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烏黑發亮的煤炭，如(ru)何變(bian)為燃油、烯烴(jing)等石油制品？寧夏回(hui)族(zu)自治區(qu)寧東能(neng)源化(hua)工基(ji)地的一片6平方公里廠(chang)區(qu)內，鋼架(jia)林立，塔器云集(ji)。經(jing)過1200多道復雜工序(xu)，便(bian)能(neng)實現“煤制油”的轉化(hua)，這里便(bian)是國(guo)家能(neng)源集(ji)團寧夏煤業有限責任公司(si)煤制油廠(chang)區(qu)。
立足我國(guo)富煤(mei)(mei)貧油少氣的能源資(zi)源結構現狀(zhuang)，為(wei)將儲量相(xiang)對豐富的煤(mei)(mei)炭(tan)(tan)轉(zhuan)化(hua)為(wei)石油制品(pin)，寧煤(mei)(mei)400萬(wan)噸/年(nian)(nian)煤(mei)(mei)間接(jie)液化(hua)示范項目應運而生(sheng)。該項目是迄今世界上單套投資(zi)規模最大的煤(mei)(mei)間接(jie)液化(hua)示范項目，目前(qian)工(gong)藝(yi)設備國(guo)產化(hua)率達(da)到99%，年(nian)(nian)轉(zhuan)化(hua)煤(mei)(mei)炭(tan)(tan)2400萬(wan)噸，占寧夏煤(mei)(mei)炭(tan)(tan)年(nian)(nian)產量的1/4。今年(nian)(nian)1月，該項目技術(shu)創新開發及產業化(hua)團(tuan)隊榮(rong)獲“國(guo)家卓越工(gong)程師團(tuan)隊”稱號。
自(zi)主(zhu)創新改進技術
5年(nian)探索成功研發“神寧爐”
走進寧煤煤制油分公司廠區的(de)氣化車(che)間，一座20多米高的(de)氣化爐，在管道密集、機械(xie)遍布的(de)廠房中巍(wei)然聳立。
“這臺設備重290噸(dun)，全廠共(gong)有28臺，每臺每天(tian)能(neng)轉化2000多(duo)噸(dun)煤。”看著高大(da)的(de)爐體(ti)，分公司(si)總工程師李(li)虎介紹：“這就是我們自(zi)主研發的(de)‘神寧(ning)爐’。”
20世紀90年代末，寧(ning)夏煤企開始探索煤制油項(xiang)(xiang)目(mu)可行(xing)性。2004年，國家(jia)發展改革委以項(xiang)(xiang)目(mu)招投標(biao)的方式，確定由寧(ning)煤承(cheng)建(jian)煤間接液化(hua)示范項(xiang)(xiang)目(mu)。2005年開始，寧(ning)煤與相關(guan)國外企業展開談判，希望引進生(sheng)產線，但始終沒能就具(ju)體條款達(da)成(cheng)一致。
既然買不來技術，那就(jiu)靠自己研發。
簡單(dan)來說，煤(mei)制(zhi)(zhi)油生(sheng)產分為(wei)(wei)兩個(ge)環節：先(xian)用氣(qi)化(hua)爐(lu)將(jiang)煤(mei)炭(tan)氣(qi)化(hua)，再(zai)通過費(fei)托合成(cheng)裝置(zhi)將(jiang)氣(qi)體合成(cheng)為(wei)(wei)石油制(zhi)(zhi)品。因此，氣(qi)化(hua)爐(lu)研發是煤(mei)制(zhi)(zhi)油技術創新開(kai)發的第(di)一道坎。
然(ran)而，從(cong)無到(dao)有自主研(yan)發氣化(hua)爐的道路并不輕松(song)。氣化(hua)爐工(gong)藝流程涉及400多個重大環(huan)節，研(yan)發難(nan)度可想而知。為了(le)項目早日建成，300多名專家組成10多個“創新工(gong)作室”和“攻關小組”，吃住都在廠區，不斷(duan)進行(xing)技(ji)術改進。
“為了驗證技術(shu)，有(you)時候(hou)大家(jia)(jia)要連(lian)續(xu)幾十個小時盯(ding)著一(yi)個數(shu)據。”李虎(hu)說，經過5年(nian)(nian)艱苦攻關(guan)，2012年(nian)(nian)終于成功研發出“神寧爐”，不僅技術(shu)更加優化，煤種(zhong)適應性更廣，而(er)且裝(zhuang)置規(gui)模大、氣化效(xiao)率高，2017年(nian)(nian)相關(guan)專利(li)榮獲國家(jia)(jia)專利(li)金獎。
