李曉文 王斌
專家簡(jiǎn)介:
孫啟文,研究員。現(xiàn)任兗礦集團(tuán)有限公司副總經(jīng)理,陜西未來(lái)能源化工有限公司總經(jīng)理,煤液化及煤化工國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任,“醇醚酯化工清潔生產(chǎn)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室”副理事長(zhǎng),華東理工大學(xué)、廈門大學(xué)、青島科技大學(xué)兼職教授,“十一五”國(guó)家“863”計(jì)劃重大項(xiàng)目“以煤氣化為基礎(chǔ)的多聯(lián)產(chǎn)示范工程”總體專家組成員,“十二五”國(guó)家科技部“潔凈煤技術(shù)”重點(diǎn)專項(xiàng)總體專家組成員。
主要從事反應(yīng)工程、甲醇合成和F-T合成的研究。主持開發(fā)成功了具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的低溫與高溫費(fèi)托合成煤間接液化技術(shù),包括費(fèi)托合成催化劑、費(fèi)托合成工藝、三相漿態(tài)床與固定流化床費(fèi)托合成反應(yīng)器及其內(nèi)件、費(fèi)托合成產(chǎn)品加氫提質(zhì)工藝及催化劑等。
大漠孤煙直,長(zhǎng)河落日?qǐng)A。莽莽蒼蒼的毛烏素沙漠,駐留著這樣一群執(zhí)著的追夢(mèng)人,他們的夢(mèng)想就是要成功建設(shè)全國(guó)第一套百萬(wàn)噸級(jí)煤間接制油示范項(xiàng)目,成為中國(guó)煤炭高效利用轉(zhuǎn)化的引領(lǐng)者,為集團(tuán)公司轉(zhuǎn)型發(fā)展、跨越發(fā)展注入強(qiáng)大動(dòng)力,全力打造兗礦重新崛起的新名片。
十年磨一劍,十年圓一夢(mèng)!
2015年6月,以成功安裝全球最大的費(fèi)托合成反應(yīng)器為標(biāo)志,陜西未來(lái)能源化工有限公司如期建成中國(guó)第一套百萬(wàn)噸級(jí)煤間接制油示范裝置?!叭耆蟛健?,未來(lái)能源公司實(shí)現(xiàn)了從無(wú)到有、從小到大、從平凡到輝煌、從創(chuàng)業(yè)開拓者到示范引領(lǐng)者的完美蛻變。
巨輪起航——
能源安全呼喚煤制油戰(zhàn)略
要認(rèn)識(shí)煤制油的戰(zhàn)略意義,首先還得要從我國(guó)“富煤貧油”的能源特征說(shuō)起。
2011年8月3日,我國(guó)的工業(yè)和信息化部最新公布數(shù)據(jù)顯示:我國(guó)原油對(duì)外依存度首次超過(guò)了美國(guó),達(dá)到55.2%。
“富煤少氣貧油”,一直以來(lái)都是我國(guó)能源的一大標(biāo)簽。特別是隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)化進(jìn)程加快,自20世紀(jì)90年代以來(lái),我國(guó)原油對(duì)外依存度幾成直線上升的趨勢(shì)。到2012年,對(duì)外依存度為58%,2013年為58.8%,2014年超過(guò)59.5%,逼近六成。
“煤炭的清潔高效開發(fā)利用既是支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的內(nèi)在要求,也是走低碳發(fā)展道路的必然選擇。站在國(guó)家層面,能源危機(jī)呼喚煤制油項(xiàng)目?!?015年9月12日,在陜西榆林煤液化及煤化工國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)委員會(huì)二屆一次會(huì)議上,中國(guó)工程院院士謝克昌說(shuō)道,“在這種客觀條件下,兗礦煤制油項(xiàng)目充分利用自主研發(fā)技術(shù),為國(guó)家的戰(zhàn)略需求和國(guó)家能源儲(chǔ)存做出了重大貢獻(xiàn)?!?/p>
作為國(guó)家能源安全的重要發(fā)展戰(zhàn)略,兗礦煤制油項(xiàng)目的發(fā)展可追溯至14年前。
2002年年底,南非沙索公司首席工程師孫啟文從約翰內(nèi)斯堡飛抵上海,加盟兗礦集團(tuán)。彼時(shí),南非沙索公司是全球唯一擁有商業(yè)運(yùn)行煤間接液化裝置的公司。作為未來(lái)兗礦集團(tuán)煤制油項(xiàng)目的掌舵人,孫啟文的加盟,為兗礦研發(fā)煤間接液化技術(shù)注入了靈魂。
