“示范裝置實現(xiàn)長周期平穩(wěn)運行,表明技術大規(guī)模工業(yè)化獲得了成功,這為該項技術的后續(xù)產(chǎn)業(yè)化奠定了堅實基礎,下一步,可以視國家能源戰(zhàn)略需要擇機推廣。”神華煤制油化工有限公司黨委書記林長平說。
我國首條百萬噸級煤直接液化制油示范生產(chǎn)線建成以來,科技人員相繼突破了一批技術瓶頸,生產(chǎn)線的平穩(wěn)運行時間連創(chuàng)新高,經(jīng)濟和環(huán)保指標也明顯優(yōu)于之前的預期,顯示出我國具有自主知識產(chǎn)權的煤直接制油技術正趨于成熟,多年來煤田變“油田”的夢想,已經(jīng)可以實現(xiàn)。
實現(xiàn)長周期平穩(wěn)運行
我國富煤、缺油,開發(fā)煤制油技術對保障國家能源安全意義重大。作為國家能源戰(zhàn)略的重要組成部分,2004年8月,神華集團依托自主開發(fā)的煤直接液化制油成套技術,在鄂爾多斯市境內(nèi)開工興建全球首條百萬噸級煤直接液化制油生產(chǎn)線,工程總投資約126億元,設計年產(chǎn)柴油、石腦油、液化石油氣108萬噸。
林長平介紹說,這是全國唯一的煤直接液化制油工業(yè)化示范項目。此前,只有美國等國家完成了煤直接液化制油技術中試,但是沒有投入工業(yè)化應用。
2008年建成后,神華百萬噸級煤直接液化制油示范項目一次試車成功,并且從2009年底起開始試生產(chǎn)。林長平說,按照設計,生產(chǎn)線的年運行時間是7440個小時。試產(chǎn)三年來,生產(chǎn)線運行日趨平穩(wěn),其中2009年、2010年各累計運行了1466個小時和5172個小時,2011年累計運行了6720個小時。
特別是從去年9月10日到今年3月14日,生產(chǎn)線單次連續(xù)運行時間達到4464個小時,創(chuàng)下了紀錄。神華煤制油化工有限公司副總裁、總工程師舒歌平說,今年已經(jīng)累計運行了約4500個小時,預計今年運行時間肯定能超過設計指標。目前,生產(chǎn)線每24小時可生產(chǎn)油品3000多噸,今年計劃運行7740個小時,預計油品產(chǎn)量可達到90萬噸左右。以石化行業(yè)安、穩(wěn)、長、滿、優(yōu)的標準衡量,技術已經(jīng)趨于成熟。由于積累了經(jīng)驗,如果新建生產(chǎn)線,第二年就有把握達產(chǎn)。
該示范項目生產(chǎn)的柴油等產(chǎn)品質量高。舒歌平介紹說,一是油料凝固點低,目前生產(chǎn)的油料凝固點在零下35攝氏度左右,并且可以進一步降到零下50攝氏度,可在極寒冷地區(qū)使用;二是雜質少,硫含量一般在10PPM以下,芳烴含量在2%到3%左右,品質高。
林長平說“神華的煤直接液化示范項目實現(xiàn)了煤炭清潔利用,成功踐行了高碳產(chǎn)業(yè)低碳發(fā)展的理念!
