從寧煤煤制油項目看我國煤炭清潔高效利用

初夏的塞上江南，天高云淡。

從銀川驅車向東，穿過黃河大橋，途經我國最早發(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目——國家能源集團寧夏煤業(yè)400萬噸/年煤炭間接液化示范項目廠區(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“綠”的旅程就此完成。

“在我國西部建設這樣一個能源化工基地，特別是建設一個目前世界上單體規(guī)模最大的煤制油項目，具有戰(zhàn)略意義。要再接再厲，精益求精，嚴把技術關、質量關、安全關、環(huán)保關，保質保量按期完成建設任務。”2016年7月19日，習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，“在沒有任何經驗借鑒下，我們讓不可能變?yōu)榭赡?，不僅建起來、轉起來，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，藍白管道縱橫交錯。走在國家能源集團寧夏煤業(yè)有限責任公司(以下簡稱“寧煤”)煤制油廠區(qū)，聽著工作人員的介紹，一部我國煤化工產業(yè)奮進自強的發(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90年代末，寧夏煤企開始探索煤制油項目可行性。2004年，國家發(fā)展改革委以項目招投標的方式，確定由寧煤承建煤炭間接液化示范項目。2005年開始，寧煤與相關國外企業(yè)展開談判，希望引進生產線，但始終沒能就具體條款達成一致。

技術既然買不來，那就靠自己研發(fā)。

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

這是世界石油化工及煤制油化工行業(yè)一次性投資建設規(guī)模最大的化工項目，項目工藝復雜，技術難度大。項目需要建設兩條200萬噸生產線，由1000余個子系統(tǒng)、156個系統(tǒng)組成的復雜巨系統(tǒng)集成。擺在建設者面前的，是一道道亟待攻克的高難度技術壁壘。

煤制油合成油廠費托合成一車間副主任王佳瑞，是煤制油項目第一批108名入職的大學生之一。回想那時的光景，他唏噓道：“沒有經驗可借鑒，一切從零開始。”

項目建設時，最多有3萬人同時施工。大家斗嚴寒、戰(zhàn)酷暑，吃住在一線，60多天不回家是常態(tài)。

“我們都是血氣方剛的小伙子，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，便一頭扎進煤化工事業(yè)，一干就是30年。“建設初期，項目的動力裝置——十萬等級空分設備被國外壟斷。國內沒有這么大的怎么辦?我們就靠自主創(chuàng)新，實現國產化。”

團隊錨定37項自主國產化任務，推進產業(yè)裝備制造水平提升;寧煤主動聯系國內29家大型裝備制造企業(yè)，開始逐一攻克各項國產化難題。

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

截至目前，37項自主國產化任務全部完成，工藝設備國產化率達到98.5%。“憑著面對困難不低頭的勇氣，設計工期為5年的寧煤煤制油工程，僅用了39個月就完成建設。”李登桐說。

2016年12月21日，項目打通工藝全流程，油品A線產出合格油品。從此，我國成為世界上少數掌握煤制油全生產鏈技術的國家之一。

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

項目投產運行以來，年轉化煤炭2400萬噸，占寧夏煤炭年產量的1/4，推動了煤炭由單一燃料向燃料與原料并重轉變，成為能源技術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，煤制油項目生產出合格產品后，習近平總書記發(fā)來賀電，指示要“再接再厲、精益求精，保證項目安全、穩(wěn)定、清潔運行”。

“確保煤制油項目好起來、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年底投產以來，我們通過消缺改造、系統(tǒng)優(yōu)化、技術攻關和全裝置大檢修工作，持續(xù)攻克、解決影響安全穩(wěn)定清潔運行的各項難題。”

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，安全高質量完成11172項檢修任務。

“我們提前53小時實現油品合成費托裝置引入原料氣，產出合格油品，并實現滿負荷運行。”何紅兵說，“檢修后裝置油化品實現月產38.6萬噸新紀錄，多項關鍵指標處于國內領先水平。”

如今，歷經2020年、2023年兩次大檢修，煤制油項目已實現高質量運行，連續(xù)三年油化品突破400萬噸大關，安全生產超過1400天。

除了安全穩(wěn)定運行，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品，清潔轉化并不算徹底完成，只有解決了污染問題，煤炭的大變身才能久遠并可持續(xù)。

