神華寧煤 三項(xiàng)創(chuàng)新問(wèn)鼎煤化工“珠穆朗瑪”

    ——來(lái)自400萬(wàn)噸/年煤炭間接液化建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)的報(bào)道(下)
    煤“變”油，乍看一字之差，實(shí)則要經(jīng)歷煤化工國(guó)度的千山萬(wàn)水。
    南非沙索爾公司自上世紀(jì)五十年代起探索煤制油技術(shù)，歷時(shí)半個(gè)多世紀(jì)、分兩期建成了當(dāng)今760萬(wàn)噸/年的規(guī)模；由萬(wàn)余個(gè)裝備、組件構(gòu)成的煤制油鏈?zhǔn)椒磻?yīng)中，多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)掌握在國(guó)外巨頭手中；從國(guó)內(nèi)16萬(wàn)噸/年到400萬(wàn)噸/年，油品合成、氣化裝置等成幾何倍數(shù)放大，世界范圍內(nèi)無(wú)經(jīng)驗(yàn)可循……
    這些，注定了煤制油項(xiàng)目建設(shè)將在世界煤化工領(lǐng)域開(kāi)啟一場(chǎng)巔峰對(duì)決。
    中國(guó)式煤制油“心臟”：登頂世界“最大”
    神華寧煤400萬(wàn)噸/年煤制油項(xiàng)目，肩負(fù)著部分大型空分、氣化爐反應(yīng)器、工藝壓縮機(jī)、流程泵及閥門等37項(xiàng)主要技術(shù)、設(shè)備和關(guān)鍵材料的國(guó)產(chǎn)化重任。
    其中，負(fù)責(zé)油品合成、被稱為煤制油“心臟”的費(fèi)托合成反應(yīng)器則是需要跨越的第一座高峰。
    8臺(tái)分別高63米、重2200噸的費(fèi)托合成反應(yīng)器是當(dāng)今世界最大、國(guó)內(nèi)單次吊裝最重的化工設(shè)備。
    “費(fèi)托合成反應(yīng)器采用鉻鉬鋼特殊材料，屬首次國(guó)產(chǎn)化應(yīng)用，壁厚132毫米，僅材料費(fèi)用43億元?！鄙袢A寧煤集團(tuán)煤制油項(xiàng)目建設(shè)指揮部總工程師劉萬(wàn)洲介紹，建設(shè)過(guò)程中，“大塊頭”費(fèi)托合成反應(yīng)器的焊接、檢測(cè)、抗沖擊、熱處理等均超出了原有設(shè)計(jì)和制造的經(jīng)驗(yàn)范疇，向前每走一步都是無(wú)法探測(cè)的深水區(qū)。
    沒(méi)有千萬(wàn)噸級(jí)焊床，更改設(shè)計(jì)采用三段式弧形壓制，立體焊接；沒(méi)有大型室內(nèi)超聲探測(cè)儀，利用夜間到凌晨的無(wú)人空檔期將它們拉到野外拍“λ源”射線探傷……
    遠(yuǎn)遠(yuǎn)看去，如巨人般矗立在施工現(xiàn)場(chǎng)的“費(fèi)托”，對(duì)焊接溫度和工藝的細(xì)微要求苛刻至極，一個(gè)針眼般大小的氣孔或夾渣，都有可能成為致命傷害，一條環(huán)縫使用焊絲1.5噸，僅裙座和角縫焊接就用了20天。
    現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人介紹，費(fèi)托合成反應(yīng)器的吊裝也是個(gè)世界性難題，從方案設(shè)計(jì)到吊裝執(zhí)行，中石化與徐州重工強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，歷時(shí)9個(gè)月才完成。吊裝首次啟用了全球最大的履帶式起重機(jī)，這個(gè)大家伙于2013年7月在煙臺(tái)趴桿拆車，用146臺(tái)次特種車輛歷經(jīng)26天輾轉(zhuǎn)1300公里被運(yùn)抵寧東煤制油現(xiàn)場(chǎng)。
    氣化技術(shù)：打破壟斷與世界“巨頭”平分秋色
    從煤到油的超級(jí)轉(zhuǎn)化鏈條中，日投煤2200噸的干煤粉加壓氣化技術(shù)是400萬(wàn)噸/年煤制油項(xiàng)目躋身世界之巔的關(guān)鍵。
    GSP干煤粉加壓氣化技術(shù)屬于德國(guó)西門子公司，神華寧煤具有在大中華區(qū)技術(shù)許可50%的權(quán)力，但該技術(shù)僅在5MW的中試裝置中試驗(yàn)成功。
    將“GSP”從中試裝置放大100倍并實(shí)現(xiàn)工業(yè)化運(yùn)營(yíng)，神華寧煤成為全球首個(gè)“吃螃蟹”的企業(yè)。從引進(jìn)、消化、吸收到再創(chuàng)新，從投料到穩(wěn)定運(yùn)行，每一個(gè)環(huán)節(jié)的技術(shù)革新，都寫(xiě)滿了中國(guó)科技工作者嘔心瀝血、勇攀高峰的探索精神。
    50萬(wàn)噸煤基烯烴項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中，DME反應(yīng)器出現(xiàn)問(wèn)題，導(dǎo)致投料溫度不穩(wěn)定，調(diào)試無(wú)法進(jìn)行。神華寧煤技術(shù)攻關(guān)組提出改變路徑，卻被嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牡聡?guó)專家嚴(yán)詞拒絕，并撂下“如果改變工藝流程，立馬走人”的狠話。溝通無(wú)效，攻關(guān)只好偷偷安排在夜間，百余次的摸索最終使投料溫度驅(qū)歸穩(wěn)定，調(diào)試正常進(jìn)行，百思不得其解的德國(guó)專家得知真相后心服口服。
