從寧煤煤制油項(xiàng)目看我國煤炭清潔高效利用

初夏的塞上江南，天高云淡。

從銀川驅(qū)車向東，穿過黃河大橋，途經(jīng)我國最早發(fā)掘的舊石器時代文化遺址水洞溝，再前行25千米，世界級超級工程、全球單體規(guī)模最大煤炭間接液化項(xiàng)目——國家能源集團(tuán)寧夏煤業(yè)400萬噸/年煤炭間接液化示范項(xiàng)目廠區(qū)，便映入眼簾。

一塊煤炭，在這里發(fā)生裂變——

穿過廠區(qū)內(nèi)長約3800千米的各類管道，化為柴油、石腦油、液化石油氣、粗白油、液體蠟、精制蠟······一段由黑變白、從黑轉(zhuǎn)“綠”的旅程就此完成。

“在我國西部建設(shè)這樣一個能源化工基地，特別是建設(shè)一個目前世界上單體規(guī)模最大的煤制油項(xiàng)目，具有戰(zhàn)略意義。要再接再厲，精益求精，嚴(yán)把技術(shù)關(guān)、質(zhì)量關(guān)、安全關(guān)、環(huán)保關(guān)，保質(zhì)保量按期完成建設(shè)任務(wù)。”2016年7月19日，習(xí)近平總書記考察寧東能源化工基地作出重要指示。

“總書記的囑托讓我們信心百倍。”寧夏煤業(yè)煤制油空分廠副總工程師李登桐說，“在沒有任何經(jīng)驗(yàn)借鑒下，我們讓不可能變?yōu)榭赡?，不僅建起來、轉(zhuǎn)起來，更讓煤制油裝置穩(wěn)起來、優(yōu)起來。”

從零開始

百米高塔比肩林立，藍(lán)白管道縱橫交錯。走在國家能源集團(tuán)寧夏煤業(yè)有限責(zé)任公司(以下簡稱“寧煤”)煤制油廠區(qū)，聽著工作人員的介紹，一部我國煤化工產(chǎn)業(yè)奮進(jìn)自強(qiáng)的發(fā)展史躍然眼前。

寧夏煤炭已探明儲量340億噸，是我國能源化工“金三角”的重要一極。

為提升煤炭資源利用價值，20世紀(jì)90年代末，寧夏煤企開始探索煤制油項(xiàng)目可行性。2004年，國家發(fā)展改革委以項(xiàng)目招投標(biāo)的方式，確定由寧煤承建煤炭間接液化示范項(xiàng)目。2005年開始，寧煤與相關(guān)國外企業(yè)展開談判，希望引進(jìn)生產(chǎn)線，但始終沒能就具體條款達(dá)成一致。

技術(shù)既然買不來，那就靠自己研發(fā)。

2013年9月，400萬噸/年煤間接液化示范項(xiàng)目在寧東能源化工基地正式開工建設(shè)。

這是世界石油化工及煤制油化工行業(yè)一次性投資建設(shè)規(guī)模最大的化工項(xiàng)目，項(xiàng)目工藝復(fù)雜，技術(shù)難度大。項(xiàng)目需要建設(shè)兩條200萬噸生產(chǎn)線，由1000余個子系統(tǒng)、156個系統(tǒng)組成的復(fù)雜巨系統(tǒng)集成。擺在建設(shè)者面前的，是一道道亟待攻克的高難度技術(shù)壁壘。

煤制油合成油廠費(fèi)托合成一車間副主任王佳瑞，是煤制油項(xiàng)目第一批108名入職的大學(xué)生之一?；叵肽菚r的光景，他唏噓道：“沒有經(jīng)驗(yàn)可借鑒，一切從零開始。”

項(xiàng)目建設(shè)時，最多有3萬人同時施工。大家斗嚴(yán)寒、戰(zhàn)酷暑，吃住在一線，60多天不回家是常態(tài)。

“我們都是血?dú)夥絼偟男』镒?，卻沒時間談戀愛。”王佳瑞笑著說，“大家憋著一股勁兒，就想讓國產(chǎn)煤制油裝置早日‘建起來、開起來、穩(wěn)起來’。”

李登桐20歲入職，便一頭扎進(jìn)煤化工事業(yè)，一干就是30年。“建設(shè)初期，項(xiàng)目的動力裝置——十萬等級空分設(shè)備被國外壟斷。國內(nèi)沒有這么大的怎么辦?我們就靠自主創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。”