“神寧爐(lu)”工(gong)藝宣告成(cheng)功(gong)時，寧煤(mei)自主(zhu)研發的(de)費托合(he)成(cheng)裝置工(gong)藝也日趨成(cheng)熟(shu)。兩大關鍵設備的(de)相繼成(cheng)功(gong)，為煤(mei)制油項目的(de)成(cheng)功(gong)建(jian)成(cheng)打下了基礎。
聯合(he)攻關(guan)抱團發(fa)展
工藝設備(bei)國產化(hua)率達到99%
為了提(ti)高國產化(hua)水(shui)平(ping)，在項(xiang)目立項(xiang)之初，團隊便錨定(ding)37項(xiang)自(zi)主國產化(hua)任務，推進產業(ye)裝備(bei)制造水(shui)平(ping)提(ti)升。寧煤主動聯系國內29家大型裝備(bei)制造企業(ye)，開始逐(zhu)一攻克各(ge)項(xiang)國產化(hua)難題：
項目的動力裝置——十萬等級空(kong)分設備(bei)，由杭氧(yang)集團研制成功后，逐漸受(shou)到國內市(shi)場認可，目前設備(bei)已(yi)遠銷海外(wai)；
煤制油液化(hua)(hua)環節(jie)所需的特種鋼(gang)(gang)材——超厚臨氫鋼(gang)(gang)板(ban)，由舞鋼(gang)(gang)公司研制成功(gong)，并于此后相繼(ji)用于山西、內蒙(meng)古等地的煤化(hua)(hua)工項目；
設(she)備(bei)安裝過程(cheng)中需要的(de)(de)大(da)(da)型吊裝機械，由徐(xu)工(gong)集團(tuan)等企業研制成功(gong)——徐(xu)工(gong)集團(tuan)等企業啟動自(zi)主研發后，造出了4000噸級(ji)吊裝設(she)備(bei)，國(guo)內(nei)大(da)(da)型路橋建設(she)的(de)(de)技(ji)術水平(ping)和工(gong)程(cheng)效率得到較大(da)(da)提升。
…………
一(yi)大(da)批國(guo)內裝備(bei)制(zhi)造企(qi)業(ye)在參與(yu)寧(ning)煤煤制(zhi)油(you)項目(mu)的(de)過程中(zhong)，通過研發創新，成功躋身國(guo)際一(yi)流行列，從此迅(xun)速打(da)開國(guo)內外市場(chang)。沈陽(yang)鼓風機集(ji)(ji)團負責(ze)研制(zhi)特殊壓縮機組(zu)，雖然合同金額只有8000萬元，但沈鼓集(ji)(ji)團卻籌集(ji)(ji)1億(yi)元科研經費投入(ru)研發。由(you)于自主研發的(de)壓縮機成本更低，沈鼓集(ji)(ji)團獲得大(da)批國(guo)內外訂單。
截至目(mu)前，37項(xiang)自主(zhu)國(guo)產化(hua)(hua)任(ren)務(wu)全部完成，工藝(yi)設(she)備國(guo)產化(hua)(hua)率(lv)達到99%……寧煤(mei)(mei)煤(mei)(mei)制(zhi)油(you)分公(gong)司相關負責人溫豹介紹：“憑(ping)著(zhu)面(mian)對困難不低頭的(de)勇氣，設(she)計工期為(wei)5年的(de)寧煤(mei)(mei)煤(mei)(mei)制(zhi)油(you)工程(cheng)，僅用了3年多就完成建設(she)。”2016年12月(yue)21日，項(xiang)目(mu)一次性試車(che)成功，正式投產。從(cong)此，我國(guo)成為(wei)世界上(shang)少(shao)數掌握(wo)煤(mei)(mei)制(zhi)油(you)全生產鏈技術的(de)國(guo)家(jia)之一。
優化工藝穩(wen)產達產
連續三(san)年(nian)達(da)到并(bing)突破設計產能