    從煤制甲醇到甲醇制丙烯，從DME反應(yīng)器到除塵系統(tǒng)的改造，再到氣化爐燒嘴的研發(fā)，神華寧煤對(duì)氣化的關(guān)鍵路徑和環(huán)節(jié)先后進(jìn)行了5000多次革新，攻克了工藝設(shè)計(jì)不合理、聯(lián)鎖控制繁冗、粗煤氣灰含量高、丙烯產(chǎn)品質(zhì)量控制難等諸多問(wèn)題，使煤制油整套氣化技術(shù)在中國(guó)瓜熟蒂落。
    如今，神華寧煤已經(jīng)掌握單臺(tái)氣化爐日投煤2200噸的NCG干煤粉加壓氣化技術(shù)、50萬(wàn)t/a MTP甲醇制丙烯工業(yè)化創(chuàng)新技術(shù)和低成本高性能MTP工業(yè)催化劑制備技術(shù)等煤制油的關(guān)鍵技術(shù)，在大中華地區(qū)享有西門子GSP氣化技術(shù)50%的專利許可收益權(quán)，在全球享有魯奇MTP技術(shù)15%的專利許可權(quán)益。不僅如此，還實(shí)現(xiàn)了MTP催化劑的國(guó)產(chǎn)化開(kāi)發(fā)與工業(yè)化應(yīng)用，打破了國(guó)外壟斷，使國(guó)產(chǎn)催化劑的價(jià)格較國(guó)外催化劑降低30%，每1000噸催化劑節(jié)約成本1.6億元，同時(shí)分享8%國(guó)產(chǎn)催化劑銷售的知識(shí)產(chǎn)權(quán)收益。
    2014年11月18日，神華寧煤自主研發(fā)的首臺(tái)干煤粉加壓氣化爐在煤制油項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)吊裝就位，并與內(nèi)蒙古伊泰集團(tuán)簽訂了10套氣化爐專有許可技術(shù)合同。
    大型空分裝置：引領(lǐng)中國(guó)企業(yè)躋身世界一流
    費(fèi)托合成及油品加工成套技術(shù)的百萬(wàn)噸級(jí)工業(yè)化示范、10萬(wàn)標(biāo)立方米/小時(shí)空分成套技術(shù)和2200噸/天投煤量干煤粉加壓氣化爐技術(shù)的國(guó)產(chǎn)化示范，被譽(yù)為煤制油項(xiàng)目登頂世界煤化工最高峰的“三劍客”。
    這三項(xiàng)世界之最中，每小時(shí)產(chǎn)氧量達(dá)10萬(wàn)標(biāo)方的大型空分裝置的首次國(guó)產(chǎn)化開(kāi)發(fā)，無(wú)疑是對(duì)國(guó)企的一次高水平的技術(shù)檢驗(yàn)和提升。
    煤化工的大型空分裝置關(guān)鍵技術(shù)一直都由德、法、美等國(guó)家的企業(yè)壟斷。2014年，神華寧煤面向國(guó)內(nèi)外企業(yè)進(jìn)行技術(shù)招標(biāo)，杭州氧氣機(jī)集團(tuán)和沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)脫穎而出成功中標(biāo)，并將此視為企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的里程碑式項(xiàng)目。
    空分成套技術(shù)的核心裝置是壓縮機(jī)，而大型壓縮機(jī)的技術(shù)也掌控在西門子等世界“巨頭”手中?！按笮蛪嚎s機(jī)是很多化工項(xiàng)目的核心裝置，最難加工的當(dāng)屬葉片，這其中又牽涉到材料工程等多個(gè)領(lǐng)域，極其復(fù)雜?！眲⑷f(wàn)洲介紹，項(xiàng)目建成后，12套空分裝置每小時(shí)產(chǎn)氧量將達(dá)到120萬(wàn)標(biāo)立方，神華寧煤將建成世界最大的空分島，由此帶動(dòng)杭氧集團(tuán)和沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)躋身世界一流企業(yè)之列，與西門子、曼透平等公司同臺(tái)競(jìng)技。
    除了“三劍客”，煤制油項(xiàng)目在環(huán)保節(jié)能方面的探索也首開(kāi)先河。
    通過(guò)工藝技術(shù)的系統(tǒng)集成和優(yōu)化，煤制油項(xiàng)目將誕生目前世界煤化工行業(yè)最先進(jìn)的節(jié)能系統(tǒng)：噸油品水耗僅為6.1噸，低于國(guó)內(nèi)外同類項(xiàng)目5噸左右；通過(guò)選擇先進(jìn)的節(jié)水技術(shù)，水蒸發(fā)損失率減少19%，年節(jié)水500萬(wàn)立方米；污水回用率為97%，水的重復(fù)利用率達(dá)到98.3%，全廠基本實(shí)現(xiàn)近零排放。
    皓月當(dāng)空，與燈火通明的建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)交相輝映。在中國(guó)大西北這片升騰著夢(mèng)想的荒原，無(wú)數(shù)建設(shè)者舍家拋?zhàn)?、不舍晝夜，用青春、智慧乃至生命，?shū)寫(xiě)著中國(guó)創(chuàng)造，中國(guó)驕傲！
    黃河滔滔，賀蘭巋然，歷史當(dāng)銘記。