團(tuán)隊(duì)錨定37項(xiàng)自主國產(chǎn)化任務(wù)，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)裝備制造水平提升;寧煤主動聯(lián)系國內(nèi)29家大型裝備制造企業(yè)，開始逐一攻克各項(xiàng)國產(chǎn)化難題。

一大批國內(nèi)裝備制造企業(yè)在參與寧煤煤制油項(xiàng)目的過程中，通過研發(fā)創(chuàng)新，成功躋身國際一流行列，從此打開國內(nèi)外市場。

截至目前，37項(xiàng)自主國產(chǎn)化任務(wù)全部完成，工藝設(shè)備國產(chǎn)化率達(dá)到98.5%。“憑著面對困難不低頭的勇氣，設(shè)計(jì)工期為5年的寧煤煤制油工程，僅用了39個月就完成建設(shè)。”李登桐說。

2016年12月21日，項(xiàng)目打通工藝全流程，油品A線產(chǎn)出合格油品。從此，我國成為世界上少數(shù)掌握煤制油全生產(chǎn)鏈技術(shù)的國家之一。

“煤制油成套技術(shù)更重要的價值，是作為保障我國能源安全的重要‘底牌’，‘平時能活，急時保供’，在關(guān)鍵時刻為保障國家能源供給起到兜底作用。”李登桐說。

項(xiàng)目投產(chǎn)運(yùn)行以來，年轉(zhuǎn)化煤炭2400萬噸，占寧夏煤炭年產(chǎn)量的1/4，推動了煤炭由單一燃料向燃料與原料并重轉(zhuǎn)變，成為能源技術(shù)革命和煤炭清潔高效利用的重要途徑。

精益求精

2016年12月28日，煤制油項(xiàng)目生產(chǎn)出合格產(chǎn)品后，習(xí)近平總書記發(fā)來賀電，指示要“再接再厲、精益求精，保證項(xiàng)目安全、穩(wěn)定、清潔運(yùn)行”。

“確保煤制油項(xiàng)目好起來、優(yōu)起來，是擺在我們寧煤人面前的必答題。”煤制油分公司氣化一廠三車間副主任何紅兵說，“從2016年底投產(chǎn)以來，我們通過消缺改造、系統(tǒng)優(yōu)化、技術(shù)攻關(guān)和全裝置大檢修工作，持續(xù)攻克、解決影響安全穩(wěn)定清潔運(yùn)行的各項(xiàng)難題。”

2023年4月17日，三年一次的大檢修拉開了序幕。

“白加黑”“五加二”，寧煤人僅用33天就完成了全裝置大檢修，安全高質(zhì)量完成11172項(xiàng)檢修任務(wù)。

“我們提前53小時實(shí)現(xiàn)油品合成費(fèi)托裝置引入原料氣，產(chǎn)出合格油品，并實(shí)現(xiàn)滿負(fù)荷運(yùn)行。”何紅兵說，“檢修后裝置油化品實(shí)現(xiàn)月產(chǎn)38.6萬噸新紀(jì)錄，多項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)處于國內(nèi)領(lǐng)先水平。”

如今，歷經(jīng)2020年、2023年兩次大檢修，煤制油項(xiàng)目已實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量運(yùn)行，連續(xù)三年油化品突破400萬噸大關(guān)，安全生產(chǎn)超過1400天。

除了安全穩(wěn)定運(yùn)行，清潔始終是寧煤人努力的方向。在他們看來，將煤炭化身為油品和化學(xué)品，清潔轉(zhuǎn)化并不算徹底完成，只有解決了污染問題，煤炭的大變身才能久遠(yuǎn)并可持續(xù)。

在寧煤煤制油生產(chǎn)廠區(qū)，智能化車間通過管道輸送物料。由于生產(chǎn)區(qū)域密閉，走在廠區(qū)里，聞不到一絲煤或石油的氣味。

記者在采訪時了解到，煤制油項(xiàng)目下一步將對循環(huán)設(shè)施進(jìn)行升級改造。預(yù)計(jì)建設(shè)的脫硫智慧倉儲系統(tǒng)能使副產(chǎn)品硫酸銨從入庫到出庫全流程無人化，更加安全可靠;擴(kuò)容改造后的灰?guī)炷軌航捣蹓m;脫硫尾氣洗滌塔能進(jìn)行遠(yuǎn)程沖洗······

