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履新创下,项目重构世界煤化学工业技能方式

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履新创下,项目重构世界煤化学工业技能方式

煤制油实现了煤炭清洁高效利用转化,最大限度降低煤、水等资源消耗、减少“三废”排放的同时,也给煤炭企业转型升级发展带来契机。据介绍,煤制油项目每年转化煤炭2046万吨,占宁夏每年煤炭总产量的20%。而且,1吨煤转化成油的价值相当于原煤的7倍,这对煤炭企业脱困作用大。

经艰苦攻关,日投煤2200吨干煤粉全套气化技术于2013年横空出世,一举获得15项发明专利,打破了国外技术垄断,神宁集团为其命名“神宁炉”。

按工艺技术、装备台套数统计,煤制油项目国产化率达到98.5%,按投资额统计达92%以上,助推了民族装备制造企业走出国门,加快终结了进口技术和装备制造产品的暴利时代。

中国制造”实现华丽“逆袭”

12月28日,中国宁夏宁东能源化工基地。

2014年12月,土建主体工程施工完成;

从煤制油工厂近百米的高处俯瞰,上万台大型设备鳞次栉比,现代化大企业特有的宏伟气势扑面而来,这是数十家企业、科研院所以及3万多施工人员集体智慧的结晶。

与国产催化剂一样,国内一批企业都借助400万吨/年煤炭间接液化示范项目提供的平台,实现了关键和重大技术、装备及材料国产化,打破了国外企业技术垄断,有了与西门子、壳牌等世界级企业同台竞争的入场券。

这是迄今为止,人类在石油化工及煤化工行业一次性投资建设规模最大的化工项目。估算投资550亿元,是青藏铁路投资的1.7倍,比三峡大坝枢纽工程静态投资还多50亿。项目规模之大、投资数之高、工艺之复杂、技术创新点之多,在任何一个化工项目都极为少见。

这一全球单套规模最大煤制油项目的技术模块国产化率高达98.5%,标志着我国在煤制油化工领域研发出“中国芯”,打破了此类技术被少数国家长期垄断的局面,探索出符合我国国情的煤炭深加工产业发展模式,为巩固国家能源安全提供了技术战略储备。

煤炭间接液化项目生产的合成油品,具有超低硫、低芳烃、高十六烷值、低灰分的特点,这些指标均优于国V和欧V标准,有助于解决城市汽车尾气污染和雾霾问题。

煤炭间接液化项目生产的合成油品,具有超低硫(接近零)、低芳烃、高十六烷值、低灰份的特点,这些指标均优于国V和欧V标准,有助于解决城市汽车尾气污染和雾霾问题。

内蒙古北方重工集团制造出“超级P91”高端钢管,使美、德、日同类产品价格下降70%。沈鼓集团成功研制出煤制油10万标方空分用压缩机组后,赢得了与曼透平、西门子、GE等国际著名压缩机供应商同台竞技的资格,更倒逼这些老牌企业大幅降价。宁夏吴忠仪表公司为煤制油气化装置提供了90%的特种阀门,价格仅为国外知名品牌产品的三分之一左右。

创新永无止境,目前神宁集团又在积极申报4000吨级“神宁炉”的开发工作,打造煤炭间接液化项目的升级版,为适应后石油时代、抢占技术制高点提供技术战略储备。

“历经10年,对方开出的条件愈发苛刻,使神华宁煤人深刻认识到,核心技术不是拿钱买来的,引进国外技术的路子走不通。”神华宁煤集团副总经理姚敏说。

在煤制油厂区,煤制油项目建设指挥部蔡力宏总指挥介绍煤制油工艺合成油品时说,它具有超低硫、低芳烃、高十六烷值、低灰等优势,优于欧V标准。有利于降低二氧化硫、氮氧化物、碳氢化合物和颗粒物等排放,有利于解决城市汽车尾气污染、雾霾治理等问题。

项目探索建立基建期安全管控模式,建设全程“零死亡”、杜绝了重伤以上安全事故,安全工时累计达到1.6亿人工时。

在这里,几乎所有的计数单位都要用“万”:工艺设备1.3万台,仪表设备约11万台,电气设备约1.5万台,阀门25万台;总桩基约3.6万余根,混凝土浇筑约173万立方,钢结构约27万吨;电气、仪表电缆敷设约1.8万公里,相当于目前我国高铁的运营里程数……在施工高峰期,施工人员多达3万人。

