CCTD中国煤炭市场网 |  2024-07-15 12:56 星期一
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煤制油助力保障能源安全

宁夏煤业煤间接液化示范项目年转化煤炭2400万吨——煤制油助力保障能源安全
 
  作为迄今世界上单套投资规模最大的煤间接液化示范项目,宁夏煤业400万吨/年煤间接液化示范项目年转化煤炭2400万吨。
  300多名专家组成10多个“创新工作室”和“攻关小组”,联系国内29家大型装备制造企业创新合作,开展600多项重要技术攻关……今年1月,该项目技术创新开发及产业化团队荣获“国家卓越工程师团队”称号。
  乌黑发亮的煤炭,如何变为燃油、烯烃等石油制品?宁夏回族自治区宁东能源化工基地的一片6平方公里厂区内,钢架林立,塔器云集。经过1200多道复杂工序,便能实现“煤制油”的转化,这里便是国家能源集团宁夏煤业有限责任公司煤制油厂区。
  立足我国富煤贫油少气的能源资源结构现状,为将储量相对丰富的煤炭转化为石油制品,宁煤400万吨/年煤间接液化示范项目应运而生。该项目是迄今世界上单套投资规模最大的煤间接液化示范项目,目前工艺设备国产化率达到99%,年转化煤炭2400万吨,占宁夏煤炭年产量的1/4。今年1月,该项目技术创新开发及产业化团队荣获“国家卓越工程师团队”称号。
  自主创新 改进技术
  5年探索成功研发“神宁炉”
  走进宁煤煤制油分公司厂区的气化车间,一座20多米高的气化炉,在管道密集、机械遍布的厂房中巍然耸立。
  “这台设备重290吨,全厂共有28台,每台每天能转化2000多吨煤。”看着高大的炉体,分公司总工程师李虎介绍:“这就是我们自主研发的‘神宁炉’。”
  20世纪90年代末,宁夏煤企开始探索煤制油项目可行性。2004年,国家发展改革委以项目招投标的方式,确定由宁煤承建煤间接液化示范项目。2005年开始,宁煤与相关国外企业展开谈判,希望引进生产线,但始终没能就具体条款达成一致。
  既然买不来技术,那就靠自己研发。
  简单来说,煤制油生产分为两个环节:先用气化炉将煤炭气化,再通过费托合成装置将气体合成为石油制品。因此,气化炉研发是煤制油技术创新开发的第一道坎。
  然而,从无到有自主研发气化炉的道路并不轻松。气化炉工艺流程涉及400多个重大环节,研发难度可想而知。为了项目早日建成,300多名专家组成10多个“创新工作室”和“攻关小组”,吃住都在厂区,不断进行技术改进。
  “为了验证技术,有时候大家要连续几十个小时盯着一个数据。”李虎说,经过5年艰苦攻关,2012年终于成功研发出“神宁炉”,不仅技术更加优化,煤种适应性更广,而且装置规模大、气化效率高,2017年相关专利荣获国家专利金奖。
  “神宁炉”工艺宣告成功时,宁煤自主研发的费托合成装置工艺也日趋成熟。两大关键设备的相继成功,为煤制油项目的成功建成打下了基础。
  联合攻关 抱团发展
  工艺设备国产化率达到99%
  为了提高国产化水平,在项目立项之初,团队便锚定37项自主国产化任务,推进产业装备制造水平提升。宁煤主动联系国内29家大型装备制造企业,开始逐一攻克各项国产化难题:
  项目的动力装置——十万等级空分设备,由杭氧集团研制成功后,逐渐受到国内市场认可,目前设备已远销海外;
  煤制油液化环节所需的特种钢材——超厚临氢钢板,由舞钢公司研制成功,并于此后相继用于山西、内蒙古等地的煤化工项目;
  设备安装过程中需要的大型吊装机械,由徐工集团等企业研制成功——徐工集团等企业启动自主研发后,造出了4000吨级吊装设备,国内大型路桥建设的技术水平和工程效率得到较大提升。
  一大批国内装备制造企业在参与宁煤煤制油项目的过程中,通过研发创新,成功跻身国际一流行列,从此迅速打开国内外市场。沈阳鼓风机集团负责研制特殊压缩机组,虽然合同金额只有8000万元,但沈鼓集团却筹集1亿元科研经费投入研发。由于自主研发的压缩机成本更低,沈鼓集团获得大批国内外订单。
  截至目前,37项自主国产化任务全部完成,工艺设备国产化率达到99%……宁煤煤制油分公司相关负责人温豹介绍:“凭着面对困难不低头的勇气,设计工期为5年的宁煤煤制油工程,仅用了3年多就完成建设。”2016年12月21日,项目一次性试车成功,正式投产。从此,我国成为世界上少数掌握煤制油全生产链技术的国家之一。
