寧煤煤制油大步走向產(chǎn)業(yè)高端

秋天的銀川，天高氣爽，公路旁寫著“神寧油，不含硫”“煤好未來，油我創(chuàng)造”的廣告牌格外醒目。

乘車進入寧夏寧東560.92公頃土地上崛起的世界超級工程——國家能源集團寧夏煤業(yè)煤制油分公司400萬噸/年煤間接液化項目廠區(qū)，乳白色管道盤繞在藍色鐵架上，整潔有序。

很難想象，煤炭在這里，經(jīng)過長約3800公里的管道，變成柴油、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”的旅程由此開啟。

從2013年核準建設到2016年產(chǎn)出合格油品，再到2017年總體負荷達30%，2018年總體負荷達85%，國家能源集團寧夏煤業(yè)煤制油分公司正朝著產(chǎn)業(yè)高端的方向大步前進。

在原設計產(chǎn)品只有柴油、石腦油、液化石油氣的基礎上，根據(jù)煤基合成油特性，寧夏煤業(yè)煤制油分公司相繼開發(fā)出粗白油、輕白油、液體蠟、費托重質(zhì)蠟、費托合成蠟1號等7種新產(chǎn)品，實現(xiàn)了由單一油品向費托蠟、精制蠟等多元化產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化。

延長產(chǎn)業(yè)鏈，煤炭價值進一步放大

寧夏煤業(yè)煤制油分公司400萬噸/年煤間接液化項目走的是煤間接液化技術路線，也就是先把煤炭在高溫下與氧氣、水蒸氣反應，轉(zhuǎn)化為合成氣(一氧化碳和氫氣的混合物)，然后在催化劑的作用下合成液體燃料的工藝技術。其油品的特性是低硫、低芳烴、低灰分、高十六烷值，油品指標均優(yōu)于國Ⅵ和歐Ⅴ標準，可減少城市汽車尾氣污染。

“跟煤直接液化技術路線不同，采用煤間接液化技術路線生產(chǎn)出的油品偏輕，更適合向化工品，特別是高端化工品轉(zhuǎn)化。”寧夏煤業(yè)煤制油分公司黨委書記、總經(jīng)理郭中山說。

向下游化工品轉(zhuǎn)化的好處，除了能提升煤炭清潔利用水平，還能將煤炭產(chǎn)品的附加值進一步放大。

據(jù)了解，寧夏煤業(yè)煤制油分公司400萬噸/年煤間接液化項目設計年產(chǎn)405萬噸合成油品，其中調(diào)和柴油274萬噸、石腦油98萬噸、液化石油氣34萬噸，副產(chǎn)硫磺20萬噸、混醇7.5萬噸、硫酸銨10.7萬噸，年轉(zhuǎn)化煤炭2061萬噸。

“我們在煤制油項目原設計產(chǎn)品的基礎上，不斷優(yōu)化工藝，已研究增加了粗白油、輕白油、液體蠟、費托重質(zhì)蠟、費托合成蠟1號、費托合成蠟2號等7種新產(chǎn)品，一定程度上緩解了經(jīng)營壓力。”郭中山說。

同時，寧夏煤業(yè)煤制油分公司以現(xiàn)有油化品為原料，進一步延伸產(chǎn)業(yè)鏈，開發(fā)出液體蠟、高碳醇、高端潤滑油、PAO、油田驅(qū)油劑等高端產(chǎn)品。目前，先期規(guī)劃的液體蠟和潤滑油項目已經(jīng)完成可行性研究工作，液體蠟項目計劃今年開工建設，潤滑油項目計劃年內(nèi)完成合資公司成立工作。

“目前，我們所產(chǎn)柴油的50%以上都用來做化工品了，再進一步努力，可以達到70%。”郭中山說，“主要通過延長產(chǎn)業(yè)鏈，細分產(chǎn)品，給下游提供優(yōu)質(zhì)、個性化的化工原料，而不是供給油品。”

據(jù)了解，2016年，寧夏煤業(yè)煤制油分公司400萬噸/年煤間接液化項目累計產(chǎn)出油化品2.1萬噸，其中柴油1.45萬噸、石腦油0.65萬噸;甲醇日均產(chǎn)量達到2000噸，累計產(chǎn)量9.5萬噸。2017年，生產(chǎn)柴油及化工品68萬噸、石腦油37萬噸、甲醇88萬噸、穩(wěn)定輕烴5萬噸、液化石油氣5.5萬噸，開發(fā)的粗白油、液體蠟、精制蠟等7種化工品占產(chǎn)品總量的33%。2018年，生產(chǎn)柴油及化工品183萬噸(化工品占比達50%)、石腦油98萬噸、液化石油氣22.9萬噸、精甲醇91萬噸。

