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从宁煤煤制油项目看我国煤炭清洁高效利用

2024-06-11 09:18:46 国家能源局   作者: 中国电力报  

初夏的塞上江南,天高云淡。

从银川驱车向东,穿过黄河大桥,途经我国最早发掘的旧石器时代文化遗址水洞沟,再前行25千米,世界级超级工程、全球单体规模最大煤炭间接液化项目——国家能源集团宁夏煤业400万吨/年煤炭间接液化示范项目厂区,便映入眼帘。

一块煤炭,在这里发生裂变——

穿过厂区内长约3800千米的各类管道,化为柴油、石脑油、液化石油气、粗白油、液体蜡、精制蜡······一段由黑变白、从黑转“绿”的旅程就此完成。

“在我国西部建设这样一个能源化工基地,特别是建设一个目前世界上单体规模最大的煤制油项目,具有战略意义。要再接再厉,精益求精,严把技术关、质量关、安全关、环保关,保质保量按期完成建设任务。”2016年7月19日,习近平总书记考察宁东能源化工基地作出重要指示。

“总书记的嘱托让我们信心百倍。”宁夏煤业煤制油空分厂副总工程师李登桐说,“在没有任何经验借鉴下,我们让不可能变为可能,不仅建起来、转起来,更让煤制油装置稳起来、优起来。”

从零开始

百米高塔比肩林立,蓝白管道纵横交错。走在国家能源集团宁夏煤业有限责任公司(以下简称“宁煤”)煤制油厂区,听着工作人员的介绍,一部我国煤化工产业奋进自强的发展史跃然眼前。

宁夏煤炭已探明储量340亿吨,是我国能源化工“金三角”的重要一极。

为提升煤炭资源利用价值,20世纪90年代末,宁夏煤企开始探索煤制油项目可行性。2004年,国家发展改革委以项目招投标的方式,确定由宁煤承建煤炭间接液化示范项目。2005年开始,宁煤与相关国外企业展开谈判,希望引进生产线,但始终没能就具体条款达成一致。

技术既然买不来,那就靠自己研发。

2013年9月,400万吨/年煤间接液化示范项目在宁东能源化工基地正式开工建设。

这是世界石油化工及煤制油化工行业一次性投资建设规模最大的化工项目,项目工艺复杂,技术难度大。项目需要建设两条200万吨生产线,由1000余个子系统、156个系统组成的复杂巨系统集成。摆在建设者面前的,是一道道亟待攻克的高难度技术壁垒。

煤制油合成油厂费托合成一车间副主任王佳瑞,是煤制油项目第一批108名入职的大学生之一。回想那时的光景,他唏嘘道:“没有经验可借鉴,一切从零开始。”

项目建设时,最多有3万人同时施工。大家斗严寒、战酷暑,吃住在一线,60多天不回家是常态。

“我们都是血气方刚的小伙子,却没时间谈恋爱。”王佳瑞笑着说,“大家憋着一股劲儿,就想让国产煤制油装置早日‘建起来、开起来、稳起来’。”

李登桐20岁入职,便一头扎进煤化工事业,一干就是30年。“建设初期,项目的动力装置——十万等级空分设备被国外垄断。皇冠体育网址|国内没有这么大的怎么办?我们就靠自主创新,实现国产化。”

团队锚定37项自主国产化任务,推进产业装备制造水平提升;宁煤主动联系皇冠体育网址|国内29家大型装备制造企业,开始逐一攻克各项国产化难题。

一大批皇冠体育网址|国内装备制造企业在参与宁煤煤制油项目的过程中,通过研发创新,成功跻身澳门皇冠体育官网|国际一流行列,从此打开皇冠体育网址|国内外市场。

截至目前,37项自主国产化任务全部完成,工艺设备国产化率达到98.5%。“凭着面对困难不低头的勇气,设计工期为5年的宁煤煤制油工程,仅用了39个月就完成建设。”李登桐说。

