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傳統(tǒng)能源清潔化利用的有益探索

——探訪我國首個百萬噸級煤直接液化油示范工程

光明日報記者 高 平

　　在內(nèi)蒙古鄂爾多斯伊金霍洛旗上灣鎮(zhèn),，有一個占地3000多畝的大型化工廠,。比面粉還細(xì)的煤粉進(jìn)入管道和反應(yīng)器,，高溫,、高壓和加氫,，20多個小時后,，煤就變成像礦泉水般清澈的柴油,、石腦油等高端油品,。這里就是國家能源集團(tuán)鄂爾多斯煤制油分公司百萬噸級煤直接液化油生產(chǎn)線。

　　鄂爾多斯煤制油分公司總經(jīng)理王建立自豪地說：“這條生產(chǎn)線可以說是國之重器,，我國富煤,、缺油、少氣,，把煤變成油,，承載著我國的能源安全戰(zhàn)略。到目前為止,，我國是世界上唯一掌握百萬噸級煤直接液化油關(guān)鍵技術(shù)的國家,。”

　　煤制油是國家能源安全的重要保障

　　在鄂爾多斯煤制油分公司,，記者見到了我國煤直接液化的功臣舒歌平,，1961年出生的他滿頭白發(fā)，為了攻克煤直接液化關(guān)鍵技術(shù),，從1996年開始,，舒歌平就埋頭實(shí)驗(yàn)室,、中試車間，天天與煤粉裹在一起成了“黑人”,。

　　現(xiàn)在,，舒歌平已經(jīng)是煤直接液化國家工程實(shí)驗(yàn)室主任、國家能源集團(tuán)煤制油化工公司總工程師,。舒歌平站在廠區(qū)向記者介紹,，煤制油技術(shù)主要分為直接液化和間接液化兩種。所謂煤炭液化,，就是把煤中的有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化為液態(tài)產(chǎn)物,，從中獲得液態(tài)的碳?xì)浠�合物來替代石油及其產(chǎn)品。煤的直接液化是通過加氫,，使煤直接轉(zhuǎn)化為液體燃料,，但其工藝過程的總體操作條件相對苛刻和復(fù)雜。

　　煤的間接液化是先將煤氣化,，制成合成氣,，再經(jīng)過催化合成為液體燃料。其優(yōu)點(diǎn)是煤種適應(yīng)性較寬,，操作條件相對寬松溫和,，但總效率比不上直接液化。從煤制油技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀看,，煤的間接液化技術(shù)成熟,，我國已形成規(guī)模化生產(chǎn),。直接液化因工藝復(fù)雜,，投資大，風(fēng)險高,，德,、美、日等發(fā)達(dá)國家還都處于試驗(yàn)階段,，尚無任何工業(yè)化生產(chǎn)的成熟經(jīng)驗(yàn)可供借鑒,。

　　中國煤儲量居世界第三位，而目前所需石油的一半以上依賴進(jìn)口,。不少有識之士意識到,，通過煤液化工藝生產(chǎn)合成油，將我國豐富的煤炭資源轉(zhuǎn)化成“油優(yōu)勢”,，將成為中國能源戰(zhàn)略的重要機(jī)遇,。我國的煤直接液化工程布局開始于上世紀(jì)80年代，鄂爾多斯項(xiàng)目則在2004年8月開工建設(shè),，2011年進(jìn)入商業(yè)化運(yùn)營,。

　　王建立指著生產(chǎn)線上的兩臺煤液化加氫反應(yīng)器給記者講了一個故事：兩個“龐然大物”每臺總重2130噸,。當(dāng)時無法直接從制造地東北運(yùn)到現(xiàn)場，只能做成每節(jié)140噸的大鍛件逐節(jié)運(yùn)來,，再在工地現(xiàn)場逐節(jié)焊接,。當(dāng)時國內(nèi)尚無工程企業(yè)能完成吊裝，最終他們請一家荷蘭公司使用了世界最大吊車才吊裝完成,。

　　王建立感慨地說,，當(dāng)時是2008年，現(xiàn)在我們國家的裝備制造能力取得大跨越,，吊裝能力已達(dá)5000噸�,，F(xiàn)在返回頭看，當(dāng)時的難題就是小兒科,�,？萍脊リP(guān)，必須有決心,、有恒心,。

　　經(jīng)過10多年的艱苦攻關(guān)，鄂爾多斯百萬噸級煤直接液化油生產(chǎn)線技術(shù)已經(jīng)成熟,。目前生產(chǎn)線的設(shè)備國產(chǎn)化率已經(jīng)達(dá)到98%以上，核心設(shè)備全部國產(chǎn),。

　　煤制油的“特種效能”

　　在鄂爾多斯煤制油分公司的展覽室,，有3瓶樣品。一瓶是普通石油煉出的柴油,，顏色渾濁,；另兩瓶是煤制油得到的汽油、柴油,，晶瑩透明,。王建立說：“煤制油可以說是‘天生麗質(zhì)’，它是特種油,，可以廣泛運(yùn)用到國防軍事領(lǐng)域,。”

　　煤基直接液化油品具有區(qū)別于石油基油品的獨(dú)特品質(zhì)——顯著的“一大三高四低”特性：比重大,，高熱值,，吸熱能力強(qiáng)，冷卻能力好,，高溫下油品質(zhì)量穩(wěn)定,，不易發(fā)生氧化變質(zhì)、結(jié)焦,；低硫,、低氮,、低芳烴，有效降低尾氣顆粒污染物的排放,，達(dá)到了清潔燃料標(biāo)準(zhǔn),；低凝點(diǎn)，凝點(diǎn)低達(dá)-70℃,，適合在極寒地區(qū)和高空使用,。