今年以來，寧夏煤業(yè)煤制油分公司采取了28項開源節(jié)流措施，通過高負荷運營和節(jié)支增效，預計全年運營成本比目前內(nèi)陸原油開采成本低5美元/桶至10美元/桶。

“這5美元/桶至10美元/桶的利潤差，也是寧夏煤業(yè)煤制油分公司有信心生存得比較好的基礎。”寧夏煤業(yè)煤制油分公司總工程師黃斌說。

一個平臺，帶動煤制油“中國制造”走出去

煤間接液化技術1923年起源于德國，由于石油工業(yè)的興起，其煤制油裝置關閉。20世紀50年代初，由于長期受到國際制裁和石油禁運，南非開展了煤間接液化技術的開發(fā)與應用，并成為第二次世界大戰(zhàn)后第一個將煤間接液化技術工業(yè)化的國家。截至目前，南非年產(chǎn)油品和化學品達850萬噸。目前，全世界有10多個國家都在研制煤間接液化技術，但絕大多數(shù)未實現(xiàn)工業(yè)化應用。煤間接液化技術最成熟先進的還屬南非。

基于富煤、貧油、少氣的國情，幾十年來，我國對煤間接液化技術的研究從未間斷。但直到2011年，中科合成油公司16萬噸/年煤間接液化工業(yè)裝置才在內(nèi)蒙古伊泰公司成功示范。

據(jù)郭中山介紹，早在1999年，寧夏煤業(yè)就開始了煤間接液化項目的前期工作。2004年，我國基于能源安全的考慮，以項目招標的方式確定由寧夏煤業(yè)建設國家級煤間接液化示范項目。當時，中國煤間接液化技術尚不成熟，寧夏煤業(yè)計劃引進南非薩索爾漿態(tài)床煤制油技術。

“整整談了9年，主要是對方要價太高。”郭中山說，2011年，基于中科合成油公司16萬噸/年工業(yè)裝置在內(nèi)蒙古伊泰公司成功示范，寧夏煤業(yè)采用國內(nèi)技術及裝備做好400萬噸/年煤間接液化項目工業(yè)化示范。

在煤間接液化工藝中，氣化是關鍵。寧夏煤業(yè)煤制油分公司400萬噸/年煤間接液化項目立項時，引進的是德國的GSP干煤粉氣化技術。但該技術在前期烯烴項目的應用中暴露出很多問題，進行了歷時2年的改造，而且在煤制油項目工藝包設計中沒有更深層次的修改完善。

“我們提出讓對方進行大的改進，但對方報價2700萬歐元，也就是需要將近2億元的修改費。”黃斌說，“買了技術，還要這么高的修改費，這是非常不合理的。我們不得不終止了合作。”

實際上，寧夏煤業(yè)煤制油分公司400萬噸/年煤間接液化項目承擔了37項關鍵技術、重大裝備及材料的國產(chǎn)化任務。因此，在引進氣化技術的同時，寧夏煤業(yè)也于2011年著手神寧爐的研發(fā)。歷經(jīng)2年多的技術攻關，黃斌帶領團隊研發(fā)出了“粗糧、細糧”通吃的神寧爐，為劣質(zhì)煤清潔利用提供了途徑。

截至目前，寧夏煤業(yè)煤制油分公司400萬噸/年煤間接液化項目使用神寧爐28臺，對外推廣應用27臺，其中2臺應用于美國頂峰集團的項目。如今，神寧爐不僅走出寧夏，還走出了國門。

不止神寧爐，寧夏煤業(yè)煤制油分公司400萬噸/年煤間接液化項目涉及的1.3萬臺工藝設備、11萬臺儀表設備、1.5萬臺電氣設備、25萬臺閥門等技術裝備，98.5%實現(xiàn)了國產(chǎn)化。“剩下的1.5%中也有國產(chǎn)化相伴，只有0.1%是純進口的。”黃斌說。

技術設備的國產(chǎn)化加快了建設進度，寧夏煤業(yè)煤制油分公司400萬噸/年煤間接液化項目僅用39個月就建成了國外專家斷定60個月才能建成的舉世矚目的超級工程。

