中國華電世界首套萬噸級煤基甲醇制芳烴工業(yè)試驗成功紀(jì)實

據(jù)英大網(wǎng)報道，一次點火成功！

一次投料試車成功！

世界首套萬噸級煤基甲醇制芳烴工業(yè)試驗在陜西試驗成功！

又一項歷史空白被填寫。

今年4月中旬，從人民大會堂傳來消息，中國華電集團公司與清華大學(xué)合作開發(fā)建設(shè)的甲醇制芳烴工業(yè)試驗裝置通過國家鑒定，填補了甲醇制芳烴工業(yè)化技術(shù)的空白，使我國煤制芳烴大型產(chǎn)業(yè)鏈基本成型。煤制芳烴技術(shù)，將進一步推動煤炭資源的清潔高效利用，解決高端化工原料來源單一的現(xiàn)狀，有效緩解我國原油短缺的現(xiàn)狀。

“世界首套”、“填補空白”—這樣的字眼無疑引人注目。然而，為什么在陜西？為什么是華電？追尋煤制芳烴試驗成功的路徑，我們看到了—

陜西省委、省政府矢志建設(shè)陜北能源化工基地、實現(xiàn)“三強一富一美”的堅定決心；

中國華電集團公司轉(zhuǎn)方式、調(diào)結(jié)構(gòu)，打造循環(huán)經(jīng)濟，建設(shè)具有國際競爭力的世界一流能源集團的魄力與擔(dān)當(dāng)；

華電煤業(yè)集團有限公司和清華大學(xué)成功實現(xiàn)央企與高校強強聯(lián)合，所有試驗參與者那一次次爭論、修改，那一次次離別、奮進，那一道道汗水、淚水……

從2011年3月試驗裝置奠基，到2013年1月試驗成功，600多個日日夜夜轉(zhuǎn)瞬即逝。一座科技豐碑在三秦大地上昂揚崛起，一個能源企業(yè)憑借不斷的創(chuàng)新為“中國夢”書寫下可持續(xù)發(fā)展的注腳。

科技創(chuàng)新實現(xiàn)“深度融合”

目前，國際上采用的是石油制芳烴，但煤制芳烴在該領(lǐng)域尚屬空白。

芳烴主要包括苯、甲苯、二甲苯，是化纖、工程塑料及高性能塑料等的關(guān)鍵原料，廣泛用于服裝面料、航空航天、交通運輸、裝飾裝修、電器產(chǎn)品和移動通信等領(lǐng)域。作為大宗基礎(chǔ)有機化工原料，芳烴與我們的生活息息相關(guān)，目前我國年消耗量超過2000萬噸。

傳統(tǒng)芳烴制造97%以上來源依賴于石油原料，隨著石油資源的越來越短缺，芳烴發(fā)展也因此受到制約。以二甲苯為例，2012年我國進口量為620萬噸，進口依存度約45%。在中國石油(601857,股吧)對外依存度逐漸提高的背景下，原來的芳烴增產(chǎn)道路變得越來越不可持續(xù)。

針對我國“缺油少氣富煤”的資源現(xiàn)狀，“深度融合”使利用我國豐富的煤炭資源優(yōu)勢生產(chǎn)高端石油化工產(chǎn)品成為現(xiàn)實。“在建設(shè)綠色能源產(chǎn)業(yè)的進程中，華電集團十分重視煤炭資源清潔高效利用。煤制芳烴技術(shù)的成功開發(fā)，開創(chuàng)了煤基能源化工新途徑，對我國石油化工原料替代，抓住世界能源化工新的發(fā)展機遇具有重要意義?！比A電集團總經(jīng)理云公民說。

據(jù)悉，煤制芳烴需經(jīng)過三個主要步驟，煤制甲醇為成熟傳統(tǒng)煤化工單元，甲醇進一步轉(zhuǎn)變成為芳烴，芳烴分離及轉(zhuǎn)化為煉化行業(yè)常設(shè)單元。目前，煤制甲醇及芳烴分離轉(zhuǎn)化在煤化工和石油化工行業(yè)均有完善成套的工業(yè)化技術(shù)，但是甲醇制芳烴的工業(yè)化技術(shù)尚屬空白。

與芳烴缺口形成鮮明對比的是甲醇的產(chǎn)能過剩。來自氮肥工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2012年我國甲醇產(chǎn)量為3164萬噸，同比增加19.08%，裝置開工負(fù)荷僅61.3%。近年來，我國每年芳烴缺口約為600萬至700萬噸，如果按1噸芳烴消耗3噸甲醇計算，那么僅用來制芳烴的甲醇就將達到每年2000多萬噸。這將有效緩解我國甲醇過剩的局面。

