《經(jīng)濟(jì)參考報(bào)》記者近期在國(guó)家現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)示范區(qū)內(nèi)蒙古鄂爾多斯市采訪了解到,經(jīng)過多年的奮力攻關(guān),我國(guó)現(xiàn)代煤化工技術(shù)日漸成熟,成功打開煤炭變?yōu)橛汀⑻烊粴狻⑾N、乙二醇等各種化工品的魔方,蹚出一條替代石油、煤炭潔凈高效利用之路,戰(zhàn)略價(jià)值正在顯現(xiàn)。

技術(shù)飛躍式發(fā)展

在鄂爾多斯市,目前以煤炭生產(chǎn)柴油、石腦油等油料和天然氣、甲醇、烯烴(乙烯、丙烯等材料)、乙二醇等化工品的技術(shù)已經(jīng)成熟。

鄂爾多斯市伊金霍洛旗烏蘭木倫鎮(zhèn)附近,矗立著一座酷似煉油廠的大型工廠,這是全球首條、也是目前唯一一條煤直接液化制油工業(yè)化生產(chǎn)線,自興建以來就備受國(guó)內(nèi)外關(guān)注。

記者了解到,這條百萬噸級(jí)的由神華集團(tuán)投資上百億元興建,2011年起正式投入商業(yè)運(yùn)行。從附近煤礦運(yùn)來的洗精煤先被制成粉末,然后進(jìn)入長(zhǎng)1.2公里的生產(chǎn)線進(jìn)行催化等處理,24小時(shí)后,就生產(chǎn)出了如礦泉水般清澈的柴油和石腦油、液化氣等產(chǎn)品,魔幻式的變化令人驚嘆。

神華鄂爾多斯煤制油分公司副總工程師胡慶斌說,進(jìn)入新世紀(jì),神華集團(tuán)聚力研發(fā)煤制油等煤炭潔凈利用技術(shù),自主開發(fā)出百萬噸級(jí)煤直接液化成套技術(shù)和催化劑。截至2017年底,公司已獲煤直接液化技術(shù)發(fā)明專利108項(xiàng),核心技術(shù)已獲美國(guó)、俄羅斯、歐盟等9個(gè)國(guó)家和地區(qū)的專利授權(quán)。

該條生產(chǎn)線于2008年底試產(chǎn)成功,隨后逐漸實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)周期、安全穩(wěn)定運(yùn)行,去年共生產(chǎn)柴油等產(chǎn)品86萬噸。生產(chǎn)線設(shè)計(jì)的單個(gè)運(yùn)行周期為310天,近兩個(gè)運(yùn)行周期分別為420天和410天,顯示出技術(shù)趨于成熟。目前,第二、第三條生產(chǎn)線的建設(shè)計(jì)劃正在推進(jìn)之中。

煤制天然氣、煤制烯烴等現(xiàn)代煤化工技術(shù)也不斷躍進(jìn)。坐落在鄂爾多斯市伊金霍洛旗境內(nèi)的匯能20億立方米/年煤制天然氣項(xiàng)目,是我國(guó)批準(zhǔn)的第二個(gè)煤制天然氣示范項(xiàng)目,2015年以來,年產(chǎn)4億立方米的一期工程實(shí)現(xiàn)安全、穩(wěn)定、長(zhǎng)周期、滿負(fù)荷和運(yùn)行,今年5月年產(chǎn)16億立方米的二期工程也開始建設(shè)。

“國(guó)內(nèi)天然氣市場(chǎng)需求旺,項(xiàng)目投產(chǎn)以來,液化天然氣供不應(yīng)求。”內(nèi)蒙古匯能煤化工有限公司總經(jīng)理劉建強(qiáng)說,該公司聯(lián)合國(guó)內(nèi)眾多科研機(jī)構(gòu),突破了以動(dòng)力煤合成天然氣的化工技術(shù)難題,合成天然氣的甲烷含量可達(dá)97%,液化天然氣純度達(dá)99.9%,每1000立方米天然氣耗煤約2.2噸,耗水不足7噸,均優(yōu)于最初的設(shè)計(jì)值。

