【深度】神华煤制油咋来的？快看背后故事 2017-01-14 转载 煤炭深度观察 煤炭深度观察
影响有影响力的人！在这里，读懂煤炭！ 400万吨/年煤炭间接液化示范项目，承载着我国煤炭清洁化利用和破解煤炭产能过剩困局的重任，承担着“后石油时代”为我国能源装备制造提供技术战略储备的使命，经历了数代人的探索、14年的艰难筹备、3年的艰苦建设。
全文共5440字，阅读大约需要13分钟。原文载于中国煤炭报，转载时有部分增删；图片来源网络。 车辆行驶在神华宁夏煤业集团煤制油化工基地，耸立的凝水塔中滚滚而出的蒸汽和白云连成一片，庞大的蓝色铁架间盘绕着乳白色管道，笔直的街道和规整的办公楼纵横交错。 在这片面积560.92公顷的土地上，28台气化炉把煤变成一氧化碳和氢气等有效气体；12套空分装置把空气中的各组分气体分离，生产氧气和氮气；4套气体净化装置净化掉合成气中的有害成分；8套油品合成装置通过费托反应，将合成气合成稳定蜡、重质油和轻质油；1套油品加工装置将前一环节的三种产品进行深度加工，最终生产出柴油、石脑油和液化石油气。 数万建设者历时39个月，在这片黄土地上建成了神宁集团400万吨/年煤炭间接液化示范项目。该项目年转化煤炭2036万吨，建设规模为年产合成油品405万吨，于2016年12月实现油品A线一次试车成功打通全流程，产出合格油品。 从束之高阁到提上日程 1953年底，中南海菊香书屋内，毛泽东与地质专家李四光促膝长谈，征询他对中国石油资源前景的看法。 那一年，我国启动第一个五年计划，但被认为是“工业血液”的石油十分短缺。要建设，石油必不可少。中国是走煤制油加工工业的路子？还是弄清楚我国有无丰富的油气资源走开发天然气、石油的路子？ 这是新中国成立后，煤制油首次进入高层官方视野，也是煤制油最早可追溯到的开端。 当时的中国选择了后一条路，且随之而来的石油大发现将发展煤制油加工工业的想法束之高阁。
改革开放后，快速发展的经济打开了中国对石油需求的巨大胃口，国产石油远远不能满足，只能依靠进口。2015年，我国石油净进口量3.28亿吨，对外依存度首破60%。 日渐巨大的需求缺口让曾经一度过于乐观的中国人不久就认清了缺油、少气的现实国情。过快的油气消费增长和过高的对外依存度，不仅增加了我国经济发展的成本和代价，而且给能源安全带来了隐患。 幸运的是，在油气资源上对中国吝啬的大地，却给中国馈赠了丰富的“工业粮食”——煤炭。 宁夏地处我国西北部，是典型的富煤省区，煤炭占能源比率超过90%，煤炭资源探明储量273亿吨，还有全国少见的整装煤田。 新世纪初年，国际油价上涨，国家计委开始探讨在国内建立煤制油商业化示范项目。中国人开始尝试在煤制油化工工业的领域里博得一席之地。 早在1997年，中国便开始关注煤炭间接液化方面的鼻祖——南非沙索尔公司。2002年9月，时任国务院总理朱镕基到南非首都约翰内斯堡参加全球可持续发展会议。出于国家能源安全考虑，一同出访的时任国务院副总理曾培炎特意与沙索尔高层见面，表达了合作的意愿。在一次圆桌会议上，朱镕基对在座的南非各公司高管明确表态：我们需要沙索尔的技术。 自此，在中国发展煤制油正式被提上议事日程。 从艰难谈判到自力更生 神宁集团的前身之一——宁夏太西集团是最早申报煤炭间接液化示范项目的企业之一。1999年底，太西集团提出利用宁夏煤炭资源优势、水资源优势、电力资源优势等建设大型煤炭间接液化工厂的设想，并于2000年2月明确建立宁夏煤炭间接液化项目。
所谓煤炭间接液化，是先让煤炭在高温下与氧气和水蒸气反应，使煤炭全部气化、转化成合成气，再在催化剂的作用下合成为液体燃料。而在当时，该项技术在国内为一片空白。
“当时企业实力较弱，无力承担如此大规模的投资，而且没有掌握间接液化技术，煤炭间接液化的梦想始终停留在纸上。”神宁集团副总经理姚敏说。
2002年12月，亘元、太西、灵州3个煤炭集团和宁夏煤业集团实施战略重组，组建了宁夏煤业集团有限责任公司。次年11月，宁夏煤业集团作为投标人，参加国家发改委关于中国煤炭间接液化项目试点工程投标。
2004年1月，国家发改委确定了神华集团和当时的宁夏煤业集团作为中方代表，组成中国煤炭间接液化项目对外谈判工作组，负责与沙索尔进行合作意向的具体谈判。对外谈判工作组于当年6月1日与沙索尔签署了《中国煤炭间接液化项目合作意向书》。
2006年1月，宁夏回族自治区政府与神华集团实施战略合作，由神华集团对宁夏煤业集团实施增资扩股，实施第二次重组，成立了神宁集团。