在寧煤煤制油生產廠區(qū)，智能化車間通過管道輸送物料。由于生產區(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，煤制油項目下一步將對循環(huán)設施進行升級改造。預計建設的脫硫智慧倉儲系統(tǒng)能使副產品硫酸銨從入庫到出庫全流程無人化，更加安全可靠;擴容改造后的灰?guī)炷軌航捣蹓m;脫硫尾氣洗滌塔能進行遠程沖洗······

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臺通用設備和2661臺套機械設備協作下，經預處理、膜處理、高級氧化、生化、納濾等工藝，最終生產出產品水，全部進入煤制油生產系統(tǒng)代替新鮮水，污廢水回用率達98.5%，實現近零排放，當年可減少配水量高達50%。”

寧煤煤制油持續(xù)改進節(jié)能環(huán)保技術，不斷實現經濟、生態(tài)效益的雙向提升。

一個又一個夜以繼日，一項又一項創(chuàng)新突破，實現了煤制油項目的安全、穩(wěn)定、清潔運行。寧煤人不負囑托，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，煤炭清潔轉化空間無限。

在寧煤煤制油化工園區(qū)內，一座設計現代的樓宇里，百余名科研人員正研究著新課題。為了進一步實現煤炭清潔高效利用，他們在煤制油項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)成套技術開發(fā)就是課題成果中的一項。這種高端材料，是廣泛應用于汽車、建筑、電器等領域的合成橡膠材料，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，國家能源集團是獨一份。”研發(fā)員楊瑋婧語氣中不無驕傲，“經過我們項目組技術攻關，打通了POE制備的工藝流程，掌握了成套工藝技術，成功邁入工業(yè)示范立項階段，依托煤制油裝置α-烯烴優(yōu)勢，未來可生產40萬噸/年的POE產品。”

走進寧煤煤化工研究院，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：“咱們日常用的塑料飯盒、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!”

瞄準產業(yè)中高端，落實“平急結合”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”產品集群，實現了由單一油品向多元化高端產品的轉變。

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化工多元化產業(yè)結構，加快穩(wěn)定重質油提質改造技改項目，生產烷烯烴組分段產品。

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

在寧煤300萬噸/年CCUS示范項目一期工程項目現場，記者了解到，兩臺1000立方米球罐焊接熱處理試壓工作已結束，項目全面進入土建交安階段。

“這個項目在全球首次實現了現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業(yè)鏈示范基地。”聚甲醛二期項目部副經理王培寧告訴記者，“煤制油項目和化工園區(qū)內其他項目所排二氧化碳，被捕集后將運往百公里外的油田用來驅油，每年減排二氧化碳達300萬噸。”

“雙碳”目標下，煤炭一度被當作“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。以國家能源集團為代表的大型能源央企錨定現代煤化工“高端化、多元化、低碳化”發(fā)展，以科技創(chuàng)新推動產業(yè)創(chuàng)新，先后攻克一大批關鍵核心技術。

“要利用我國新型舉國體制，發(fā)揮好央企創(chuàng)新主體作用，建好用好國家級實驗室和平臺，依托重大工程，開展關鍵核心技術攻關，帶動先進技術應用和產業(yè)升級，多措并舉、共同應對新挑戰(zhàn)。”國家能源集團黨組書記、董事長劉國躍表示。

肩負煤炭清潔高效利用的使命，我們相信，將有更多“點石成金”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，夜幕下的煤制油項目最美。

10萬盞明燈照耀下，11萬臺儀表設備、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，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。

能源是經濟社會發(fā)展的重要物質基礎和動力源泉，攸關國計民生和國家安全。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中承擔兜底保障作用。

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

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

2016年7月19日，當習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音，為寧煤人注入了強勁動力，指明了奮進方向。

2016年12月，寧煤煤制油項目建成投產，2021年全面達產，2022年7月28日順利通過竣工驗收。投產運行以來，項目年轉化煤炭2400萬噸，占寧夏煤炭年產量的1/4。

從技術受制于人，到把核心技術牢牢攥在自己手里，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)建設志》寫道，“早在大約1.6億年中生代侏羅紀中期，寧東地區(qū)曾是茂密的原始森林······經歷地殼運動、風霜侵襲，變成了亙古荒原”。如今，寧煤煤制油項目的一座座高塔、一條條管線，猶如一棵棵參天巨木，讓寧東基地再現“叢林茂密”!