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
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,舒歌平就埋頭實驗室、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驗室主任、國家能源集團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,就是把煤中的有機質(zhì)轉(zhuǎn)化為液態(tài)產(chǎn)物,從中獲得液態(tài)的碳氫化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)達國家還都處于試驗階段,尚無任何工業(yè)化生產(chǎn)的成熟經(jīng)驗可供借鑒。 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)略的重要機遇。我國的煤直接液化工程布局開始于上世紀80年代,鄂爾多斯項目則在2004年8月開工建設(shè),2011年進入商業(yè)化運營。 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到現(xiàn)場,只能做成每節(jié)140噸的大鍛件逐節(jié)運來,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5000噸。現(xiàn)在返回頭看,當(dāng)時的難題就是小兒科。科技攻關(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,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,達到了清潔燃料標準;低凝點,凝點低達-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。”舒歌平說。 針對社會上對煤制油優(yōu)點、經(jīng)濟性和實用價值的質(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入市場,“好油用在拖拉機上可惜了”。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),實現(xiàn)了煤直接液化先期工程工業(yè)水源替代。在保護地下水資源的同時,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。“煤直接液化制油的能源轉(zhuǎn)化率近60%,遠遠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)過程實現(xiàn)了煤炭資源的清潔和高效轉(zhuǎn)化。”舒歌平認為,煤和石油、天然氣一樣,都是有機物,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行,安全管控難度遠高于傳統(tǒng)石化行業(yè)。自2008年底試生產(chǎn)以來,一直強化安全風(fēng)險預(yù)控管理體系運行,嚴格管控現(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行時間兩次突破400天,分別達到420天和410天,遠超310天的設(shè)計值。商業(yè)化運營以來,2011至2018年,企業(yè)累計生產(chǎn)油品665萬噸,實現(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)外的專家評估認為,煤直接液化工藝技術(shù)先進,裝置運行穩(wěn)定、安全可靠,產(chǎn)品質(zhì)量特點明顯,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、三線能夠批準開工,將進一步推動我國煤炭規(guī)模化清潔高效利用,推動燃料多元化供應(yīng),保障國家能源安全。 |
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