“两次战略性重组，赋予神宁集团雄厚的实力和独挑大梁的底气。”姚敏说。
然而，神宁集团和沙索尔的谈判之路并不顺利。双方谈了10年，也未谈拢。
而这10年间，国内形势发生了突破性逆转：2010年，神宁集团建成世界第一条煤制烯烃生产线，中科合成油公司在内蒙古伊泰建成16万吨/年煤炭间接液化项目生产线并产出合格产品。
关键时刻，神宁集团做出大胆决定——采用具有自主知识产权的中科合成油公司中温浆态费托合成成套技术，独资建设400万吨/年煤炭间接液化项目。
2013年9月18日，国家发改委正式批复神宁集团400万吨/年煤炭间接液化示范项目。该项目于当年9月28日开工建设。 从技术引进到技术输出 煤制油项目是一个庞大的系统工程。据介绍，400万吨/年煤炭间接液化示范项目总占地面积相当于650个标准足球场，概算总投资550亿元，每年转化煤炭2036万吨，占宁夏煤炭年产量的20%。 在中央控制室内，神宁集团煤制油分公司总工程师黄斌告诉记者，该项目可粗略划分为六大环节。主工艺装置可分为5个环节：空分环节、气化环节、油品合成环节、油品加工环节、动力环节。其中，动力环节是设在厂区内的独立热电系统，在中央控制室内不设控制区。除五大主工艺装置外，还有工艺工程环节，主要负责供水、供电，以及废物、污水处理等。 “在所有环节中，气化环节是龙头环节，也是煤制油的关键一步。”黄斌说。 历经2年多的技术攻关，黄斌带领团队对原有的气化装置进行解构，对煤气化的关键路径和环节进行了5000多次革新，工艺设计不合理、联锁控制繁冗、粗煤气灰含量高等诸多问题得到解决，同时解决了西门子气化技术只能吃精煤的缺陷问题。改造后的气化技术从原始开车运行不到2小时到单炉创下累计运行1633小时的历史记录，实现了工业化应用。 “我们改进了气化炉烧嘴，改善其流场和温度场的分布，让气化炉能通吃各种煤，为劣质煤清洁利用提供途径。”黄斌说。 和神宁炉一样，自主研发的设备在煤制油项目中不占少数。据介绍，按照工艺技术、装备台（套）数统计，该项目国产化率达98.5%。
随着费托合成技术的国产化，油品合成装置在单套16万吨/年的基础上放大到单套50万吨/年，打破南非煤炭间接液化技术多年来的技术垄断；苏州安特威阀门公司研发出双盘阀，使用寿命是德国产品的一倍以上；由杭氧集团、沈鼓集团和杭汽集团联合开发的10万标方级大型空分成套技术，可与法国液空、德国林德等空分成套运营商同台竞技。 “我们的空分装置引进了6套德国装置，同时使用了6套杭氧集团的装置。这样做存在风险，但我们对于国产技术足够信任。”黄斌说。 沈鼓集团研制10万标方空分用压缩机组，倒逼曼透平、西门子、GE等压缩机厂商主动大幅下调国内投标的产品报价；内蒙古北方重工集团承担“超级P91”高端钢管技术攻关，产品完全替代进口。 “原来P91钢管从美国、德国、日本进口，每吨15万元，而且1年多才能交货。选择北方重工给神宁集团供货后，P91钢管价格下降了70%，交货期仅90天。”神宁集团煤制油分公司副总经理高文海说。 除了自给自足，依托煤制油项目研发成果，我国自主研发的设备开始走向国际市场。
杭氧公司以10万空分设备示范项目为契机和筹码，中标伊朗卡维、布什尔以及一批国内项目；河钢集团舞阳钢厂的钢板出口到中亚、中东地区；江苏海鸥冷却塔公司在煤制油项目中研发大型环保冷却塔群，随后中标土耳其速马电厂项目，进入西门子全球采购系统，并打入美国市场。 2016年9月，美国顶峰集团和神宁集团在美国得克萨斯州举行了神宁炉气化技术许可合同的签订仪式，标志着神宁集团与顶峰集团的清洁能源项目合作步入实质性阶段，神宁集团开始实现从技术引进向技术输出的转变。 从4人到近7000人专业团队 “项目从最初仅有4人的甲醇指挥部和2本碳一化学书开始，既没有技术，又没有人才。在这种情况下，我们边发展、边引进、边培养，60%的人才从外地引进。”姚敏说，“现在，我们有一支近7000人的煤制油化工专业人才队伍，平均年龄31.2岁，82%以上具有大专以上学历，研究生以上学历达276人。”
“和生产相比，项目建设是短期性的。”神宁集团煤制油项目建设指挥部总指挥蔡力宏说，“借助社会化的资源来建设超大型项目是一个必然的选择。”