從2002年加盟兗礦開始,孫啟文便全身心投入到煤間接液化技術(shù)的自主創(chuàng)新,很快便建立起一支高素質(zhì)研發(fā)團(tuán)隊(duì),并親自主持高效費(fèi)托合成催化劑的研制和應(yīng)用、費(fèi)托合成反應(yīng)器與工藝流程的設(shè)計(jì)優(yōu)化和分離技術(shù)等煤間接液化關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)。
2004年和2006年,孫啟文帶領(lǐng)研發(fā)團(tuán)隊(duì)分別成功進(jìn)行了低、高溫費(fèi)托合成萬(wàn)噸中試,成為全國(guó)唯一一家同時(shí)掌握高低溫費(fèi)托合成技術(shù)的公司。
2008年經(jīng)國(guó)家科技部批準(zhǔn)在上海能源科技研發(fā)有限公司建立煤液化及煤化工國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,系統(tǒng)開展了煤間接液化基礎(chǔ)理論與工業(yè)化應(yīng)用研究工作。在項(xiàng)目研發(fā)過(guò)程中,孫啟文帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)先后承擔(dān)了國(guó)家“863”計(jì)劃課題5項(xiàng)、國(guó)家“973”計(jì)劃課題2項(xiàng),建設(shè)了國(guó)內(nèi)中試規(guī)模最大的5000噸/年漿態(tài)床低溫費(fèi)托合成中試裝置和國(guó)內(nèi)唯一的4500噸/年固定流化床高溫費(fèi)托合成中試裝置,開發(fā)成功了擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的以油品為主的低溫費(fèi)托合成技術(shù)和聯(lián)產(chǎn)油品、烯烴、精細(xì)化學(xué)品的高溫費(fèi)托合成技術(shù),在研發(fā)過(guò)程中已申請(qǐng)專利50項(xiàng),已獲授權(quán)煤間接液化技術(shù)發(fā)明專利34項(xiàng),取得國(guó)家級(jí)科技成果9項(xiàng),低溫費(fèi)托合成技術(shù)與國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)相比,具有柴油選擇性高、噸油品催化劑消耗低、費(fèi)托合成反應(yīng)器生產(chǎn)強(qiáng)度大、能量利用效率高等優(yōu)點(diǎn),主要關(guān)鍵技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。
2011年2月,兗礦集團(tuán)出資50%,兗州煤業(yè)和延長(zhǎng)石油各出資25%,注冊(cè)資本54億元,組建陜西未來(lái)能源化工有限公司,落地榆林建設(shè)百萬(wàn)噸級(jí)煤間接制油項(xiàng)目和千萬(wàn)噸級(jí)煤礦,為中國(guó)煤制油產(chǎn)業(yè)化發(fā)展領(lǐng)航示范。
2012年,未來(lái)能源項(xiàng)目被國(guó)家發(fā)改委列為“十二五”期間“煤炭深加工示范項(xiàng)目”,正式駛?cè)氚l(fā)展建設(shè)快車道。
2015年七八月份,未來(lái)能源項(xiàng)目?jī)H用23天就打通全流程,一次投料試車圓滿成功。百萬(wàn)噸級(jí)煤制油示范項(xiàng)目的試車成功,實(shí)現(xiàn)了煤間接液化制油的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn),開啟了我國(guó)煤清潔高效利用技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展史上的新篇章,這是我國(guó)煤清潔高效利用技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展史上重要的里程碑,對(duì)保障國(guó)家能源安全、實(shí)現(xiàn)國(guó)家能源多元化發(fā)展戰(zhàn)略具有重要的戰(zhàn)略意義。
示范領(lǐng)航——
樹立煤制油行業(yè)標(biāo)桿