華電煤業(yè)董事長丁煥德表示：“就企業(yè)自身來說，積極開發(fā)應(yīng)用煤制芳烴技術(shù)，能夠延長產(chǎn)業(yè)鏈條，促進產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級和結(jié)構(gòu)調(diào)整，以技術(shù)創(chuàng)新形成企業(yè)的核心競爭力，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。”

經(jīng)過十余年的技術(shù)攻關(guān)，以金涌院士、魏飛教授為首的清華大學(xué)化工系研發(fā)團隊，通過對甲醇芳構(gòu)化反應(yīng)機理、反應(yīng)動力學(xué)和催化特性的研究，在國際上率先成功開發(fā)出高活性、高選擇、寬溫域的甲醇制芳烴催化劑。在此基礎(chǔ)上，通過對催化劑、工藝過程深入剖析和上萬次的試驗室驗證，開發(fā)出以雙段流化床為基礎(chǔ)的環(huán)流化床連續(xù)反應(yīng)再生技術(shù)，并申請了多項發(fā)明專利。為加快實現(xiàn)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，清華大學(xué)與中國華電采取“以企業(yè)為科技創(chuàng)新主體，產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合”的方式共同開發(fā)其成套工業(yè)技術(shù)，建成了世界首套包括反應(yīng)和分離的全流程甲醇芳構(gòu)化系統(tǒng)，為工業(yè)示范裝置的建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。

綠色發(fā)展破解環(huán)保難題

一個對環(huán)境負(fù)責(zé)任的企業(yè)，才是一個令人尊敬的企業(yè)。

實踐證明，中國煤化工需要更先進、更清潔、更綠色的生產(chǎn)工藝，這是中國化學(xué)(601117,股吧)工業(yè)決策者的思考，更是人類共同家園地球村的綠色宣言！

“華電集團要堅持電為主體、煤為基礎(chǔ)、產(chǎn)融結(jié)合、科技支撐，注重煤、電、路、港、運四大產(chǎn)業(yè)的價值聯(lián)接，鞏固和擴大產(chǎn)業(yè)協(xié)同優(yōu)勢，形成"四位一體"深度融合的產(chǎn)業(yè)價值鏈。”華電集團黨組書記李慶奎表示。

然而，對于華電集團這樣一家中央直屬骨干能源企業(yè)來說，在主體發(fā)電的上游產(chǎn)業(yè)鏈煤炭領(lǐng)域繼續(xù)延伸產(chǎn)業(yè)鏈，而且采用世界領(lǐng)先技術(shù)，力求清潔、綠色，真可謂是一次大膽、創(chuàng)新的嘗試，這無疑將帶來環(huán)保產(chǎn)業(yè)和煤化工產(chǎn)業(yè)的一次革命。

在甲醇制芳烴技術(shù)的開發(fā)過程中，華電集團為發(fā)展新型煤化工積累了豐富的建設(shè)和運行經(jīng)驗。同時，煤電企業(yè)如何有效開展煤化工項目建設(shè)，也成為了華電集團新的思考。

據(jù)華電煤業(yè)總經(jīng)理管春峰介紹，華電煤業(yè)專門設(shè)立煤化工管理部，負(fù)責(zé)煤化工項目開發(fā)，著力推進煤炭資源循環(huán)經(jīng)濟綜合利用，延伸產(chǎn)業(yè)鏈，拓展價值鏈，實現(xiàn)綠色發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展。成功收購陜北重點化工企業(yè)—華電榆林天然氣化工有限公司，擁有了一支實力雄厚的化工技術(shù)隊伍。

煤制芳烴技術(shù)的研發(fā)自始至終都貫徹了綠色理念。據(jù)清華大學(xué)化學(xué)工程系教授、中國工程院院士金涌介紹，該技術(shù)的先進性主要體現(xiàn)在核心流化床裝置操作非常平穩(wěn)且彈性大，連續(xù)化與自動化程度也很高，甲醇可以實現(xiàn)完全轉(zhuǎn)化，3.07噸甲醇就可以生產(chǎn)1噸芳烴，并副產(chǎn)大量氫氣，工藝廢水不含氨氮，廢氣不含硫氮。

