宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来。
2021年11月3日,由国家能源集团宁夏煤业公司联合20余家单位协同攻关完成的“400万吨/年煤间接液化成套技术创新开发及产业化”项目被授予国家科学技术进步奖一等奖,这是宁夏牵头完成的项目首次摘得国家科学技术进步奖一等奖。
神华宁煤400万吨/年煤炭间接液化示范项目指挥调度中心
“建设全球单体规模最大的400万吨/年煤间接液化项目,推进大型煤间接液化成套技术开发与工业化应用,对引领我国煤制油产业发展意义重大。”国家能源集团宁夏煤业公司相关负责人用了多个“国际领先”来表述该项目取得的巨大成就。
——首创高温浆态床费托合成工艺,达到国际领先水平。
——实现百万吨级煤间接液化重大装备及材料国产化,填补了多项国内空白,打破了国外技术垄断,在3000吨级单喷嘴加压气化技术领域填补国际空白,处于国际领先水平。
——开发了大型煤间接液化系统集成及清洁运行成套技术,实现了世界单体规模最大400万吨/年煤间接液化装置安全稳定清洁运行。与国外同类技术对比,在各类消耗、能效和产油能力上具有明显优势,经院士专家组鉴定,“项目成套技术总体处于国际领先水平”。
这个“社会主义是干出来的”标志性工程,是汗水的凝结、智慧的汇聚、技术创新的集成。
全球新一轮能源革命正在兴起,在化石能源清洁高效利用、可再生能源等方面,都取得系列突破性进展,推动能源技术加速向绿色、低碳、安全、高效、智慧转型。年产400万吨煤制油工程成功投产,实现了煤炭资源清洁高效转化,拓宽了我国油品供给渠道,保障了能源供应安全。
“煤制油技术长期被国外垄断,根据我国的资源禀赋,科研人员也在苦苦探索,2012年,煤制油间接液化技术取得突破。”国家能源集团宁夏煤业公司相关负责人介绍,中科合成油16万吨/年费托间接液化合成技术试车成功,具备了进一步放大的条件。
2013年9月28日,在自治区党委和政府的大力支持与推动下,400万吨/年煤间接液化项目在宁东能源化工基地正式开工建设。
这是世界石油化工及煤制油化工行业一次性投资建设规模最大的化工项目,并且项目工艺复杂,技术难度大,共建设两条200万吨生产线,由156个系统、1000余个子系统组成的复杂巨系统集成。
在国内外专家看来,项目需要60个月才能完成,因为摆在建设者面前的,是一道道亟待攻克的高难度技术壁垒。
“为打破国外的技术垄断,广大建设者冬冒寒风,夏顶烈日,日夜奋战在建设第一线。”国家能源集团宁夏煤业公司相关负责人介绍,项目集聚了中国寰球、中国五环、中石化等国内顶级设计团队和“国字号”施工单位、供货商多达800余家,高峰期参建人员高达3万余人。(www.xing528.com)
项目团队不断自我加压、自主创新,瞄准产业中高端,重点发挥煤制油工艺和产品特性,开发出白油、费托蜡、单碳正构烷烃等七大类新产品,实现了由单一油品向多元化产品的转变,对煤制油项目累计开展4轮次559项关键技改,持续攻克、解决影响安全稳定清洁运行的瓶颈问题,一次次突破国家建设煤制油产业“卡脖子”重大核心技术……
煤气化是煤制油化工项目的龙头装置,也是关键装置。
2010年10月,日耗煤2000吨的GSP气化炉在宁夏煤业煤制烯烃项目投入试运行。首次工业化应用的GSP干煤粉气化技术,先后出现烧嘴点火成功率低、气化炉投煤不稳定等问题,严重制约装置长周期稳定运行。
为此,项目团队展开技术攻关,先后对气化的关键路径和环节进行了5000多次革新,攻克了工艺设计不合理、连锁控制烦冗、粗煤气灰含量高等诸多问题,基本实现了5台气化炉“四开一备”的稳定运行。
2012年,宁夏煤业与西门子签署了煤制油项目GSP气化技术许可协议、工艺包设计与专有设备供货合同。鉴于GSP气化炉在烯烃项目上优化、改进的教训与经验,为保障项目安全可靠,宁夏煤业建议与西门子共同开发全新设计的新型气化炉。但是,西门子始终坚持继续使用烯烃项目改造升级版的GSP气化炉。
经过几轮谈判后,西门子放弃与宁夏煤业共同开发新型气化炉,双方签署备忘录,同意由宁夏煤业自主设计研发新型气化炉。
最终,日投煤2200吨干煤粉全套气化技术于2013年问世,具有自主知识产权,打破了国外技术垄断,为项目节省资金约2亿元。
在项目建设过程中,诸如此类打破垄断、拥有自主核心技术的事例还有很多。
“煤制油项目发挥了‘国家示范实验室’作用,承担了37项关键和重大技术、装备及材料国产化攻关任务,按工艺技术、装备台(套)数统计,国产化率达到98.5%,按投资额统计达92%以上,真正实现了技术逆袭。”项目相关负责人说。
神华宁煤首批合格油品发送
仅仅用了39个月,这项举世瞩目的超级工程建设完成。
2017年底,“400万吨/年煤间接液化成套技术创新开发及产业化”项目两条线分别达产,2018年转入商业化运营,2019年煤制油整体负荷达到90%,工艺指标合格率达到99%,2020年检修完成后,实现双线满负荷运行,日产、月产连续刷新纪录,2021年油化品日产最高达到1.18万吨。
“项目采用许多超大型的设备、器材,技术标准要求高,超出现有标准、规范,创造了一批工业化先进指标,成为行业标杆,代表我国煤制油化工技术先进水平。”项目相关技术负责人介绍,项目承担着国家37项重大技术、装备及材料自主国产化任务,均属首次工业化应用或国内第一次制造与应用,对提升煤化工产业链技术水平有着巨大的带动和示范作用。
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