新世紀(jì)以來(lái),煤制油項(xiàng)目幾經(jīng)波折。一方面,把煤轉(zhuǎn)化為油的技術(shù)契合我國(guó)富煤貧油的能源格局,有利于能源安全;另一方面,“高耗水、高排放、高污染”又讓其頗具爭(zhēng)議。
然而,如今,未來(lái)能源公司通過(guò)自主技術(shù)攻關(guān)、高效嚴(yán)格的管理手段,已有效地解決了煤制油的“先天缺陷”。
為了確定最終生產(chǎn)出來(lái)的是非常潔凈的油,從研發(fā)到生產(chǎn),每一個(gè)環(huán)節(jié)孫啟文都控制得非常嚴(yán)格。在百萬(wàn)噸級(jí)煤制油示范項(xiàng)目建設(shè)階段,項(xiàng)目的研發(fā)、設(shè)計(jì)、建設(shè)者和全體員工按照“一抓一控三?!保ㄗス芾?、控投資、保安全、保質(zhì)量、保進(jìn)度)工作總體要求,不斷強(qiáng)化項(xiàng)目管理,科學(xué)組織項(xiàng)目建設(shè),克服施工期短、制約因素多等重重困難,實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目建設(shè)優(yōu)質(zhì)、快速、高效推進(jìn)。在項(xiàng)目開車階段,全體開車人員,精益求精,嚴(yán)格規(guī)程,優(yōu)化操作,于2015年7月31日22時(shí)16分首臺(tái)氣化爐投料試車成功,8月21日3時(shí)16分核心裝置費(fèi)托合成順利接氣,8月23日0時(shí)19分全流程打通,產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)油品,各項(xiàng)參數(shù)完全符合要求,達(dá)到歐Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)。endprint
“我們的油品品質(zhì)非常好,不含硫,不含氮,不含芳香組的化合物,十六烷值非常高?!睂O啟文說(shuō),兗礦項(xiàng)目產(chǎn)出的油品符合歐洲五號(hào)標(biāo)準(zhǔn),含硫量只有0.1個(gè)ppm,遠(yuǎn)低于100ppm的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
同時(shí),相比火電廠污水,現(xiàn)代煤化工的污水更難處理。而未來(lái)能源公司煤制油項(xiàng)目卻創(chuàng)造了污水近零排放的驚嘆成就。
“每小時(shí)產(chǎn)生污水100立方米左右,上設(shè)備做達(dá)標(biāo)處理,1立方米要多花25元,一年就得上千萬(wàn),但這錢肯定得花。”孫啟文表示,處理污水是企業(yè)職責(zé)所在,絕不會(huì)偷工減料。
而為煤制油項(xiàng)目配套的金雞灘煤礦,設(shè)計(jì)年產(chǎn)能800萬(wàn)噸,概算投資48億元,可采儲(chǔ)量10億噸,屬低灰、低硫、低磷、高發(fā)熱量、高揮發(fā)分的優(yōu)質(zhì)煤。
此外,百萬(wàn)噸級(jí)煤制油示范項(xiàng)目采用多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化、一氧化碳耐硫變換、低溫甲醇洗氣體凈化、低溫漿態(tài)床費(fèi)托合成及油品加氫提質(zhì)等技術(shù)生產(chǎn)柴油、石腦油、液化石油氣等產(chǎn)品。建設(shè)內(nèi)容包括4套8.5萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)立方米/小時(shí)空分裝置、8臺(tái)(6開2備)日處理煤量2000噸的多噴嘴對(duì)置式水煤漿加壓氣化爐、3套一氧化碳變換裝置、3套處理氣量為27萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)立方米/小時(shí)低溫甲醇洗裝置、2套硫回收裝置、1套費(fèi)托合成裝置、1套費(fèi)托合成油品加工裝置、1套尾氣制氫裝置、3臺(tái)480噸蒸汽/小時(shí)高壓煤粉鍋爐、3臺(tái)50兆瓦蒸汽發(fā)電機(jī)組、1臺(tái)42兆瓦燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組、3000噸/年費(fèi)托合成催化劑生產(chǎn)裝置以及儲(chǔ)運(yùn)、消防、供水、水處理、鐵路、灰渣場(chǎng)等輔助和廠外工程。按投資額度計(jì)算,項(xiàng)目裝備自主化率達(dá)到82%以上;按臺(tái)套數(shù)計(jì)算,項(xiàng)目裝備自主化率達(dá)到92%以上,項(xiàng)目綜合能源利用效率為45.9%,水重復(fù)利用率達(dá)到98.26%,全部符合或優(yōu)于國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