2016年12月21日,项目打通工艺全流程,油品A线产出合格油品。从此,我国成为世界上少数掌握煤制油全生产链技术的国家之一。

“煤制油成套技术更重要的价值,是作为保障我国能源安全的重要‘底牌’,‘平时能活,急时保供’,在关键时刻为保障国家能源供给起到兜底作用。”李登桐说。

项目投产运行以来,年转化煤炭2400万吨,占宁夏煤炭年产量的1/4,推动了煤炭由单一燃料向燃料与原料并重转变,成为能源技术革命和煤炭清洁高效利用的重要途径。

精益求精

2016年12月28日,煤制油项目生产出合格产品后,习近平总书记发来贺电,指示要“再接再厉、精益求精,保证项目安全、稳定、清洁运行”。

“确保煤制油项目好起来、优起来,是摆在我们宁煤人面前的必答题。”煤制油分公司气化一厂三车间副主任何红兵说,“从2016年底投产以来,我们通过消缺改造、系统优化、技术攻关和全装置大检修工作,持续攻克、解决影响安全稳定清洁运行的各项难题。”

2023年4月17日,三年一次的大检修拉开了序幕。

“白加黑”“五加二”,宁煤人仅用33天就完成了全装置大检修,安全高质量完成11172项检修任务。

“我们提前53小时实现油品合成费托装置引入原料气,产出合格油品,并实现满负荷运行。”何红兵说,“检修后装置油化品实现月产38.6万吨新纪录,多项关键指标处于皇冠体育网址|国内领先水平。”

如今,历经2020年、2023年两次大检修,煤制油项目已实现高质量运行,连续三年油化品突破400万吨大关,安全生产超过1400天。

除了安全稳定运行,清洁始终是宁煤人努力的方向。在他们看来,将煤炭化身为油品和化学品,清洁转化并不算彻底完成,只有解决了污染问题,煤炭的大变身才能久远并可持续。

在宁煤煤制油生产厂区,智能化车间通过管道输送物料。由于生产区域密闭,走在厂区里,闻不到一丝煤或石油的气味。

记者在采访时了解到,煤制油项目下一步将对循环设施进行升级改造。预计建设的脱硫智慧仓储系统能使副产品硫酸铵从入库到出库全流程无人化,更加安全可靠;扩容改造后的灰库能压降粉尘;脱硫尾气洗涤塔能进行远程冲洗······

宁煤煤制油分公司公用工程管理中心副总工程师张诚告诉记者:“煤制油项目污水回用率和工艺尾气硫回收率均接近99%。”

“我们的水处理装置厂区占地面积20.1万平方米,足足有28个足球场大。”张诚说,“废水在2624台通用设备和2661台套机械设备协作下,经预处理、膜处理、高级氧化、生化、纳滤等工艺,最终生产出产品水,全部进入煤制油生产系统代替新鲜水,污废水回用率达98.5%,实现近零排放,当年可减少配水量高达50%。”

宁煤煤制油持续改进节能环保技术,不断实现经济、生态效益的双向提升。

一个又一个夜以继日,一项又一项创新突破,实现了煤制油项目的安全、稳定、清洁运行。宁煤人不负嘱托,向世界展示了中国的能源自主保障能力,为煤炭清洁高效利用探索出了“由黑变白”的新路子。

空间无限

聚焦高端多元低碳,利用煤炭间接液化工艺优势,煤炭清洁转化空间无限。

在宁煤煤制油化工园区内,一座设计现代的楼宇里,百余名科研人员正研究着新课题。为了进一步实现煤炭清洁高效利用,他们在煤制油项目碳分子广阔世界里探寻着新的突破。

煤基聚烯烃弹性体(POE)成套技术开发就是课题成果中的一项。这种高端材料,是广泛应用于汽车、建筑、电器等领域的合成橡胶材料,具有优异的物理特性和稳定性,颇受市场青睐。

“研发POE,国家能源集团是独一份。”研发员杨玮婧语气中不无骄傲,“经过我们项目组技术攻关,打通了POE制备的工艺流程,掌握了成套工艺技术,成功迈入工业示范立项阶段,依托煤制油装置α-烯烃优势,未来可生产40万吨/年的POE产品。”

走进宁煤煤化工研究院,各种聚丙烯原料引起了记者的注意。POE这种形同珍珠的小颗粒洁白如雪,手感“Q弹”。

宁煤煤化工研究院副总工程师李磊指着一个水杯对记者说:“咱们日常用的塑料饭盒、水杯、口罩等都是由这些‘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!”