  优化工艺 稳产达产
  连续三年达到并突破设计产能
  宁煤煤制油分公司的控制室里,总控屏幕占据了整面墙壁,屏幕上,车间投料、各装置运行情况等数据一目了然。公司化工部总经理杨占奇眉头紧锁,眼光始终停留在不断变化的各项数据上。
  “状况良好,本月的生产计划又能提前完成了。”各项数据比对完成后,他对记者说。2016年年底项目正式投产后,经过连续4年的优化、技改和隐患排查,2020年,宁煤煤制油项目终于进入了稳产达产的稳定运行期,并从2021年开始,连续三年达到并突破每年400万吨的设计产能。
  从正式投产到稳产达产,数载光阴,饱含甘苦。“无数的新设备、新材料在这里首次集成和使用。”杨占奇介绍,整个厂区光是管道便长达3700多公里,电气和仪表的电缆铺设达1.8万公里,工艺流程长、装置多、技术新、集成难度大,生产遇到诸多难题。
  “刚投产时,大家都憋着一股劲儿,恨不得吃住都在生产现场,让国产煤制油装置早日‘跑得快、跑得稳’。”技术员魏红红回忆,最初碳蜡过滤单元相关操作步骤高达上千项,繁多的步骤不仅影响了装置运行的平稳性,能耗也高。
  为了精简操作步骤、提高效率,魏红红所在的合成油车间技术组反复下现场、做实验,最终研发出新工序,将操作步骤减少到100多项。
  空分压缩机开车速度明显提升,相关生产技术获得三项专利,由此编成的两本操作教材被多家化工院校采用;费托合成车间开发出新型催化剂,各项性能均优于进口催化剂……一批批技术员在生产实践中不断摸索前进,开展了600多项重要技术攻关,显著提升国产煤制油的技术水平。
  2020年初,为了对生产装置完成全面大检修,顺利实现稳产达产,煤制油分公司组织技术员历时40多天,完成上万项检修任务,使生产装置首次实现满负荷运行,日产、月产连创新高,单位成本大幅下降,主要运行指标均处于国际领先水平。2021年,项目被授予国家科学技术进步奖一等奖。
  挖掘价值 绿色转型
  污水回用率和工艺尾气硫回收率均接近99%
  能在零下20多摄氏度条件下正常使用的“极寒柴油”、贴身舒适的氨纶面料原材料……一系列创新产品,见证着宁煤煤制油分公司的发展脚步。
  “刚投产时只有液化石油气、石脑油、普通柴油这三种初级石油产品,现在已形成五大类21种产品,涉及航天燃料、家用日化等领域。”宁煤煤制油分公司车间主任陈鹏程说,煤制油项目要实现高质量发展,必须走高端化道路。为此,分公司提出“从碳分子层面挖掘产品价值”,开发出高熔点蜡、轻质白油等一批高附加值新产品,从2022年开始,公司效益每年增加近5亿元,先后获得367项专利。
  行走在宁煤煤制油分公司生产厂区,智能化车间通过管道连接物料,密闭式生产区域外,难寻一丝煤或石油的气味。在这里,污水回用率和工艺尾气硫回收率均接近99%。
  在陈鹏程的指引下,记者参观了厂区内各处循环设施:脱硫智慧仓储系统能使副产品硫酸铵从入库到出库全流程无人化,更加安全可靠;扩容改造后的灰库能压降粉尘;脱硫尾气洗涤塔能进行远程冲洗……目前,宁煤煤制油项目的能耗、原料煤耗较设计值分别下降10.7%、7%,尤其是生产每吨石油制品水耗为5.31吨,比国家标准先进值低24%。
  目前,宁煤煤制油项目持续改进节能环保技术,不断实现经济、生态效益的双向提升。以曾经的生产废料渣蜡为例,回收为精蜡后,不仅减少了固体废弃物的处理费用,而且每年可增加蜡产品6万吨,按一吨7000元计算,可增加精蜡产值4.2亿元。
  “当时,我们提出对蜡过滤工艺进行改造,为实现边生产边技改,车间组织昼夜施工,同时针对技改风险,小到一颗螺丝大到全系统,为应对可能发生的突发状况制定预控方案。”陈鹏程介绍,数十名技术员夜以继日地扎根现场,每改造完一台设备,就马上进入下一台的改造程序,花了整整一个月才实现渣蜡回收的技术创新。
  对这股“拼劲”,陈鹏程感慨很多:“从跟跑到领跑,煤制油技术是我们自主创新能力增强的生动缩影。未来我们将继续努力,为保障国家能源安全贡献一份力量。”

发布人:CCTD-周杰

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