寧煤煤制油分公司公用工程管理中心副總工程師張誠告訴記者：“煤制油項(xiàng)目污水回用率和工藝尾氣硫回收率均接近99%。”

“我們的水處理裝置廠區(qū)占地面積20.1萬平方米，足足有28個足球場大。”張誠說，“廢水在2624臺通用設(shè)備和2661臺套機(jī)械設(shè)備協(xié)作下，經(jīng)預(yù)處理、膜處理、高級氧化、生化、納濾等工藝，最終生產(chǎn)出產(chǎn)品水，全部進(jìn)入煤制油生產(chǎn)系統(tǒng)代替新鮮水，污廢水回用率達(dá)98.5%，實(shí)現(xiàn)近零排放，當(dāng)年可減少配水量高達(dá)50%。”

寧煤煤制油持續(xù)改進(jìn)節(jié)能環(huán)保技術(shù)，不斷實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、生態(tài)效益的雙向提升。

一個又一個夜以繼日，一項(xiàng)又一項(xiàng)創(chuàng)新突破，實(shí)現(xiàn)了煤制油項(xiàng)目的安全、穩(wěn)定、清潔運(yùn)行。寧煤人不負(fù)囑托，向世界展示了中國的能源自主保障能力，為煤炭清潔高效利用探索出了“由黑變白”的新路子。

空間無限

聚焦高端多元低碳，利用煤炭間接液化工藝優(yōu)勢，煤炭清潔轉(zhuǎn)化空間無限。

在寧煤煤制油化工園區(qū)內(nèi)，一座設(shè)計(jì)現(xiàn)代的樓宇里，百余名科研人員正研究著新課題。為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)煤炭清潔高效利用，他們在煤制油項(xiàng)目碳分子廣闊世界里探尋著新的突破。

煤基聚烯烴彈性體(POE)成套技術(shù)開發(fā)就是課題成果中的一項(xiàng)。這種高端材料，是廣泛應(yīng)用于汽車、建筑、電器等領(lǐng)域的合成橡膠材料，具有優(yōu)異的物理特性和穩(wěn)定性，頗受市場青睞。

“研發(fā)POE，國家能源集團(tuán)是獨(dú)一份。”研發(fā)員楊瑋婧語氣中不無驕傲，“經(jīng)過我們項(xiàng)目組技術(shù)攻關(guān)，打通了POE制備的工藝流程，掌握了成套工藝技術(shù)，成功邁入工業(yè)示范立項(xiàng)階段，依托煤制油裝置α-烯烴優(yōu)勢，未來可生產(chǎn)40萬噸/年的POE產(chǎn)品。”

走進(jìn)寧煤煤化工研究院，各種聚丙烯原料引起了記者的注意。POE這種形同珍珠的小顆粒潔白如雪，手感“Q彈”。

寧煤煤化工研究院副總工程師李磊指著一個水杯對記者說：“咱們?nèi)粘Ｓ玫乃芰巷埡?、水杯、口罩等都是由這些‘白珍珠’加工的，而做成‘白珍珠’的原料就是煤炭，是不是很神奇!”

瞄準(zhǔn)產(chǎn)業(yè)中高端，落實(shí)“平急結(jié)合”要求，在科技創(chuàng)新加持下，寧煤煤制油已初步形成“五大類、21種”產(chǎn)品集群，實(shí)現(xiàn)了由單一油品向多元化高端產(chǎn)品的轉(zhuǎn)變。

多元化的發(fā)展，是煤炭清潔高效利用的重要方向。寧煤規(guī)劃，到2025年初步形成下游精細(xì)化工多元化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，加快穩(wěn)定重質(zhì)油提質(zhì)改造技改項(xiàng)目，生產(chǎn)烷烯烴組分段產(chǎn)品。

在項(xiàng)目保障清潔運(yùn)行的同時，寧煤積極探索新路徑，不斷提升煤制油項(xiàng)目低碳發(fā)展水平。

在寧煤300萬噸/年CCUS示范項(xiàng)目一期工程項(xiàng)目現(xiàn)場，記者了解到，兩臺1000立方米球罐焊接熱處理試壓工作已結(jié)束，項(xiàng)目全面進(jìn)入土建交安階段。