據(jù)了解，煤基甲醇生產(chǎn)工藝由于進行了脫硫、脫氮處理，制備的芳烴產(chǎn)品會更加清潔，同時催化劑的高選擇性也使芳烴產(chǎn)品中的組分遠(yuǎn)少于石油基路線所得的產(chǎn)品組分，從而使芳烴分離環(huán)節(jié)避免了石油基芳烴抽提的復(fù)雜工序，產(chǎn)品能耗大幅降低。此外，甲醇制芳烴過程副產(chǎn)的大量氫氣以及部分低碳烷烴還可作為生產(chǎn)甲醇的原料，這極大降低了甲醇制芳烴的原料消耗。通過煤礦、電廠和化工廠的能量與物料綜合利用，煤制芳烴技術(shù)實現(xiàn)了資源綜合利用最大化和大幅減少污染物排放的目標(biāo)。

在榆林市榆橫煤化工園區(qū)，華電榆橫煤化工公司廠區(qū)的旁邊是榆天化凱越煤化公司，這是一家利用水煤漿氣化工藝生產(chǎn)合成氣制甲醇的企業(yè)。榆橫煤化工公司合成芳烴過程中的廢水輸送到凱越煤化公司，該公司利用這些廢水生產(chǎn)水煤漿，同時該公司生產(chǎn)的甲醇則為芳烴生產(chǎn)提供了原材料，從而實現(xiàn)了循環(huán)再利用。

“世界首套”的精神基石

煤制芳烴的成功，在世界能源化工領(lǐng)域鑄就了新的豐碑，而這豐碑的基石，正是華電人默默奉獻的精神。

經(jīng)過多方努力，2010年12月2日，華電煤業(yè)“華電榆林煤炭資源循環(huán)經(jīng)濟綜合利用項目”經(jīng)陜西省發(fā)展和改革委員會批復(fù)備案，項目規(guī)劃在榆林建設(shè)300萬噸/年煤制甲醇、100萬噸/年甲醇制芳烴裝置、1000萬噸/年配套煤礦、下游深加工裝置及自備電廠等配套工程和輔助裝置，先期建設(shè)萬噸級甲醇制芳烴中試裝置。項目已被列入陜西省“十二五”重點建設(shè)項目。2011年3月，華電煤業(yè)與清華大學(xué)簽訂了“萬噸級流化床甲醇制取芳烴工業(yè)化技術(shù)”開發(fā)合同，正式啟動了甲醇制芳烴的技術(shù)開發(fā)工作。

然而，試驗之路并非一帆風(fēng)順。每天下午4點，榆橫煤化工公司的領(lǐng)導(dǎo)、技術(shù)骨干和專家齊聚廠區(qū)會議室開調(diào)度會，研究解決當(dāng)天問題并布置第二天工作。從日落到深夜，調(diào)度室的燈始終亮著，爭論聲始終持續(xù)著。

榆橫煤化工公司總經(jīng)理梁彥鴻是這項工程的直接組織者。他說：“不管白天黑夜，無論工作日節(jié)假日，工地上總會出現(xiàn)大家的身影。”

2012年12月，陜北高原天寒地凍。在零下30多度的戶外，華電人經(jīng)常不眠不休，生產(chǎn)運營部的人手不夠，科研人員和安全技術(shù)人員就頂上去。多少次，冰雪和汗水浸濕了他們的衣衫，寒風(fēng)一吹，凍得渾身發(fā)抖，尤其是晚上，刺骨冰冷的寒風(fēng)甚至讓人無法呼吸，但沒有一個人退縮。員工們迎著嚴(yán)寒，一干就是幾個小時。大家始終堅定一個信念：不管情況多么危急，困難多么大，一定要確保試驗成功！

凝心聚力讓企業(yè)獲得了巨大能量，嚴(yán)格制度規(guī)范起到了保駕護航的作用。華電煤業(yè)抽調(diào)了60多名高素質(zhì)員工，聘請清華大學(xué)的教師對他們進行培訓(xùn)，每周對每名操作人員進行全方位考核；按規(guī)定，在高危行業(yè)每60人需配備1名安全人員，而他們則配了15名安全人員；同時，切實保護員工的健康權(quán)益，多次為員工安排體檢……

“試驗可能有1000個風(fēng)險點，其中只有1個會導(dǎo)致最后的事故。因此，必須把這1000個風(fēng)險點全部管控住，才能做到真正的放心?！绷簭櫿f。

調(diào)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)方式的“華電”樣本

由于流化床反應(yīng)器放大和催化劑穩(wěn)定性這兩個關(guān)鍵問題目前都已得到有效解決，裝置放大到百萬噸級已經(jīng)有了技術(shù)保障。