　　“此種新型油品能夠生產(chǎn)超低凝點(diǎn)柴油和大比重航空煤油等，是不可多得的優(yōu)異,、清潔油品,，有極高的應(yīng)用前景�,！笔娓杵秸f,。

　　針對社會上對煤制油優(yōu)點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用價值的質(zhì)疑,，舒歌平形象地說,，直接液化好比豬肉做成扒肉條，肉的基本結(jié)構(gòu)在,；間接液化,，好比豬肉做成肉丸子，破壞了結(jié)構(gòu),，所以不能再提煉出特種油,。我國石油資源中只有2%的油品可以提煉出來，非常稀缺,，煤制油將大大拓展特種油的供應(yīng)領(lǐng)域,。

　　記者了解到，目前公司生產(chǎn)的汽油,、煤油,、柴油大部分是按照普通油品進(jìn)入市場，“好油用在拖拉機(jī)上可惜了”,。舒歌平呼吁,，要重視煤直接液化油在國防領(lǐng)域的應(yīng)用研發(fā)。舒歌平告訴記者,，初步試驗(yàn)表明,，以煤基通用柴油為基礎(chǔ)油的專用柴油可減少尾氣顆粒排放約30%至60%，有效緩解地面裝備冒黑煙現(xiàn)象,。

　　煤制油是煤炭清潔利用的重要途徑

　　每小時處理煤粉250噸,，全天出油3000余噸；3噸煤，5.6噸水生產(chǎn)1噸油,；污染零排放……這些數(shù)據(jù)為重新認(rèn)識煤制油提供了科學(xué)依據(jù),。

　　對于煤制油，社會上有很多疑問,，一是煤制油耗水,，特別是在西北內(nèi)陸生態(tài)薄弱地區(qū)開展煤制油需要大量的水資源，能不能持續(xù),？二是煤制油煤炭轉(zhuǎn)化率合不合算,？

　　鄂爾多斯煤制油分公司黨委副書記李瑞光告訴記者：“建廠時設(shè)計取地下水，為了保護(hù)地下水,，我們投資2.5億元建設(shè)了凈水場,，將附近煤礦疏干水經(jīng)過凈化處理用于煤直接液化生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了煤直接液化先期工程工業(yè)水源替代,。在保護(hù)地下水資源的同時,，解決了煤礦疏干水的綜合利用難題。我們還摸索出‘清污分離,、污污分治,、分質(zhì)回用’的治理方法，噸油水耗由設(shè)計的10噸降到6噸以下,，可以說煤制油是水耗極低的煤化工項(xiàng)目,。”

　　在能源轉(zhuǎn)化率方面煤直接液化也表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢,�,！懊褐苯右夯�制油的能源轉(zhuǎn)化率近60%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他利用模式的40%左右,，是煤生產(chǎn)液體產(chǎn)品中最有效的技術(shù)途徑。其生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)了煤炭資源的清潔和高效轉(zhuǎn)化,�,！笔娓杵秸J(rèn)為，煤和石油,、天然氣一樣,，都是有機(jī)物，都要開采利用,，用“富煤”解決“貧油”問題,，何樂不為。

　　有人疑問,，煤制油技術(shù)工藝復(fù)雜,，能不能穩(wěn)定運(yùn)行安全管控？在現(xiàn)場記者看到煤制油生產(chǎn)線管道密密麻麻。據(jù)統(tǒng)計,，全廠管道加起來有700多公里,，儀表設(shè)備6萬多個，而且都在高溫高壓下運(yùn)行,，安全管控難度遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)石化行業(yè),。自2008年底試生產(chǎn)以來，一直強(qiáng)化安全風(fēng)險預(yù)控管理體系運(yùn)行,，嚴(yán)格管控現(xiàn)場作業(yè),，未發(fā)生過人員死亡及較大財產(chǎn)損失的安全生產(chǎn)事故。

　　記者調(diào)研得知,，在最近的兩個生產(chǎn)周期里,，煤液化裝置單周期運(yùn)行時間兩次突破400天，分別達(dá)到420天和410天,，遠(yuǎn)超310天的設(shè)計值,。商業(yè)化運(yùn)營以來，2011至2018年,，企業(yè)累計生產(chǎn)油品665萬噸,，實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入374.4億元，利稅合計73.6億元,，年均利稅9.2億元,。國內(nèi)外的專家評估認(rèn)為，煤直接液化工藝技術(shù)先進(jìn),，裝置運(yùn)行穩(wěn)定,、安全可靠，產(chǎn)品質(zhì)量特點(diǎn)明顯,，能源轉(zhuǎn)化效率高,，這是中國的又一個奇跡。

　　王建立說,，當(dāng)時立項(xiàng)已經(jīng)預(yù)留了第二條,、第三條生產(chǎn)線，第一條技術(shù)工藝的完善和攻關(guān)成果將可完整復(fù)制,，投資會大大降低,。如果二、三線能夠批準(zhǔn)開工,，將進(jìn)一步推動我國煤炭規(guī)�,；�清潔高效利用，推動燃料多元化供��(yīng),，保障國家能源安全,。