除了替代石油化工的產(chǎn)品,以煤炭制取石墨烯、碳纖維等新材料的技術(shù)也不斷取得新突破。

2013年以來,新奧集團(tuán)開發(fā)出用低熱值煤提取石墨烯的技術(shù),一期1000噸石墨烯生產(chǎn)項(xiàng)目于今年3月在鄂爾多斯市達(dá)拉特旗動(dòng)工建設(shè)。項(xiàng)目總經(jīng)理曲波說,3噸低熱值煤可提取1噸石墨烯粉體,一期工程預(yù)計(jì)在今年8月投產(chǎn),將填補(bǔ)我國(guó)在相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)空白。

易高(內(nèi)蒙古)煤化科技有限公司經(jīng)過兩年中試,成功研發(fā)出從高溫煤焦油中提取碳纖維、超級(jí)活性炭材料等產(chǎn)品的技術(shù),首期年產(chǎn)1萬噸的生產(chǎn)線于今年4月在鄂爾多斯市準(zhǔn)格爾旗動(dòng)工,計(jì)劃今年11月投產(chǎn)。

油、氣、烯烴、復(fù)合材料……一些企業(yè)負(fù)責(zé)人和專家們說,現(xiàn)代煤化工技術(shù)突飛猛進(jìn),幾乎每年都有新的技術(shù)突破和項(xiàng)目投產(chǎn)。

產(chǎn)業(yè)規(guī)模壯大

記者調(diào)研發(fā)現(xiàn),在國(guó)家級(jí)示范項(xiàng)目的帶動(dòng)下,過去幾年里,煤制油、煤制天然氣、煤制烯烴等現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)規(guī)模日益壯大,呈大型化、鏈條化、集群化發(fā)展態(tài)勢(shì)。

去年底,鄂爾多斯市烏審旗境內(nèi)的中天合創(chuàng)煤炭深加工國(guó)家級(jí)示范項(xiàng)目全面投產(chǎn),該項(xiàng)目總投資500多億元,每年可轉(zhuǎn)化煤炭800萬噸,設(shè)計(jì)年產(chǎn)360萬噸甲醇、137萬噸烯烴,目前是我國(guó)最大的煤炭化工一體化項(xiàng)目。

內(nèi)蒙古伊泰集團(tuán)是國(guó)內(nèi)最早進(jìn)軍煤制油領(lǐng)域的煤炭企業(yè)之一。2002年以來,伊泰集團(tuán)聯(lián)合中科院、神華集團(tuán)、潞安集團(tuán)合資成立中科合成油技術(shù)有限公司,開發(fā)出煤間接液化成套技術(shù)和高效催化劑,所建的16萬噸/年煤間接制油工業(yè)化示范項(xiàng)目自2009年試產(chǎn)成功以來,已經(jīng)成功運(yùn)營(yíng)9年,而且近幾年經(jīng)過技術(shù)升級(jí),該示范項(xiàng)目的年產(chǎn)能已經(jīng)提高到20萬噸。

據(jù)伊泰集團(tuán)董事長(zhǎng)張東海介紹,依托相關(guān)技術(shù)興建的120萬噸/年精細(xì)化學(xué)品項(xiàng)目已經(jīng)于去年投產(chǎn),200萬噸/年煤間接制油示范項(xiàng)目也在建設(shè)之中。

在中科合成油公司的技術(shù)支撐下,2016年以來,神華寧煤集團(tuán)400萬噸、潞安180萬噸等百萬噸級(jí)煤間接制油項(xiàng)目也相繼投產(chǎn),標(biāo)志著中國(guó)煤制油產(chǎn)業(yè)發(fā)展正邁入新階段。

北京控股集團(tuán)40億立方米/年煤制天然氣項(xiàng)目、久泰60萬噸/年甲醇制烯烴續(xù)建項(xiàng)目、新奧20萬噸/年穩(wěn)定輕烴項(xiàng)目……隨著一個(gè)個(gè)項(xiàng)目啟動(dòng)建設(shè)和投產(chǎn),去年末,鄂爾多斯市已建成現(xiàn)代煤化工產(chǎn)能1000多萬噸。

產(chǎn)業(yè)也呈集群化發(fā)展態(tài)勢(shì)。杭錦旗境內(nèi)的伊泰120萬噸/年精細(xì)化學(xué)品項(xiàng)目建設(shè)以來,陸續(xù)吸引了11家上下游配套企業(yè)在項(xiàng)目周圍落戶,可生產(chǎn)高熔點(diǎn)合成蠟、液體石蠟、穩(wěn)定輕烴等幾十種化工產(chǎn)品,已經(jīng)形成上下游配套的生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈。

