煤制油技術(shù)團(tuán)隊(duì)何以走向產(chǎn)業(yè)成功

中科合成油技術(shù)有限公司與神華寧煤合作，在賀蘭山下茫?；哪?，實(shí)現(xiàn)了世界上單套規(guī)模最大的年產(chǎn)400萬噸煤制油裝置一次性試車成功，開創(chuàng)了中國(guó)煤制油的嶄新歷史。

中國(guó)是富煤少油的國(guó)度，使煤變油曾是幾代中國(guó)人的夢(mèng)想。

實(shí)驗(yàn)室里曾經(jīng)成功過，小規(guī)模的量產(chǎn)也曾實(shí)現(xiàn)過。但工業(yè)量產(chǎn)一直是中國(guó)科技界和工業(yè)界的夢(mèng)。

日前，科技日?qǐng)?bào)記者來到北京全國(guó)科創(chuàng)中心懷柔科學(xué)城，走進(jìn)中科合成油技術(shù)有限公司（以下簡(jiǎn)稱中科公司）一探究竟。因?yàn)榻者@家公司與神華寧煤合作，在賀蘭山下茫茫荒漠中，實(shí)現(xiàn)了世界上單套規(guī)模最大的年產(chǎn)400萬噸煤制油裝置一次性試車成功，開創(chuàng)了中國(guó)煤制油的嶄新歷史。

中科院院長(zhǎng)白春禮說，經(jīng)過10年的拼搏和探索，中科合成油公司成為煤炭間接液化領(lǐng)域工程整體解決方案的引領(lǐng)者，成為理論指導(dǎo)實(shí)踐、需求驅(qū)動(dòng)創(chuàng)新，創(chuàng)新鏈、產(chǎn)業(yè)鏈與資本鏈聯(lián)動(dòng)創(chuàng)新方面的成功典范。這在我國(guó)現(xiàn)代煤化工技術(shù)的發(fā)展和大化工工業(yè)自主創(chuàng)新開發(fā)方面具有里程碑意義。

幾十年來的煤制油夢(mèng)想，為何能由中科公司實(shí)現(xiàn)？

——歷史時(shí)刻——

首次實(shí)現(xiàn)工業(yè)規(guī)模量產(chǎn)

我們先來看一組數(shù)據(jù)：2016年我國(guó)石油總消費(fèi)量達(dá)到5.56億噸，其中進(jìn)口量為3.81億噸，對(duì)外依存度達(dá)到了65%，也就是說有將近2/3的石油依賴進(jìn)口。石油資源的短缺一直是困擾我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重大問題。

去年12月5日22時(shí)16分，在神華寧煤，由中科公司開發(fā)的世界單套規(guī)模最大的年產(chǎn)400萬噸煤制油裝置的反應(yīng)器開始投料；12月21日20時(shí)30分常一線、常二線、減一線柴油產(chǎn)出，23時(shí)50分，各項(xiàng)指標(biāo)分析合格，煤制油全流程貫通。自此，由中國(guó)人開發(fā)的煤制油工業(yè)規(guī)模量產(chǎn)首次實(shí)現(xiàn)。

這一重大項(xiàng)目的建成投產(chǎn)，對(duì)我國(guó)增強(qiáng)能源自主保障能力、推動(dòng)煤炭清潔高效利用具有重大意義，是對(duì)能源安全高效清潔低碳發(fā)展方式的有益探索。這充分說明，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式、調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，推進(jìn)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革、構(gòu)建現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系，必須大力推進(jìn)科技創(chuàng)新，加快推動(dòng)科技成果向現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化。

——研發(fā)之旅——

要有技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)的概念

“由中科公司實(shí)現(xiàn)工業(yè)規(guī)模量產(chǎn)煤制油不是偶然的。”公司總經(jīng)理李永旺如是說。

在煤制油過程中，關(guān)鍵是一氧化碳和氫氣反應(yīng)合成烴，也稱為費(fèi)托合成反應(yīng)。

我們?cè)刂@條技術(shù)路線研究過煤制油技術(shù)。

從新中國(guó)一成立，我國(guó)便開始了探索。1951年2月我們生產(chǎn)出了新中國(guó)第一桶煤油。但隨著1959年大慶油田的發(fā)現(xiàn)，煤制油裝置逐次關(guān)閉，技術(shù)開發(fā)終止。