18年磨一剑。400万吨煤制油项目坚持国产化,提升了国内装备制造企业的竞争力,甚至挤掉欧、美、日在此领域的制造巨头。

这是一个绿色工程,项目始终追求“近零排放”,环保节能投资62亿元,占总投资11.23%

项目探索建立基建期“11311”安全管控模式,建设全程“零死亡”、杜绝了重伤以上安全事故,安全工时累计达到1.6亿人工时。

400万吨煤制油项目激发了攻关潜能,重点开展了费托合成及加工成套技术、10万标立方米/小时空分成套技术和2200吨干粉煤加压气化炉技术等重大技术、设备及关键材料的国产化研发。

按工艺技术、装备台套数统计,煤制油项目国产化率达到98.5%,按投资额统计达92%以上,助推了民族装备制造企业走出国门,加快终结了进口技术和装备制造产品的暴利时代。

直径4米,高21.6米,总重289.25吨的“神宁炉”解决了GSP气化技术只能吃“精煤”的缺陷,能“通吃”各种煤,为劣质煤清洁利用提供途径,该项技术全面用于神宁煤制油项目,节省资金约2亿元。

基于这样的现实,才体味到最令人振奋的喜悦。邵俊杰告诉记者:“煤制油项目技术创新不仅破解了我国发展大型煤化工项目的技术难题,它还承担了国家能源安全技术战略储备的使命。创新过程可以说很难很难,但确实实现了。”

这是到目前为止,人类在石油化工及煤化工行业一次性投资建设规模最大的化工项目。估算投资550亿元,是青藏铁路投资的1.7倍,比三峡大坝枢纽工程静态投资还多50亿元。

2016年10月26日,首台气化炉投料成功;

神华宁夏煤业集团煤制油分公司总工程师谭斌说,10年前中科合成油公司还是个小公司,正是通过其技术在煤制油项目中示范应用,打破了南非沙索尔公司的技术垄断,使国产技术不再停留在论文中。费托合成反应器用钢要求高,全球钢厂都没有这么高标准的材料制造经验,但河钢集团舞阳钢铁公司专门对此研发的特种钢填补这一空白。神华宁夏煤业集团研发的“神宁炉”通吃各种“煤粗粮”,彻底解决德国西门子气化技术只吃“精煤”的缺陷。

这是一个世纪工程,历时十多年、跨越两世纪,体现中国能源安全的“宁夏担当”

全球单套装置最大的煤制油项目在宁东产出合格油品

煤制油技术打破国外垄断

今年4月,神华宁煤集团副总经理姚敏在会见全球领先的特种化学品公司科莱恩化工公司代表时要求科莱恩公司降低催化剂价格:“我们正在国内给你们培育竞争对手。”这种强硬的态度,源自于国产催化剂的成功研发。

沈鼓集团研制的压缩机组,倒逼西门子、GE等老牌压缩机厂商主动大幅下调国内投标的产品报价;

12月28日,正值隆冬,寒风刺骨,宁夏宁东能源化工基地却是一片热火朝天。15时20分许,在神华宁夏煤业集团煤制油厂区,400万吨/年煤炭间接液化示范项目成功出油。

“煤制油项目始终把发展循环经济、推进节能减排、加强资源综合利用作为运营的重要方向,从严、从高、从实开展各项环保节能工作。”神宁集团董事长邵俊杰说。

2016年12月21日,油品第一条线打通全流程,产出合格油品。

目前,中科合成油公司积极在美国、俄罗斯等国开拓煤制油设备市场。江苏海鸥冷却塔公司中标土耳其速马电厂等项目,并打入美国市场。神华宁夏煤业集团与美国顶峰集团签订“神宁炉”气化技术许可合同。

这一刻,全球煤化工行业都在屏息凝神,倾听封存地下数亿年的“植物骨骼”化为“工业血液”汩汩流响。

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我国“富煤、贫油、少气”,石油对外依存度已超过60%,根据国家能源局预测2020年中国石油需求为6.1亿吨,石油对外依存度将上升到68%。