同時(shí),催化劑是煤制油合成技術(shù)的核心,能否成功生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)催化劑,直接關(guān)系到煤制油的成功與否。
2014年9月6日23時(shí)36分,我國(guó)煤間接制油規(guī)?;ㄔO(shè)取得標(biāo)志性成果,國(guó)家煤制油示范項(xiàng)目——陜西未來(lái)能源化工有限公司配套的催化劑制備生產(chǎn)系統(tǒng)貫通,首次投料試車即取得成功,順利產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的催化劑產(chǎn)品。這項(xiàng)完全具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的煤間接液化催化劑取得成功,宣告我國(guó)徹底打破國(guó)外企業(yè)技術(shù)壟斷和封鎖。
“我們花了十年時(shí)間研究煤制油技術(shù)”談及煤制油技術(shù)優(yōu)勢(shì),孫啟文如數(shù)家珍,“一是催化劑效率好,活性好,選擇性好,催化劑的消耗低;二是反應(yīng)器的設(shè)計(jì)合理,單體生產(chǎn)強(qiáng)度大,生產(chǎn)能力是國(guó)際上同位反應(yīng)器的1.5倍左右;三是整體工藝設(shè)計(jì)比較優(yōu)化,比較短,一方面節(jié)約投資,另一方面加工效率大大提高,整體能效為43%左右,國(guó)際是39%,我們上了一個(gè)臺(tái)階;四是全廠的熱效率非常高;五是從建成的角度來(lái)看,項(xiàng)目在環(huán)境問題方面考慮非常周到,水、氣體、固廢的處理問題等,都下了很大功夫。所以這個(gè)項(xiàng)目建成之后我相信可以起到非常的好的標(biāo)桿示范引領(lǐng)作用,這些都是處在國(guó)際領(lǐng)先水平。”
未來(lái)能源——
乘風(fēng)破浪 奮勇爭(zhēng)先
“煤制油,將是未來(lái)中國(guó)煤化工發(fā)展方向之一,也是兗礦未來(lái)的希望所在,可以說(shuō),兗礦的未來(lái)在未來(lái)能源,未來(lái)能源的未來(lái)在煤制油?!眱嫉V集團(tuán)領(lǐng)導(dǎo)擲地有聲。
但因項(xiàng)目核準(zhǔn)拖延了8年之久,以致兗礦集團(tuán)煤制油“起了個(gè)大早”,卻“趕了個(gè)晚集”。更令人擔(dān)憂的是,未來(lái)能源項(xiàng)目甫一投產(chǎn),便趕上了國(guó)際油價(jià)跌至歷史低位,面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
“盡管是在油價(jià)如此低迷的時(shí)候,我們的項(xiàng)目仍然有賬可算?!睂?duì)此,孫啟文肯定地說(shuō)道,“即使在當(dāng)前的低油價(jià)下,如果沒有過(guò)重的稅負(fù),煤制油示范項(xiàng)目仍有較好的盈利能力,這表明煤制油的發(fā)展是可行的,現(xiàn)在急需的就是相對(duì)寬松的空間繼續(xù)自我完善、創(chuàng)新發(fā)展?!?/p>
他表示,自國(guó)際原油價(jià)格下跌以來(lái),我國(guó)已連續(xù)三次上調(diào)成品油消費(fèi)稅。在低油價(jià)時(shí)期提高成品油消費(fèi)稅,以抑制石油過(guò)度消費(fèi),促進(jìn)環(huán)境治理、節(jié)能減排和能源替代,可以理解。但是,煤制油作為煤炭清潔利用的新興產(chǎn)業(yè),作為肩負(fù)保障國(guó)家能源安全重要責(zé)任的示范產(chǎn)業(yè),受到高稅收的“傷害”則說(shuō)不過(guò)去。