“這個項(xiàng)目在全球首次實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代煤化工和大型油氣田開采之間的綠色減碳合作，建成后，將成為我國最大的碳捕集利用與封存全產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)痉痘亍?rdquo;聚甲醛二期項(xiàng)目部副經(jīng)理王培寧告訴記者，“煤制油項(xiàng)目和化工園區(qū)內(nèi)其他項(xiàng)目所排二氧化碳，被捕集后將運(yùn)往百公里外的油田用來驅(qū)油，每年減排二氧化碳達(dá)300萬噸。”

“雙碳”目標(biāo)下，煤炭一度被當(dāng)作“攔路虎”，人們談煤色變。然而，能源革命的要義，是“凈”煤而非去煤。

近年來，我國持續(xù)深化煤炭清潔高效利用。以國家能源集團(tuán)為代表的大型能源央企錨定現(xiàn)代煤化工“高端化、多元化、低碳化”發(fā)展，以科技創(chuàng)新推動產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新，先后攻克一大批關(guān)鍵核心技術(shù)。

“要利用我國新型舉國體制，發(fā)揮好央企創(chuàng)新主體作用，建好用好國家級實(shí)驗(yàn)室和平臺，依托重大工程，開展關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，帶動先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)升級，多措并舉、共同應(yīng)對新挑戰(zhàn)。”國家能源集團(tuán)黨組書記、董事長劉國躍表示。

肩負(fù)煤炭清潔高效利用的使命，我們相信，將有更多“點(diǎn)石成金”的故事書寫在神州大地。

記者手記

社會主義是干出來的

在寧煤，他們說，夜幕下的煤制油項(xiàng)目最美。

10萬盞明燈照耀下，11萬臺儀表設(shè)備、25萬臺閥門鱗次櫛比，12套10萬立方米/小時等級空分裝置、28臺氣化爐的煤氣化裝置、8個系列費(fèi)托合成單元及配套輔助工程百塔林立，1.8萬千米電纜、300萬米管道長虹飛架······好似璀璨星河墜落人間。

這一片璀璨，是“社會主義是干出來的”生動體現(xiàn)，是寧煤人從煤田走向“油田”的奮斗杰作，是我國煤化工行業(yè)自主創(chuàng)新的生動縮影。

能源是經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)和動力源泉，攸關(guān)國計(jì)民生和國家安全。貧油、少氣、相對豐富的煤炭資源稟賦，決定了煤炭在我國能源供應(yīng)中承擔(dān)兜底保障作用。

大力發(fā)展煤制油產(chǎn)業(yè)，是我國降低對外石油依存度、提升能源保障能力的現(xiàn)實(shí)選擇，具有重大戰(zhàn)略意義。

寧煤煤制油項(xiàng)目正是誕生于國家能源急需之際，成長于國家奮進(jìn)之中，發(fā)展于民族振興之時。

2016年7月19日，當(dāng)習(xí)近平總書記第二次來到寧東能源化工基地，見到這片從戈壁荒灘上拔地而起的鋼鐵之城，向全社會發(fā)出了“社會主義是干出來的”偉大號召。

響徹神州大地的時代強(qiáng)音，為寧煤人注入了強(qiáng)勁動力，指明了奮進(jìn)方向。

2016年12月，寧煤煤制油項(xiàng)目建成投產(chǎn)，2021年全面達(dá)產(chǎn)，2022年7月28日順利通過竣工驗(yàn)收。投產(chǎn)運(yùn)行以來，項(xiàng)目年轉(zhuǎn)化煤炭2400萬噸，占寧夏煤炭年產(chǎn)量的1/4。

從技術(shù)受制于人，到把核心技術(shù)牢牢攥在自己手里，寧煤人以“寧東創(chuàng)造”，向世界展示了中國對能源安全高效清潔低碳發(fā)展的不懈探索。

《寧東開發(fā)建設(shè)志》寫道，“早在大約1.6億年中生代侏羅紀(jì)中期，寧東地區(qū)曾是茂密的原始森林······經(jīng)歷地殼運(yùn)動、風(fēng)霜侵襲，變成了亙古荒原”。如今，寧煤煤制油項(xiàng)目的一座座高塔、一條條管線，猶如一棵棵參天巨木，讓寧東基地再現(xiàn)“叢林茂密”!