寧(ning)煤煤制油分(fen)公(gong)(gong)司的控(kong)制室里，總(zong)(zong)控(kong)屏(ping)幕占據(ju)了整面墻壁，屏(ping)幕上(shang)，車間(jian)投料、各裝置運行情(qing)況(kuang)等數據(ju)一目了然。公(gong)(gong)司化工(gong)部總(zong)(zong)經理楊占奇眉頭緊鎖，眼光始終停留在不斷變化的各項數據(ju)上(shang)。
“狀況(kuang)良好，本月的生產計(ji)劃又(you)能(neng)提前完成了。”各項(xiang)(xiang)數據比對完成后，他對記者說。2016年(nian)(nian)(nian)年(nian)(nian)(nian)底(di)項(xiang)(xiang)目正式投產后，經(jing)過連(lian)續(xu)4年(nian)(nian)(nian)的優化、技改和隱患排(pai)查，2020年(nian)(nian)(nian)，寧(ning)煤煤制油項(xiang)(xiang)目終于進入了穩產達產的穩定運(yun)行期，并從2021年(nian)(nian)(nian)開始，連(lian)續(xu)三年(nian)(nian)(nian)達到并突破每年(nian)(nian)(nian)400萬噸的設計(ji)產能(neng)。
從(cong)正式(shi)投產到(dao)穩產達產，數載光陰，飽含甘苦。“無數的(de)新設(she)備、新材料在這里(li)首次(ci)集(ji)成(cheng)和使用(yong)。”楊(yang)占奇介紹，整個廠區光是(shi)管(guan)道便長達3700多公(gong)里(li)，電氣和儀表的(de)電纜鋪設(she)達1.8萬公(gong)里(li)，工藝流程長、裝(zhuang)置多、技術新、集(ji)成(cheng)難度大，生產遇到(dao)諸多難題。
“剛投(tou)產時，大家(jia)都憋著一股勁(jing)兒，恨不(bu)得(de)吃住都在生產現場，讓國產煤制油裝置(zhi)早日‘跑得(de)快、跑得(de)穩(wen)’。”技術員魏紅紅回(hui)憶，最(zui)初(chu)碳蠟過濾單元相關操作步驟(zou)高達上千(qian)項，繁多的(de)步驟(zou)不(bu)僅影響了裝置(zhi)運行的(de)平穩(wen)性(xing)，能耗也高。
為(wei)了(le)精簡(jian)操(cao)作步(bu)驟、提高效率，魏紅(hong)紅(hong)所在的合(he)成油車間(jian)技術組反復(fu)下現場、做實驗(yan)，最終研(yan)發(fa)出新工序，將操(cao)作步(bu)驟減(jian)少(shao)到(dao)100多項。
空分壓縮機開(kai)車(che)(che)速度明顯(xian)提(ti)升(sheng)，相關(guan)生產(chan)(chan)(chan)技術(shu)(shu)獲得三項專(zhuan)利，由此編成(cheng)的(de)兩本操作(zuo)教材被多家化(hua)(hua)工院校采用；費托合成(cheng)車(che)(che)間開(kai)發出新型催化(hua)(hua)劑(ji)，各項性能均優于進(jin)口催化(hua)(hua)劑(ji)……一批(pi)批(pi)技術(shu)(shu)員(yuan)在(zai)生產(chan)(chan)(chan)實踐(jian)中(zhong)不斷摸索前進(jin)，開(kai)展了(le)600多項重要(yao)技術(shu)(shu)攻關(guan)，顯(xian)著提(ti)升(sheng)國產(chan)(chan)(chan)煤制油的(de)技術(shu)(shu)水平。
2020年初，為了(le)對生產(chan)裝(zhuang)置完(wan)成全面大檢修，順利實現穩產(chan)達(da)產(chan)，煤制油分公司組(zu)織技術員歷(li)時40多(duo)天，完(wan)成上萬項檢修任務，使生產(chan)裝(zhuang)置首次實現滿負荷運(yun)(yun)行(xing)，日產(chan)、月產(chan)連創新(xin)高，單位成本(ben)大幅下降，主要運(yun)(yun)行(xing)指標(biao)均處于國(guo)際領先水平。2021年，項目被授予國(guo)家科(ke)學技術進步獎(jiang)一(yi)等獎(jiang)。
挖掘價值綠色(se)轉型(xing)
污水回用率和工藝尾氣硫(liu)回收率均接近(jin)99%