“煤制油項(xiàng)目目前生產(chǎn)每噸柴油的消費(fèi)稅在1411元左右,每噸石腦油的消費(fèi)稅在2105元左右。不僅如此,增值稅、城建稅等其他稅種也‘水漲船高。而目前柴油、石腦油的售價(jià)卻只有4000?5000元。也就是說(shuō),每噸油品售價(jià)的一半都交了稅。在此情況下,多數(shù)煤制油項(xiàng)目陷入虧損。按年產(chǎn)115萬(wàn)噸油品計(jì)算,每年需繳納消費(fèi)稅16.61億元,如果全額免征消費(fèi)稅,將增加企業(yè)利潤(rùn)18.6億元?!睂O啟文不無(wú)焦慮地說(shuō)道,“征收油品消費(fèi)稅的一大功能是抑制石油的過(guò)度消費(fèi),但煤制油卻是以煤為原料,比照石油煉制企業(yè)收稅的做法不合理。應(yīng)當(dāng)充分考慮煤制油產(chǎn)業(yè)的特殊性,改變煤制油企業(yè)稅收參照石油企業(yè)稅收的做法,實(shí)行差別化較低稅收政策?!?/p>
作為肩負(fù)保障國(guó)家能源安全重要責(zé)任的示范產(chǎn)業(yè),煤制油項(xiàng)目才剛剛起步,正處于示范試點(diǎn)階段。由于產(chǎn)業(yè)技術(shù)、管理、環(huán)保等方面的不成熟,加之受到來(lái)自國(guó)際原油價(jià)格走低的沖擊,這些在艱難中破土的幼苗更加需要國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的呵護(hù)、扶持。
“剛剛起步的中國(guó)煤制油產(chǎn)業(yè),正處于示范試點(diǎn)階段,對(duì)國(guó)家能源安全的戰(zhàn)略意義大于經(jīng)濟(jì)意義。”孫啟文表示。
同時(shí),“以項(xiàng)目換資源”,未來(lái)能源項(xiàng)目獲取了大批煤炭資源,也因此緩解了山東本部的資源枯竭危機(jī)。早在十多年前,兗礦集團(tuán)就做過(guò)測(cè)算,本部煤礦可采年限不會(huì)超過(guò)20年。經(jīng)歷了煤炭黃金十年的普遍超采,這一歷程或還要進(jìn)一步縮減。
而通過(guò)在陜北榆林投資煤制油項(xiàng)目,兗礦獲得了寶貴的當(dāng)?shù)孛禾抠Y源。兗礦煤制油一期的第一條生產(chǎn)線,地方政府為其“配套”了金雞灘煤礦。隨著后續(xù)400萬(wàn)噸煤制油項(xiàng)目的推進(jìn),兗礦還將獲得西紅墩煤礦,將有效緩解山東本部的資源枯竭危機(jī)。
目前,未來(lái)能源項(xiàng)目每年約用500萬(wàn)噸原煤,可生產(chǎn)115萬(wàn)噸油品及化工產(chǎn)品,主要包括79萬(wàn)噸柴油、25萬(wàn)噸石腦油等,為目前世界上最大的煤間接液化單體系統(tǒng)。孫啟文表示,2015年,兗礦生產(chǎn)的油品,均售給了延長(zhǎng)石油集團(tuán)作為調(diào)和油,但未來(lái)兗礦準(zhǔn)備自建銷售渠道。
按照計(jì)劃,在110萬(wàn)噸/年煤間接液化示范裝置成功運(yùn)行后,未來(lái)能源公司將以示范裝置為依托,利用已開發(fā)成功的高溫與低溫費(fèi)托合成多聯(lián)產(chǎn)技術(shù),進(jìn)一步增加產(chǎn)品種類,延長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈,提高煤液化裝置的市場(chǎng)適應(yīng)性和經(jīng)濟(jì)效益,“十三五”期間將開展一期后續(xù)400萬(wàn)噸/年煤間接液化項(xiàng)目及配套1000萬(wàn)噸/年西紅墩煤礦項(xiàng)目。力爭(zhēng)在“十三五”末,建成以陜西未來(lái)能源化工有限公司為主體的,主要產(chǎn)品為柴油、石腦油、汽油、液化石油氣、溶劑油、特種蠟、聚丙烯、混合醇、丙酮和甲乙酮、醋酸的“煤、油、電、化”一體化循環(huán)發(fā)展的新型工業(yè)園區(qū),最終達(dá)到年產(chǎn)1000萬(wàn)噸油品、高端化學(xué)品和4000萬(wàn)噸煤炭能力,實(shí)現(xiàn)千億元產(chǎn)值、百億元利潤(rùn),成為中國(guó)煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化利用的大型生產(chǎn)基地,為我國(guó)煤制油產(chǎn)業(yè)化發(fā)展豎起一面不倒的旗幟,引領(lǐng)中國(guó)煤制油產(chǎn)業(yè)化更快更好發(fā)展。endprint
科學(xué)中國(guó)人2016年7期