隨著內(nèi)蒙古和寧夏、陜西、新疆等地的煤制油、煤制天然氣等項(xiàng)目投產(chǎn)或推進(jìn)建設(shè),我國(guó)現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)已初具規(guī)模,產(chǎn)品也正向纖維、樹脂、橡膠等合成材料和中、終端產(chǎn)品延伸。

戰(zhàn)略價(jià)值顯現(xiàn)

中科合成油技術(shù)有限公司總經(jīng)理、中科院山西煤炭化學(xué)研究所研究員李永旺說,我國(guó)的資源稟賦是富煤、缺油、少氣,發(fā)展現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)對(duì)推進(jìn)石油替代和煤炭清潔利用戰(zhàn)略意義重大。隨著產(chǎn)業(yè)規(guī)模擴(kuò)大、技術(shù)提升,現(xiàn)代煤化工的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力上已經(jīng)可比肩石油化工,在替代石油、煤炭潔凈高效利用上的戰(zhàn)略價(jià)值日益顯現(xiàn)。

匯能公司總經(jīng)理劉建強(qiáng)介紹,公司生產(chǎn)的液化天然氣純度達(dá)到99.7%,是潔凈能源,目前主要用于重型卡車和供暖燃料。1公斤液化天然氣的熱值為13000大卡,高于柴油3000大卡,每公斤售價(jià)卻只有3.7元左右,僅相當(dāng)于柴油的一半,優(yōu)勢(shì)明顯。

隨著技術(shù)的改進(jìn),煤制油成本也不斷降低。伊泰集團(tuán)董事長(zhǎng)張東海以16萬噸/年煤間接液化工業(yè)示范項(xiàng)目舉例說,最初,1噸催化劑可生產(chǎn)油品500多噸,現(xiàn)在最高可產(chǎn)油1500多噸,每噸產(chǎn)品的綜合水耗由最初設(shè)計(jì)的13噸降為6噸,綜合煤耗由5.54噸降為5.2噸。

參照國(guó)際原油價(jià)格測(cè)算,該示范項(xiàng)目在原油價(jià)格高于50美元時(shí)即可盈利。由于近期催化劑效率又有提高,下一步通過氣化爐等關(guān)鍵設(shè)備大型化、技術(shù)升級(jí),成本將進(jìn)一步降低。

神華鄂爾多斯煤制油分公司副總工程師胡慶斌說,目前,首條百萬噸級(jí)煤直接制油生產(chǎn)線每噸油品的,合煤耗為3.5噸,其中燃料煤約為1噸,原油價(jià)格在55-60美元之間時(shí)可實(shí)現(xiàn)盈虧平衡。第二、第三條生產(chǎn)線建成后,收油率將提高近10%,盈虧點(diǎn)也將降到50美元/桶以下。

特別是,神華鄂爾多斯煤制油分公司研發(fā)出的特種煤基油品,可以軍民兩用。例如,其研發(fā)出的地面裝備通用柴油的冷凝點(diǎn)低,成功在南極中山站進(jìn)行了極寒測(cè)試,適合全地域通用,而且質(zhì)量穩(wěn)定,適合戰(zhàn)備儲(chǔ)存;煤基航空噴氣燃料已進(jìn)入試生產(chǎn)和應(yīng)用試驗(yàn)階段,今年2月煤基航天煤油在我國(guó)新型重型火箭發(fā)動(dòng)機(jī)上首次試驗(yàn)成功,煤基軍艦用油等煤基特種油品也在開發(fā)之中。相關(guān)煤基特種油品的開發(fā),對(duì)保障國(guó)家能源安全意義重大。

過去國(guó)內(nèi)主要用石油生產(chǎn)烯烴產(chǎn)品,煤制烯烴技術(shù)的突破,對(duì)緩解我國(guó)的石油供應(yīng)壓力意義重大。

企業(yè)家們表示,隨著現(xiàn)代煤化工技術(shù)的成熟和產(chǎn)業(yè)規(guī)模壯大,煤耗、水耗、生產(chǎn)成本、單位產(chǎn)能投資額等指標(biāo)均有繼續(xù)降低的空間,能源轉(zhuǎn)化效率和產(chǎn)品質(zhì)量也將進(jìn)一步提升。