我国实现百万吨级煤直接制油系列关键装备国产化
- 2019-05-05 10:57:03511
【化工机械设备网 热点关注】2019年5月5日,从国家能源集团鄂尔多斯煤制油分公司了解到,经过10多年技术攻关,我国成功实现百万吨级煤直接制油系列关键装备的国产化。
我国富煤缺油少气,开发煤炭清洁利用技术,拓宽液体燃料供应渠道,对保障国家能源安全、缓解环保压力意义重大。鄂尔多斯煤制油分公司建设的是百万吨级煤直接制油示范项目,是国家能源战略的组成部分。
鄂尔多斯煤制油分公司总经理王建立介绍说,示范项目的首条生产线于2004年启动建设,设计年产柴油、石脑油等油品108万吨,于2008年底建成并成功试车。在生产线建设之初,受国内装备制造水平制约,许多关键装备使用了进口产品,不仅采购价格高昂,部分进口装备的性能也无法满足生产线长周期稳定运行的要求。
高差压减压阀是连接加氢反应器与下游生产环节的“关卡”,对生产线稳定运行至关重要。初,生产线上的4套高差压减压阀全部为进口产品,单套购价880万元人民币,阀芯的寿命却只有70个小时左右。过去10多年里,鄂尔多斯煤制油分公司通过联合国内科研机构、生产厂家持续攻关,目前国产阀芯的使用寿命纪录达到2701小时,整套高差压减压阀也已经实现国产化,每套国产产品的价格200多万元。
比面粉还细的煤粉进入生产线,20多个小时后,就能产出像矿泉水般清澈的柴油、石脑油等油品。在国家能源集团鄂尔多斯煤制油分公司,奇幻的变化令人惊叹。
10多年来,这家企业攻克一项项世界性技术难题,成功建设和运营了首条煤直接制油工业化示范生产线,为拓宽液体燃料供应渠道、保障国家能源安全提供技术支撑,对煤炭清洁利用发挥了技术导向、产业示范作用。
煤海变“油田”不再是梦
硫含量低于国六标准的1/10,符合国内外环保的标准,凝点低至零下70摄氏度……说起自家产品的优点,煤制油分公司总经理王建立颇为自豪。
我国富煤缺油少气,把煤变成油曾是国人多年的梦想。
作为我国能源战略的组成部分,首条煤直接制油示范生产线投资超百亿元,设计年产油品108万吨,于2004年启动建设,2008年底试车成功。2011年起,生产线开始商业化运行,去年共产柴油、石脑油、汽油等油品近85万吨,副产沥青70万吨。
王建立说,每产1吨油品消耗原料煤约2.3吨,石油价格高于50美元/桶时就能盈利,能源转化率接近60%,远高于煤电和其他煤化工行业40%左右的水平,目前是以煤生产液体产品的有效途径。
煤直接制油需要加氢3次,工艺特殊,产品质量明显高于炼油厂。该公司军民融合办公室副主任贾振斌说,煤基油品比重大、热值高,一箱油的行驶里程可提高约8%;耐高温、凝点低,从热带到极寒地区、高空都可使用;硫、氮等杂质含量极低。
近年来,该公司发挥技术产品优势,军民融合发展捷报频传,研发出的航空、航天煤油和陆、海、空全系列军用特种油品,为国防建设提供了重要支撑。
自主创新攀技术高峰
初,示范生产线的单个周期运行时间设计值为310天,近的3个周期运行时间分别达到420天、410天和415天,标志着技术和装备日益成熟。
该项目依托我国自主开发技术建设,当时无工业化经验可借鉴,加上装置规模从千吨级直接放大到百万吨级,从设备生产到生产线安装调试、稳定运行面临众多技术挑战。
进口催化剂价格贵,研磨困难。公司党委副书记李瑞光说,在“863”计划支持下,公司联合国内科研机构攻关,开发出的纳米级催化剂不仅廉价,催化效率还提高近5%。
生产线的“心脏”加氢反应器,高近38米,单台重2100多吨,体量居在役加氢反应器前列。试产时,反应器遇到内部矿物质沉积、结焦问题。该公司与北京化工大学反复摸索运行参数,优化设备结构,终于拿下这道世界性难题。
高温高差压减压阀是连接反应器与下游生产环节的桥梁,耐磨性要求极高,初的4套减压阀全部为进口产品,一个阀芯就要花上百万元,寿命却在70小时左右。经过攻关,这种设备已经国产化,阀芯寿命也提高到2700多个小时,售价只有10万多元。
多年来,企业联合科研机构、配套企业攻克了反应器制造、物料回炼等众多技术难题,实现了关键装备国产化。目前,生产线设备国产化率超过98%,既保障了稳定运行,降低了运营成本,也带动了我国煤化工技术装备升级提挡。
据王建立介绍,项目已获得自主知识产权200多项,核心技术取得了美国、欧盟、日本等9个国家和地区的自主知识产权授权,并在2017年荣获国家科技进步奖一等奖。
“单周期运行500天是下一个目标。”该公司质量技术部经理韩来喜说,有了技术经验,以后同等规模生产线的建设和达产时间将大大缩短,投资额可下降近20%,产油率将明显提高,石油价格在40美元/桶以上时即可盈利。
高标准减排“绿色工厂”
煤制油分公司西侧11公里外的一处院落里,高高支起的3个银色储罐格外醒目,两米多高的红色阀门紧紧密封着三口深井,这里就是地下咸水层二氧化碳封存工程的注入作业区。
首条生产线启动后,煤制油分公司即与中科院、北师大等科研机构合作,兴建了10万吨/年二氧化碳捕集封存全流程示范项目。“通过2495米深的注入井,已经有30多万吨二氧化碳被注入地下1500至2500米之间的咸水层。”
该公司还瞄准商机,去年向化工、食品等企业出售二氧化碳5万多吨,实现收入1000多万元。
煤制油分公司还以附近煤矿的疏矸水作为生产水源,并兴建了全国首套煤化工废水深度处理系统,中水全部回用,吨油水耗由初设计的10吨降为5.82吨,在煤化工企业中处于较低水平。煤直接液化沥青萃取深加工项目也在建设之中,将于今年7月建成。
王建立告诉记者,自示范项目启动以来,除了高差压减压阀,高温高固耐磨离心泵、煤浆进料泵、耐磨球阀、煤气化飞灰过滤器陶瓷滤芯等关键装备均已实现国产化。目前首条生产线的设备国产化率已经达到98%以上,既解决了生产线长周期稳定运行的瓶颈,还带动了我国煤化工关键装备的研发制造能力提升,为国内现代煤化工产业规模化发展扫除了障碍。
原标题:重磅!我国实现百万吨级煤直接制油系列关键装备国产化