在黃斌看來，這個項目實際上搭建了一個平臺，國內(nèi)800多家供貨單位中的很多單位依托這個平臺，讓自主研發(fā)的技術設備登上了國際舞臺。

沈鼓集團研制了10萬標準立方米空分用壓縮機組，倒逼國外大型壓縮機廠商主動大幅下調(diào)產(chǎn)品報價。內(nèi)蒙古北方重工集團通過超級P91高端鋼管技術攻關，產(chǎn)品完全替代進口。原來進口一節(jié)長12米的管道造價相當于一輛奧迪車，而國產(chǎn)管道造價只有進口價格的三分之一，制造周期也由12個月縮短到3個月。杭氧公司以10萬空分設備示范項目為業(yè)績，中標伊朗卡維、布什爾以及一批國內(nèi)項目。河鋼集團舞陽鋼廠的鋼板出口到中亞、中東地區(qū)。

“從近3年的應用情況來看，這些設備運行得非常好，去年絕大部分通過了第三方單位鑒定。”黃斌說。

黃斌表示，與世界先進的煤化工企業(yè)相比，寧夏煤業(yè)煤制油分公司400萬噸/年煤間接液化項目的費托合成技術現(xiàn)階段處于絕對領先地位，但是在油品深加工和產(chǎn)品多元化方面尚處于初級階段，可以借鑒南非薩索爾的經(jīng)驗，畢竟他們已經(jīng)有70年的發(fā)展經(jīng)驗。

“剛開始，南非薩索爾也主要生產(chǎn)油品，后來60%生產(chǎn)化工品，現(xiàn)在產(chǎn)品超過千種，包括指甲油、口紅、墨水等。這些都是特性產(chǎn)品，雖然量不大，但價值高，市場穩(wěn)定。”黃斌說，“未來，我們的煤炭既可能變成蠟燭出現(xiàn)在燭光晚餐中，也可能變成日化品用于護膚美容。”

創(chuàng)建分子工廠，提升每個分子的價值

談及寧夏煤業(yè)煤制油分公司400萬噸/年煤間接液化項目的未來，郭中山表示，總體目標是打造主業(yè)突出、綜合指標處于行業(yè)先進水平、國際一流的煤制油化工企業(yè);總體思路是圍繞價值創(chuàng)造，從分子結(jié)構(gòu)層面認識煤制油產(chǎn)品特性，如C12、C14等，從分子管理角度定義精益化運營管理方式。

2019年，寧夏煤業(yè)煤制油分公司以創(chuàng)建分子工廠為戰(zhàn)略中心，全面提升企業(yè)發(fā)展質(zhì)量和效益，全面提升生產(chǎn)經(jīng)營管理水平，全面提升產(chǎn)品市場競爭力，促進煤間接液化項目高質(zhì)量發(fā)展，全年力爭油品線保持90%以上負荷運行。

“今年我們計劃生產(chǎn)油化品357萬噸，通過節(jié)支降耗、降本增效等措施，力爭生產(chǎn)油化品360萬噸。”郭中山介紹。

按照實施步驟，寧夏煤業(yè)煤制油分公司計劃用1年時間，到2020年，新產(chǎn)品種類達到15種以上，在低油價時代確保項目實現(xiàn)盈虧持平;用3年時間，到2022年，通過技術改造，實現(xiàn)產(chǎn)出和消耗匹配，建成一批與集團發(fā)展相適應、與寧東煤化工基地發(fā)展相互補充的提質(zhì)增效工程，最終將煤制油所有燃料油轉(zhuǎn)化為高附加值的高端化工品，形成30種以上、萬噸級規(guī)模、百花齊放的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，具有較強的市場抗風險能力;用5年時間，到2025年，完成分子工廠建設，各項管理效能達到最優(yōu)，綜合指標引領行業(yè)，達到油化品分子的調(diào)和、優(yōu)化、分離，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)根據(jù)市場宜油則油、宜化則化，實現(xiàn)市場需求的及時響應，在技術和經(jīng)濟性方面實現(xiàn)行業(yè)領先。

