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“煤”好未來 “油”我創造
——記“國家卓越工程師團隊”400萬噸/年煤間接液化成套技術創新開發及產業化團隊
2024-03-25 11:10:23   
2024-03-25 11:10:23    來源:科技日報

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  一塊沉睡億萬年之久的煤炭,除了燒,還能怎么用?把它做成油品,或許是實現價值裂變升級的“天花板”。

  “參與這個項目,老了回憶起來,感覺自己還算干過一番事業?!?月19日接受科技日報記者采訪時,國家能源集團寧夏煤業有限公司(以下簡稱“寧煤”)煤制油合成油廠總工程師張飛躍笑著說。前不久,張飛躍所在的寧煤400萬噸/年煤間接液化成套技術創新開發及產業化團隊,榮獲“國家卓越工程師團隊”稱號。

  亙古荒原上自主創新

  煤炭液化技術,實際上就是把煤做成油品。

  “技術分為直接液化和間接液化兩種,400萬噸煤制油項目用的是間接液化技術?!睆堬w躍告訴記者,這種油品具有低硫、低芳烴等特點,非常環保。

  更重要的是,其具有戰略意義。

  我國富煤、貧油、少氣。多年來,煤炭始終在一次能源消費結構中占70%左右。我國原油對外依存度連續4年超過70%,這成為影響國家能源安全的最大掣肘。

  心懷報國之志的寧煤人,依托寧夏豐富優質的煤炭資源,率先開啟了百萬噸級煤間接液化技術的探索之路。

  然而彼時,我國這項技術還是一片空白。寧煤寄希望于引進國外技術,豈料在談判過程中,對方一再坐地起價,時間一晃就是10年。

  關鍵時刻,寧煤決定大膽采用國內擁有自主產權的技術,獨資建設煤制油項目。

  2013年9月28日,這項凝結著無數人夢想與激情的項目開工,科研團隊在亙古荒原上開始了自主創新之旅。

  成百上千次艱難攻關

  氣化爐結焦、燒嘴壽命短、催化劑穩定性差……從實驗室的創新之苗成長為產業中的參天大樹,一個個技術難題如一只只攔路虎,橫亙在團隊面前。

  難嗎?難!怕嗎?不怕!

  費托合成過程(以一氧化碳和氫氣的混合氣體為原料,在催化劑和適當條件下合成液態的烴或碳氫化合物的工藝過程)中會產生一種酸性水,水量非常大。它的化學需氧量(COD)很高,酸堿度(pH)又低,很難處理。

  起初,大家想用石灰石中和,再進行醇分離、膜處理等工藝。但這種方案費用特別高,操作條件比較苛刻,而且將來廢水能不能達標,也得打個問號。團隊請來多家水處理公司和設計院反復論證,最終確定了工藝路線。

  催化過程被視為現代化工的“黑匣子”,之前,業內被國外催化劑供應商牽著鼻子走。

  為破解這一秘密,技術人員走遍北京、河北、山東等地的企業,借設備、借實驗室,利用半夜別人休息的時間進行試驗。

  “第一代費托合成催化劑,進入反應器后就被磨碎了,不僅穩定性差,還對產品有污染?!被貞浧鹱畛醯那樾?,寧煤煤炭化學工業技術研究院院長李虎仍歷歷在目。

  團隊沒有氣餒。經過近千次測試,當具有多產油蠟特性和高抗磨特性的催化劑開發出來時,大家情不自禁地雀躍歡呼。

  齊心合作中繼續前行

  從無到有,這注定是一場苦戰。

  多年來,在寧夏科技廳全方位支持下,團隊與國內29家企業和科研院所合作,展開了37項重大裝備國產化攻關之路。

  歷時39個月建設之后,好消息在2016年傳來。當年10月,項目產出合格甲醇,12月產出輕質油、重質油、合格蠟,12月21日產出合格柴油。

  團隊率先建成全球單套規模和裝置最大的400萬噸/年高溫漿態床費托合成裝置,首創日投煤量2000—3000噸系列單噴嘴干煤粉加壓氣化技術,突破10萬噸等級成套空分技術,形成了可復制、可推廣的煤炭間接液化成套技術。

  目前,項目整體國產化率高達98.5%,從2021年起連續3年油化品產量超400萬噸。截至2023年底安全生產超1300天,裝置實現安全、穩定、清潔運行,還帶動一大批國內裝備制造企業躋身國際一流行列。

  “我們當下的重要任務就是進一步延鏈補鏈強鏈,在高端油品和高端化工品開發上下功夫,提升產品附加值?!睆堬w躍說。

  李虎帶領的研究團隊,正全力以赴推進特種油蠟、核心催化劑、線性α—烯烴以及精細化學品等領域的研究。

  展示“中國制造”的巨大力量,卓越工程師將演繹更多精彩故事。(記者 王迎霞 通訊員 李小紅 陳其芳 許祎敏)

【編輯】:杜愛虹
【責任編輯】:楊麗
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