銳意創(chuàng)新掃除技術障礙
該條煤直接液化制油示范生產(chǎn)線,規(guī)模是國外最大試驗裝置的30倍。由于是新技術首次工業(yè)化,而且規(guī)模直接突破百萬噸級,生產(chǎn)線從建設到調(diào)試、運行遭遇到一系列技術瓶頸。神華煤制油化工有限公司堅持自主和集成創(chuàng)新,通過與高校、科研院所、裝備制造企業(yè)合作攻關,已經(jīng)成功解決了這些難題。
舒歌平說,2002年籌劃項目時,曾想用國外的催化劑,但發(fā)現(xiàn)國外的催化劑存在缺陷。為此,神華集團聯(lián)合國內(nèi)高校、科研院所攻關,自主開發(fā)出了納米級催化劑,實際應用效果很好。
技術人員還攻克了反應器內(nèi)礦物質沉聚、結焦難題。舒歌平說,大型反應器在運行過程中經(jīng)常遇到礦物質沉聚、結焦的難題。鄂爾多斯市出產(chǎn)的煤含鈣高,試車時發(fā)應器內(nèi)礦物質沉聚、結焦的問題也很嚴重,后來公司與北京化工大學合作設計了技術模型,模擬出反應器運行的最佳參數(shù),同時在反應器內(nèi)增加和調(diào)整了一些構件,成功解決了這一難題。
此外,關鍵設備減壓閥磨損快的難題也成功解決,并且實現(xiàn)了國產(chǎn)化。舒歌平說,生產(chǎn)線對減壓閥的耐磨性要求極高,最初減壓閥要從德國進口,價格高,且閥芯在較短的時間內(nèi)就被磨損。針對這一難題,過去幾年里,神華煤制油化工有限公司將其列為科技攻關項目,與國內(nèi)高校和廠家合作,通過研發(fā)閥心材料,優(yōu)化閥心結構和控制模式等一系列措施,目前國產(chǎn)的減壓閥壽命已經(jīng)突破2000多個小時。
此外,自該示范項目啟動以來,科技人員還攻克了超大型設備制造和焊接組裝、含固殘渣泵國產(chǎn)化等一系列世界性技術難題,并且實現(xiàn)了多種關鍵設備的國產(chǎn)化,形成了具有自主知識產(chǎn)權的煤直接液化成套工藝技術。目前,項目已經(jīng)獲得發(fā)明專利64項、實用新型專利54項,其中煤直接液化核心工藝已經(jīng)獲得美國、俄羅斯等8個國家的發(fā)明授權。
多位煤化工專家指出,實施該示范項目,加快了我國煤制油技術的工業(yè)化進程,顯著提升了我國煤化工技術和裝備制造水平,并且為我國發(fā)展煤制油產(chǎn)業(yè)發(fā)展積累了運營經(jīng)驗。
經(jīng)濟與環(huán)保指標優(yōu)于預期
在該項目啟動之初,曾受到多種質疑:國內(nèi)外無產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗,技術風險大;生產(chǎn)線投入巨大,存在市場風險;噸產(chǎn)品耗水10多噸,水耗大;噸產(chǎn)品耗煤4.5噸左右,把煤轉化為油的能源利用效率低……
林長平介紹說,綜合測算,目前每生產(chǎn)一噸油品耗煤3.5噸,除去燃料煤,每生產(chǎn)一噸凈耗煤2噸;目前的能源利用率已經(jīng)達到57.42%,遠高于我國大型火電站的能源利用率和其他煤化工項目。
2011年,該項目實現(xiàn)了可觀的經(jīng)濟利潤4.06億元,利稅12.13億元。如果新建生產(chǎn)線,由于建設和調(diào)試周期縮短,設備國產(chǎn)化率提高,成本將進一步降低,市場優(yōu)勢更為明顯。
此外,神華百萬噸級煤直接液化制油示范項目的環(huán)保標準很高,環(huán)保投入累計達到10億多元,配套建設了先進的“三廢”處理和余熱、尾氣回收等設施。其中,污水經(jīng)處理后可循環(huán)使用。
舒歌平介紹說,全廠的設計水耗為每噸油品10噸左右,目前綜合水耗為7.3噸左右,其中生產(chǎn)每噸油品的凈水耗約為5.7噸。目前投資2.5億元的水深度處理項目正在實施,今年底將投入運行,屆時每噸油品的綜合水耗將降到6噸以下。
該項目排放的二氧化碳氣經(jīng)捕獲后實行地下封存,至今已經(jīng)累計封存4萬多噸,二氧化硫則回收利用。項目產(chǎn)生的灰渣用作建材原料,油渣的發(fā)熱量達六七千大卡,高于優(yōu)質電煤。目前油渣是用作電廠燃料,企業(yè)正在研究以油渣為原料生產(chǎn)碳素產(chǎn)品。
“現(xiàn)在可以說是基本萬事俱備,煤直接制油技術的經(jīng)濟、環(huán)保、水耗等指標都得到了檢驗,一旦國際能源供應形勢發(fā)生大變化,該技術即可視國家戰(zhàn)略需求迅速推廣!笔娓杵秸f。
來源:神華集團有限責任公司
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