瞄准产业中高端,落实“平急结合”要求,在科技创新加持下,宁煤煤制油已初步形成“五大类、21种”产品集群,实现了由单一油品向多元化高端产品的转变。

多元化的发展,是煤炭清洁高效利用的重要方向。宁煤规划,到2025年初步形成下游精细化工多元化产业结构,加快稳定重质油提质改造技改项目,生产烷烯烃组分段产品。

在项目保障清洁运行的同时,宁煤积极探索新路径,不断提升煤制油项目低碳发展水平。

在宁煤300万吨/年CCUS示范项目一期工程项目现场,记者了解到,两台1000立方米球罐焊接热处理试压工作已结束,项目全面进入土建交安阶段。

“这个项目在全球首次实现了现代煤化工和大型油气田开采之间的绿色减碳合作,建成后,将成为我国最大的碳捕集利用与封存全产业链示范基地。”聚甲醛二期项目部副经理王培宁告诉记者,“煤制油项目和化工园区内其他项目所排二氧化碳,被捕集后将运往百公里外的油田用来驱油,每年减排二氧化碳达300万吨。”

“双碳”目标下,煤炭一度被当作“拦路虎”,人们谈煤色变。然而,能源革命的要义,是“净”煤而非去煤。

近年来,我国持续深化煤炭清洁高效利用。以国家能源集团为代表的大型能源央企锚定现代煤化工“高端化、多元化、低碳化”发展,以科技创新推动产业创新,先后攻克一大批关键核心技术。

“要利用我国新型举国体制,发挥好央企创新主体作用,建好用好国家级实验室和平台,依托重大工程,开展关键核心技术攻关,带动先进技术应用和产业升级,多措并举、共同应对新挑战。”国家能源集团党组书记、董事长刘国跃表示。

肩负煤炭清洁高效利用的使命,我们相信,将有更多“点石成金”的故事书写在神州大地。

记者手记

皇冠体育在线网址|社会主义是干出来的

在宁煤,他们说,夜幕下的煤制油项目最美。

10万盏明灯照耀下,11万台仪表设备、25万台阀门鳞次栉比,12套10万立方米/小时等级空分装置、28台气化炉的煤气化装置、8个系列费托合成单元及配套辅助工程百塔林立,1.8万千米电缆、300万米管道长虹飞架······好似璀璨星河坠落人间。

这一片璀璨,是“皇冠体育在线网址|社会主义是干出来的”生动体现,是宁煤人从煤田走向“油田”的奋斗杰作,是我国煤化工行业自主创新的生动缩影。

能源是经济皇冠体育在线网址|社会发展的重要物质基础和动力源泉,攸关国计民生和国家安全。贫油、少气、相对丰富的煤炭资源禀赋,决定了煤炭在我国能源供应中承担兜底保障作用。

大力发展煤制油产业,是我国降低对外石油依存度、提升能源保障能力的现实选择,具有重大战略意义。

宁煤煤制油项目正是诞生于国家能源急需之际,成长于国家奋进之中,发展于民族振兴之时。

2016年7月19日,当习近平总书记第二次来到宁东能源化工基地,见到这片从戈壁荒滩上拔地而起的钢铁之城,向全皇冠体育在线网址|社会发出了“皇冠体育在线网址|社会主义是干出来的”伟大号召。

响彻神州大地的时代强音,为宁煤人注入了强劲动力,指明了奋进方向。

2016年12月,宁煤煤制油项目建成投产,2021年全面达产,2022年7月28日顺利通过竣工验收。投产运行以来,项目年转化煤炭2400万吨,占宁夏煤炭年产量的1/4。

从技术受制于人,到把核心技术牢牢攥在自己手里,宁煤人以“宁东创造”,向世界展示了中国对能源安全高效清洁低碳发展的不懈探索。

《宁东开发建设志》写道,“早在大约1.6亿年中生代侏罗纪中期,宁东地区曾是茂密的原始森林······经历地壳运动、风霜侵袭,变成了亘古荒原”。如今,宁煤煤制油项目的一座座高塔、一条条管线,犹如一棵棵参天巨木,让宁东基地再现“丛林茂密”!




责任编辑: 张磊

标签:宁煤,煤制油