目前，寧夏煤業(yè)煤制油分公司400萬噸/年煤間接液化項目冷卻水循環(huán)使用率達99.1%，每噸油品水耗為5.31噸，比國家先進值低24%;余熱回收發(fā)電裝機264兆瓦，總能效44.6%，比國家先進值高0.6個百分點;每噸油品煤耗為2.77噸標準煤，比國家先進值低1.1%;工藝尾氣硫回收率達99.96%;污水回用率達97%，含鹽廢水回用率達98%，水重復利用率達98.3%，采用曬鹽場蒸發(fā)工藝，實現(xiàn)工業(yè)廢水“近零排放”。

“我們將堅持結(jié)構(gòu)優(yōu)化，通過深入的技術改造升級和精準的技術控制，實現(xiàn)產(chǎn)品精準高效分離，逐步開發(fā)出差異化、高端化、高附加值的化工品和清潔燃料，提升每個分子的價值，打造低成本高效率高效益高精細的分子工程，使煤制油項目具有持久的續(xù)航力。”郭中山說。

新聞延伸

400萬噸/年煤間接液化項目基本情況

項目由工藝生產(chǎn)裝置、公用工程、輔助工程、儲運工程、服務性工程和廠外工程等6部分71個主項組成。工藝生產(chǎn)裝置包括12套空分裝置、28臺干煤粉加壓氣化爐、6套一氧化碳變換裝置、4套低溫甲醇洗裝置、3套硫回收裝置、8套費托合成裝置、1套油品加工裝置和1套尾氣處理裝置。項目于2013年9月開工建設，2016年10月29日產(chǎn)出合格甲醇，2016年12月21日油品A線打通全流程，產(chǎn)出合格油品，2017年12月17日實現(xiàn)滿負荷運行。

項目概算投資586億元，共有工藝設備1.3萬臺、儀表設備11萬臺、電氣設備1.5萬臺、閥門25萬臺，使用總樁基3.6萬余根、混凝土澆筑173萬立方米、鋼結(jié)構(gòu)27萬噸，管道合計長3728公里，電纜敷設1.8萬公里，工程量巨大。

項目集成規(guī)模大，包含由1000余個子系統(tǒng)組成的156個系統(tǒng)，全廠I/O控制點多達21.7萬個，設備管道閥門選擇、儀表控制連鎖、開停車和運行管理等系列技術集成規(guī)模大，建設難度大。在這種情況下，項目實現(xiàn)了1年投產(chǎn)、1年達產(chǎn)、1年創(chuàng)效。

項目投產(chǎn)以來生產(chǎn)運營情況

2016年，在初次投料成功的基礎上，項目邊試車、邊攻堅、邊生產(chǎn)，累計產(chǎn)出油化品2.1萬噸。2016年12月28日，首批油品進入市場。

2017年，在第一條油品線投料成功的基礎上，項目加快油品B線工程收尾和試車進程。全年總體負荷30%，單系列最高負荷達到116%。全年生產(chǎn)柴油及化工品68萬噸、石腦油37萬噸、甲醇88萬噸、穩(wěn)定輕烴5萬噸、液化石油氣5.5萬噸、自發(fā)電量9.9億千瓦時，創(chuàng)造產(chǎn)值49.8億元。開發(fā)的粗白油、液體蠟、精制蠟等7種化工品占產(chǎn)品總量的33%，增收創(chuàng)效2億元，消耗原煤1120萬噸。

2018年，項目全面進入生產(chǎn)經(jīng)營階段，全年總體負荷85%，生產(chǎn)柴油及化工品183萬噸(化工品占比達50%)、石腦油98萬噸、液化石油氣22.9萬噸、精甲醇91萬噸。全年營業(yè)收入168億元，轉(zhuǎn)資后可控成本2738元/噸，完全成本4544元/噸。2018年10月轉(zhuǎn)資前，項目盈虧持平，聯(lián)合試運轉(zhuǎn)費較批復結(jié)余25億元;轉(zhuǎn)資后，2018年四季度整體盈利4億元。

2019年上半年，寧夏煤業(yè)煤制油分公司分步驟、分系列對費托反應器和低溫甲醇洗換熱器開展停車技改檢修。2019年上半年，油品平均負荷80%，甲醇合成負荷95%。截至今年6月，項目共生產(chǎn)油化品173.55萬噸，甲醇47.17萬噸，基本實現(xiàn)時間過半任務過半目標。其中，車用柴油44.38萬噸、化工品46.41萬噸、石腦油68.41萬噸、液化石油氣14.35萬噸。全年力爭油品線保持90%以上負荷運行，通過節(jié)支降耗、增產(chǎn)增效等各項措施，力爭生產(chǎn)油化品360萬噸。