據(jù)悉，華電集團下一步將加快推進百萬噸級甲醇制芳烴工業(yè)示范裝置建設(shè)，打造從煤—甲醇—芳烴—聚酯的煤基芳烴及下游衍生物產(chǎn)業(yè)鏈，構(gòu)建煤電一體化資源綜合利用的產(chǎn)業(yè)集群。

華電集團計劃在年內(nèi)完成百萬噸級示范項目的工藝包設(shè)計、可研報告、初步設(shè)計等，啟動項目現(xiàn)場“四通一平”施工準(zhǔn)備工作。在萬噸級甲醇制芳烴工業(yè)試驗裝置成功的基礎(chǔ)上，華電陜西榆林煤化工基地年內(nèi)將全面啟動，世界首套百萬噸級煤制芳烴示范裝置將在未來數(shù)年后逐步實現(xiàn)工業(yè)化。

無疑，煤制芳烴項目是華電集團“調(diào)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)方式”的戰(zhàn)略性、標(biāo)志性示范工程，是大型發(fā)電集團著眼實現(xiàn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的一次成功嘗試。

近年來，華電集團領(lǐng)導(dǎo)班子審時度勢，將企業(yè)的發(fā)展定位于國家調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)變發(fā)展方式的戰(zhàn)略大格局下。在結(jié)合宏觀經(jīng)濟形勢，綜合分析企業(yè)內(nèi)部和外部發(fā)展環(huán)境的基礎(chǔ)上，他們認(rèn)為只有眼光向內(nèi)，實施戰(zhàn)略性煤炭開發(fā)、改變單純依賴煤炭企業(yè)供應(yīng)的格局，才是當(dāng)前發(fā)電行業(yè)“突圍”的正確方向。目前，華電集團已不再是傳統(tǒng)意義上的單純電力生產(chǎn)單位，而是從單一發(fā)電企業(yè)轉(zhuǎn)型為發(fā)電、煤炭、金融、工程技術(shù)四大產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展的綜合性能源集團。2013年，華電集團列世界500強企業(yè)第389位。

有品質(zhì)的增長是可持續(xù)的增長。以發(fā)電為主體上下延伸的產(chǎn)業(yè)鏈，才是實現(xiàn)企業(yè)做強做優(yōu)的惟一出路。華電集團提出了創(chuàng)造可持續(xù)價值的理念，全面落實“轉(zhuǎn)方式、調(diào)結(jié)構(gòu)、推創(chuàng)新、提效益”的工作思路，開始了建設(shè)具有國際競爭力的世界一流能源集團的“二次創(chuàng)業(yè)”。

華電煤業(yè)秉承華電集團創(chuàng)造可持續(xù)價值發(fā)展理念，在積極探索大型煤炭企業(yè)集團科學(xué)發(fā)展之路的同時，實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)規(guī)?？焖贁U張，盈利能力大幅提升，綜合實力顯著增強。為了加大煤制芳烴項目的建設(shè)力度，華電煤業(yè)同步配套建設(shè)了年產(chǎn)1000萬噸的煤礦和配套工程及輔助裝置，項目總投資380億元，是華電集團在榆林投資建設(shè)的第三個大型煤炭深加工項目。

“要加大煤炭開發(fā)力度，積極參與國家大型煤炭基建建設(shè)，高起點、大規(guī)模發(fā)展煤炭項目，重點建設(shè)一批千萬噸級的煤炭生產(chǎn)基地，不斷提高煤炭開發(fā)和跨區(qū)域調(diào)運保障能力，創(chuàng)造出一個電力企業(yè)進行煤炭開發(fā)的成功范例?！边@是華電集團總經(jīng)理云公民上任之初對華電煤業(yè)的期許。

目前，華電煤業(yè)已經(jīng)躋身國內(nèi)5000萬噸級特大型煤炭企業(yè)集團行列，天然氣制甲醇年產(chǎn)能達51萬噸、在建煤制甲醇項目規(guī)模60萬噸，在建發(fā)電裝機規(guī)模198萬千瓦，投產(chǎn)碼頭年吞吐能力1800萬噸、在建碼頭年吞吐能力5000萬噸，擁有運營船舶7艘、總運力42萬載重噸，參股投資運煤鐵路總里程2800多公里，初步構(gòu)建了煤、電、化一體，路、港、航協(xié)同的產(chǎn)業(yè)格局。2012年，華電煤業(yè)實現(xiàn)營業(yè)收入167億元，利潤總額22.9億元。

未來，華電人將進一步加大科技成果轉(zhuǎn)化力度，推進低層次能源開發(fā)向高端化資源經(jīng)濟轉(zhuǎn)變，做強做大煤化工產(chǎn)業(yè)。