改革開放后，中科院山西煤化所開始了第二次煤制油之旅。當(dāng)時(shí)主要采用的是固定床費(fèi)托合成兩段法合成汽油工藝，1993—1994年進(jìn)行了年產(chǎn)2000噸的工業(yè)試驗(yàn)，由于受到當(dāng)時(shí)技術(shù)條件與經(jīng)濟(jì)性的限制而沒有規(guī)?；a(chǎn)。而國(guó)際上費(fèi)托合成工藝雖然最早是在固定床反應(yīng)器中合成，但后來發(fā)展出了循環(huán)流化床合成技術(shù)、固定流化床合成技術(shù)、漿態(tài)床合成技術(shù)。

1997年，煤制油研發(fā)進(jìn)入瓶頸期。那時(shí)還在山西煤化所的李永旺，將技術(shù)研發(fā)方向由固定床費(fèi)托合成轉(zhuǎn)變?yōu)楦冗M(jìn)的漿態(tài)床費(fèi)托合成，目標(biāo)就是要做出屬于我們自己的煤制油技術(shù)。他說：“我們希望能在中國(guó)建設(shè)百萬噸級(jí)的煤制油工廠，把技術(shù)做到能有經(jīng)濟(jì)性，起碼要做到與天然石油煉制相接近的水平。”

沒有經(jīng)濟(jì)性的技術(shù)是不會(huì)受到市場(chǎng)歡迎的。如果煤制油的成本高出石油許多，市場(chǎng)對(duì)這項(xiàng)技術(shù)就不會(huì)有熱情，充其量它也就是一項(xiàng)戰(zhàn)略技術(shù)儲(chǔ)備。

——創(chuàng)新超越——

科研底蘊(yùn)鑄就今天輝煌

1997年李永旺重新組織研發(fā)團(tuán)隊(duì)，到2004年，團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了千噸級(jí)漿態(tài)床合成油中試裝置上千小時(shí)的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，解決了中試裝置上的合成反應(yīng)器換熱、費(fèi)托初油品質(zhì)量穩(wěn)定與加工等一系列技術(shù)難題，生產(chǎn)出高品質(zhì)的合成柴油產(chǎn)品。

李永旺發(fā)現(xiàn)，漿態(tài)床費(fèi)托合成在200℃—250℃反應(yīng)時(shí)，產(chǎn)生的熱量不能得到很好的利用，對(duì)煤制油的系統(tǒng)能效影響很大。他大膽地提出將反應(yīng)溫度提高到260℃—290℃，這樣就使一部分高品位的蒸汽可以在全系統(tǒng)中很好地平衡利用，整個(gè)系統(tǒng)的能源利用效率就能提高5—8個(gè)百分點(diǎn)。

這一概念的突破，是漿態(tài)床費(fèi)托合成技術(shù)提升的關(guān)鍵。這項(xiàng)技術(shù)在內(nèi)蒙古伊泰集團(tuán)和山西潞安集團(tuán)建設(shè)的兩個(gè)年產(chǎn)16萬噸煤制油示范廠的應(yīng)用獲得成功，并最終實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)400萬噸的煤制油工廠建成并試車成功，使我國(guó)煤制油技術(shù)達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平，形成了具有中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的成果。

中科院山西煤化所副所長(zhǎng)房倚天說：“中科院30年的科研底蘊(yùn)，20年的創(chuàng)新超越，10年的產(chǎn)業(yè)推廣，鑄就了中國(guó)煤制油今天的輝煌。”

——高效耦合——

研究所的成果順利轉(zhuǎn)化

在煤制油從實(shí)驗(yàn)室技術(shù)走向工業(yè)化應(yīng)用的過程中，既需要一支過硬的核心技術(shù)研究力量，也需要一支有熱情、負(fù)責(zé)任的煤制油工程化技術(shù)開發(fā)隊(duì)伍。而在一般國(guó)立科研機(jī)構(gòu)里，致力于工程化研究的人不多甚至沒有。