据蔡力宏介绍，根据煤制油项目工程巨大、点多面广、管理纵横交错的特点，他们构建了强矩阵式的项目组织管理体系，组建了由业主和知名项目管理公司派出专家所组成的一体化项目管理团队（即IPMT团队），承担全方位、全过程的项目管理工作。 “引入的优秀人才大多从一线操作工做起，他们是‘博士中的工人，工人中的博士’，最终逐步成为我们的业务骨干。”姚敏说。 目前，神宁集团已建成一支600余人的专业化项目管理队伍，能够独立承担超大型煤制油化工项目前期可研、工程策划、设计、采购、施工管理、试车服务与指导等全过程的管理任务，准备向国内外大型煤制油化工项目输出工程管理劳务。
“我们这支队伍特别能吃苦。”姚敏说，“员工们吃住都在现场，夏天在高达38摄氏度的帐篷里通宵达旦研究方案，冬天在零下26摄氏度的刺骨寒风中加班加点，‘吃三睡五干十六’是他们的工作常态。” 年逾古稀的外聘专家梅占魁，是这支队伍的骄傲。 在项目建设过程中，退休后被返聘的梅占魁始终指挥在现场，大到施工现场的安全、质量、进度、设备安装以及吊装，小到设计图纸审核、方案审查，他都装在心里。跟他在施工现场共事的中石化第十建设公司项目经理石志强说：“我工作了30年，没见过像梅老这样退休了还当拼命三郎的元老级人物，跟我们施工人员一起摸爬滚打。”
梅占魁被确诊为肺癌后，躺在病床上仍手不离图纸。他说：“如果再多给我2年时间，让我在有生之年看着煤制油项目建起来，这辈子也就没什么遗憾了。” 在梅占魁70岁生日时，100多名员工自发组织为他过寿。姚敏说：“像梅老这样无私奉献的一批知识分子，深深影响了我们、感动了我们。” 从制油迈向精细化工 据黄斌介绍，未来神宁集团的煤制油项目将主要向继续做大项目、发展油品精细化工的方向发展。 “该项目最难之处在于规模化。单个装置都有经验借鉴，但多个装置集合在一起就会出现前所未有的工程化的问题。”黄斌说，“整个系统的控制与平衡、各装置间的匹配、设备集中之后对于大气环境的影响等都是技术难点，前期我们已对此做过40多项专题研究，未来还将继续。”
目前，该项目气化炉装置规模为日处理煤炭2200吨，未来将实现日处理煤炭4000吨。“气化炉越大，吃煤越多，相对投资越少。”黄斌说，“当然，装置在放大的同时会存在相应问题，例如烧嘴流场改变等，我们会通过后期研究提出解决方案。” 目前，项目团队正在做煤粉线实现N-1/N-2运行的技术攻关。现在，一条煤粉线损坏，整个系统都要停运。未来，即使有一条煤粉线出现问题，剩下的几条煤粉线还可以继续工作，系统运行不受影响。 除设备继续做大、实现更大规模化生产外，油品的精细化工也是该项目发展的主要方向。 “和传统的柴油、汽油板块比，按照现在的国际市场行情，煤制油对于企业而言可能存在亏损的风险，但对于国家和整个能源行业而言是有利的。”黄斌说。 据介绍，该项目设计指标为生产1吨油品需3.55吨标煤，折算成原煤大约为5.2吨或5.3吨，具体折算数据取决于煤质。和国内陆地原油开采成本相比，我国煤制油成本具有绝对优势。目前，陆地原油开采成本为65美元/桶，神宁集团的煤制油成本约为56美元/桶，其中消费税、增值税等税收成本占煤制油总成本的50%左右。
黄斌告诉记者，煤炭和石油的价格变化没有很强的相关性，煤价很低的时候油价可能很高，油价低的时候煤炭价格变化幅度不大。“但税收是按照石油的标准来征收的，因此煤制油企业处在比较尴尬的地位。”黄斌说，“我们希望出台差异化的税收政策，即针对煤基油品的税收政策，最终让煤制油企业实现良性发展。” 黄斌认为，如果煤制油项目只按照柴油等传统产品板块销售，企业竞争力不会很强，未来还是要走油品精细化工的路子。
“我们可以做烯烃单体、高端润滑油等高价值的化工品。”黄斌说，“由于现实状态和工业状态存在较大差异，前期我们无法确定下游产品的生产规模。试车成功后，目前我们已可以对此做出全面分析。” 据介绍，原油在做精细化工时，后续处理难度大、成本高。相比之下，煤制油合成产品在做精细化工时则更易分割。经过前期净化，煤制油合成产品不仅烯烃含量高，而且硫、氮、灰分等杂质含量几乎为零。
据悉，目前神宁集团油品精细化工的部分工作已进入合作谈判阶段：和南京蓝盛公司合作，生产液体石蜡，从而进一步做烷基苯、日化苯，生产出洗涤剂等产品；和上海纳科公司合作，生产四类润滑油等。 “现在合作的口子已经打开，精细化工领域的公司主动找上门来与我们合作。我们提供技术，对方开拓市场。”黄斌说，“未来我们将实现更多的合作。” （来源：中国煤炭报 作者：陶冉） 阅读 |
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