一名工作人员在国家能源集团鄂尔多斯煤制油分公司巡查厂区内的废水回收池(4月11日摄)。 新华社记者 刘磊 摄
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。
这是国家能源集团鄂尔多斯煤制油分公司生产线的“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(4月11日无人机拍摄)。新华社记者 刘磊 摄
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。
在国家能源集团鄂尔多斯煤制油分公司废水处理中心,一名工作人员展示经过处理后的污水(4月11日摄)。新华社记者 刘磊 摄
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。
在国家能源集团鄂尔多斯煤制油分公司展厅,一名工作人员观察记录长时间放置的两瓶柴油的性状。左为市场销售柴油,右为煤直接液化产品(4月12日摄)。新华社记者 刘磊 摄
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。
这是国家能源集团鄂尔多斯煤制油分公司厂区(4月11日无人机拍摄)。新华社记者 刘磊 摄
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档。
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。
这是长时间放置在国家能源集团鄂尔多斯煤制油分公司展厅的两瓶柴油。左为市场销售柴油,右为煤直接液化产品(4月12日摄)。新华社记者 刘磊 摄
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3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。