2006年，中科院山西煤化所大膽進(jìn)行了體制、機(jī)制改革，聯(lián)合內(nèi)蒙古伊泰集團(tuán)、山西潞安集團(tuán)、中國(guó)神華集團(tuán)、徐州礦業(yè)集團(tuán)等大型煤炭企業(yè)組建了股份制高技術(shù)公司——中科合成油技術(shù)有限公司，形成了集基礎(chǔ)研究、核心技術(shù)開發(fā)、工程設(shè)計(jì)、催化劑生產(chǎn)、特種專用設(shè)備的制造、工程總承包為一體的無縫對(duì)接的技術(shù)支撐體系。

中科公司副總經(jīng)理?xiàng)钣赂嬖V科技日?qǐng)?bào)記者，企業(yè)化運(yùn)營(yíng)的技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化支撐體系極大地促進(jìn)了煤制油技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

首先，公司打破了以往研究所的課題組模式，所有的專業(yè)學(xué)科都投入到開發(fā)工作中去，但如果是課題組的模式就會(huì)有很多困難。課題組能不能隨便招人？又有多大的容量招收所需的各專業(yè)的人才？楊勇坦承，現(xiàn)在我們研發(fā)隊(duì)伍的各專業(yè)人才配置齊全，可能一個(gè)研究所都不會(huì)有這么專業(yè)配置齊全的隊(duì)伍。

其次，強(qiáng)化基礎(chǔ)研究的技術(shù)開發(fā)。與一般公司不同，中科公司在技術(shù)開發(fā)的同時(shí)，把基礎(chǔ)研究的力量配置得很大，這對(duì)公司在基礎(chǔ)理論的認(rèn)識(shí)和突破上十分有利，容易形成原創(chuàng)性的成果。

再次，新技術(shù)開發(fā)和工程化能夠高效耦合。一般設(shè)計(jì)院都擅長(zhǎng)做成熟工藝路線的設(shè)計(jì)，靠的是經(jīng)驗(yàn)；一般研究院的研究常常是為了某項(xiàng)指標(biāo)研究，考慮工程因素不多。而中科公司最大的優(yōu)勢(shì)是把工程和研發(fā)高效耦合在一起。在技術(shù)開發(fā)過程中工程開發(fā)就同步進(jìn)行了。

通常做設(shè)計(jì)的，畫完圖紙就行了。但在中科合成油公司，那得看技術(shù)研發(fā)人員說行不行。如果不行，你就得重新設(shè)計(jì)。而許多單位，讓設(shè)計(jì)員改圖紙重畫是一件很頭疼的事。楊勇說，因?yàn)槲覀兪窃谝粋€(gè)老板手下工作，不會(huì)出現(xiàn)這種問題。

中科合成油研發(fā)中心基礎(chǔ)研究部部長(zhǎng)溫曉東說，我們的特點(diǎn)是基礎(chǔ)與開發(fā)不分家，實(shí)驗(yàn)與理論不分家，技術(shù)與工程不分家。

許多在研究院所解決不了的成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化問題，在中科合成油公司并不存在。

專家點(diǎn)評(píng)

去年底，由中科合成油技術(shù)有限公司提供技術(shù)支撐的神華寧煤400萬噸/年煤制油裝置打通全部工藝流程，實(shí)現(xiàn)一次性投料試車成功。這是我國(guó)煤制油技術(shù)領(lǐng)域的重大成果。這套裝置是全球單套最大規(guī)模的，也是目前世界上煤間接制油整體技術(shù)上最先進(jìn)的。

目前我國(guó)煤炭資源的利用方式還不太合理，主要是作為燃料用于發(fā)電、冶金、建材等行業(yè)，不僅能源利用率不高，而且污染環(huán)境。

中科合成油公司煤間接制油技術(shù)以煤作原料，經(jīng)過化工處理，生產(chǎn)油品和化學(xué)品，所生產(chǎn)的油品不含硫、芳烴，屬于清潔油品；所生產(chǎn)的高檔石蠟、潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油、烯烴等，屬于高附加值化學(xué)品。

中科合成油公司的技術(shù)創(chuàng)新對(duì)于我國(guó)實(shí)施煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化、促進(jìn)煤炭深加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展、實(shí)現(xiàn)能源革命都具有重大意義。

中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)副秘書長(zhǎng)兼科技部主任 胡遷林