能在零下20多攝氏度條(tiao)件下正常使用的(de)“極(ji)寒柴油”、貼身舒適的(de)氨綸面料原(yuan)材料……一系列創新產品，見證著寧煤煤制油分公司(si)的(de)發展腳步(bu)。
“剛(gang)投產(chan)時只有液化石油(you)(you)氣(qi)、石腦油(you)(you)、普通柴油(you)(you)這三種初級石油(you)(you)產(chan)品(pin)，現(xian)在已(yi)形成五(wu)大類(lei)21種產(chan)品(pin)，涉及航天燃料、家用日化等領域。”寧(ning)煤(mei)(mei)煤(mei)(mei)制油(you)(you)分(fen)公(gong)(gong)司車間主任陳鵬程說，煤(mei)(mei)制油(you)(you)項(xiang)目(mu)要實現(xian)高(gao)質量發(fa)展，必(bi)須走高(gao)端(duan)化道(dao)路。為此，分(fen)公(gong)(gong)司提(ti)出“從碳分(fen)子層面挖掘(jue)產(chan)品(pin)價值(zhi)”，開發(fa)出高(gao)熔(rong)點蠟、輕質白(bai)油(you)(you)等一批高(gao)附加(jia)值(zhi)新產(chan)品(pin)，從2022年開始，公(gong)(gong)司效益(yi)每(mei)年增加(jia)近5億元，先后獲得367項(xiang)專利。
行走在寧煤煤制油分公司生產廠(chang)區(qu)(qu)，智能(neng)化車間(jian)通過管道連(lian)接物料，密閉式生產區(qu)(qu)域外，難(nan)尋一絲煤或石油的(de)氣(qi)味(wei)。在這里，污水回用率(lv)和工藝尾(wei)氣(qi)硫回收率(lv)均接近(jin)99%。
在陳鵬程(cheng)的指(zhi)引下(xia)(xia)，記者參觀(guan)了廠區(qu)內各處循環設(she)施：脫硫智慧倉(cang)儲系統能使副產(chan)品(pin)硫酸銨從(cong)入庫到出(chu)庫全流程(cheng)無人(ren)化，更加安全可靠(kao)；擴容改造后的灰庫能壓降(jiang)粉塵(chen)；脫硫尾(wei)氣洗滌塔能進行遠程(cheng)沖洗……目(mu)前，寧(ning)煤(mei)(mei)煤(mei)(mei)制油(you)項目(mu)的能耗、原料煤(mei)(mei)耗較設(she)計值分(fen)別(bie)下(xia)(xia)降(jiang)10.7%、7%，尤其是生產(chan)每噸石油(you)制品(pin)水耗為5.31噸，比國家(jia)標準先進值低24%。
目前(qian)，寧(ning)煤(mei)煤(mei)制油項目持續改(gai)進節能(neng)環保技術，不斷實現經濟、生態效益的(de)(de)雙向提升。以曾(ceng)經的(de)(de)生產廢料渣蠟(la)為例，回收為精蠟(la)后，不僅減(jian)少了固體廢棄(qi)物(wu)的(de)(de)處理費用，而且每年可(ke)增加蠟(la)產品6萬噸，按(an)一(yi)噸7000元計(ji)算，可(ke)增加精蠟(la)產值4.2億(yi)元。
“當時，我們提出對(dui)蠟(la)過濾工藝進(jin)行改(gai)(gai)造，為(wei)實現邊生產(chan)邊技改(gai)(gai)，車(che)間(jian)組織晝夜施工，同時針(zhen)對(dui)技改(gai)(gai)風(feng)險(xian)，小(xiao)到(dao)一顆螺絲大(da)到(dao)全系統，為(wei)應對(dui)可能發(fa)生的(de)突發(fa)狀況制定(ding)預控(kong)方(fang)案。”陳鵬程介紹，數十名(ming)技術員夜以繼日地扎(zha)根現場，每(mei)改(gai)(gai)造完一臺設備(bei)，就(jiu)馬上進(jin)入下一臺的(de)改(gai)(gai)造程序(xu)，花了整整一個月才實現渣(zha)蠟(la)回收的(de)技術創新。
對(dui)這股(gu)“拼勁”，陳(chen)鵬程(cheng)感(gan)慨很(hen)多：“從跟跑(pao)到領跑(pao)，煤制油技術(shu)是我(wo)們自主創新能力增強的生動縮影。未來(lai)我(wo)們將(jiang)繼續努力，為保(bao)障國(guo)家能源(yuan)安全貢獻一(yi)份力量。”
