废料渣蜡为例，回收为精蜡后，不仅减少了固体废弃物的处理费用，而且每年可增加蜡产品6万吨，按一吨7000元计算，可增加精蜡产值4.2亿元。
“当时，我们提出对蜡过滤工艺进行改造，为实现边生产边技改，车间组织昼夜施工，同时针对技改风险，小到一颗螺丝大到全系统，为应对可能发生的突发状况制定预控方案。”陈鹏程介绍，数十名技术员夜以继日地扎根现场，每改造完一台设备，就马上进入下一台的改造程序，花了整整一个月才实现渣蜡回收的技术创新。
对这股“拼劲”，陈鹏程感慨很多：“从跟跑到领跑，煤制油技术是我们自主创新能力增强的生动缩影。未来我们将继续努力，为保障国家能源安全贡献一份力量。”
《 人民日报 》（ 2024年05月23日 06 版）
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