2016年9月23日,神华宁煤集团在美国得克萨斯州与美国顶峰集团CEO签署了“神宁炉”气化技术许可合同,实现技术输出走出国门零的突破。

然而,当时的大部分核心技术都被外国巨头垄断,宁煤集团与南非沙索尔公司就引进煤制油技术展开了一场旷日长久的谈判。

400万吨煤制油项目是一个具有战略意义的世界级工程。此前,煤制油化工行业核心技术、高端设备大部分依赖进口,且引进费用高昂。

“缺油、少气、富煤”是我国一次能源的基本结构,早在20世纪末的1999年,神华宁煤集团的前身——宁夏煤业集团公司就意识到挖煤卖炭不可持续,唯有将“煤炭转化为清洁能源,实现煤炭的可持续发展”,才能实现煤炭产业的转型升级,保障国家能源安全。

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核心技术、重大装备制造必须国产化。神华宁夏煤业集团步入煤化工领域之初,无任何技术人员储备,从仅有4人的甲醇指挥部开始,边发展、边引进、边培养,最终形成近7000人的煤制油科研攻关队伍。

但是,当时的大部分核心技术都被外国巨头垄断,宁煤集团与南非沙索尔公司就引进煤制油技术展开了一场旷日持久的谈判。

2016年12月6日,油品第一条线费托合成反应器投料、产出轻质油和重质油,12月9日产出合格蜡;

神华宁夏煤业集团董事长邵俊杰说:“项目总投资约550亿元,按工艺技术、装备台套数统计,国产化率高达98.5%。它也是目前世界石油化工及煤化工行业一次性投资建设规模最大的项目,年产油品405万吨,其中柴油273万吨。”

在此期间,国内煤炭间接液化项目的技术环境正在悄然变化。中科合成油技术有限公司开发出百万吨级工业化项目的设计工艺包,具备了利用国内自主知识产权的费托合成技术建设大型煤炭间接液化工业化项目的技术基础。

这是一个世界工程,引领一批民族企业在国外技术封锁中突出重围,推动我国重大技术、装备国产化

油品升级巩固国家能源安全

“神宁煤制油项目承担了37项关键和重大技术、装备及材料国产化攻关任务,在实际上发挥了‘国家示范实验室’的作用。”神宁煤制油项目建设指挥部总指挥蔡力宏说。

2016年4月,神华宁煤集团副总经理姚敏在会见全球领先的特种化学品公司科莱恩化工公司代表时要求科莱恩公司降低催化剂价格:“我们正在国内给你们培育竞争对手。”这种强硬的态度,源自于国产催化剂的成功研发。

2013年,400万吨煤制油项目获得国家发改委核准,并要求项目承担重大技术、装备及材料自主国产化任务,国产率须达到85%以上。

神华宁煤集团构建强矩阵式的项目组织管理体系,牢牢抓住计划统筹的“牛鼻子”,细化节点目标,严格节点考核,使工程顺利推进。在国内外专家看来,需要5年才能建成的超级工程,在3年3个月基本建成,并使整体投资下降了12%.

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一旦我国掌握了核心技术,国外产品价格马上断崖式下跌。400万吨煤制油项目的投产,将终结了此类进口技术和装备制造产品的暴利。

该项目环保节能投资高达62亿元,占总投资11.23%,在国内外化工项目环保投资中实属罕见。项目选择先进的节水技术,最大化使用空冷器,循环冷却水采用节水消雾型冷却塔,蒸发损失率可减少19%,冷却水循环使用率为99.1%.项目工艺尾气硫回收率达99.96%,年可回收硫黄20.2万吨。对不同污水进行分类处理并最大化回收再利用,污水回用率97%,水的重复利用率达98.3%,实现工业废水“近零排放”。

市场需求是企业创新的源动力。河北钢铁集团舞阳钢铁公司、杭氧公司、沈鼓集团、寰球工程公司等在国内相关行业的顶尖企业,迅速聚集到宁东。在560多公顷的“国家实验室”,国内37家顶尖设计、制造、施工单位,800余家供货单位“抱团创新”。

“单打独斗不行,我们发挥‘国家示范型实验室’的作用,联合国内一批装备制造企业开展了37项重大技术、装备及材料研发。”神华宁夏煤业集团副总经理姚敏说。

这是一个世界工程,引领一批民族企业在国外技术封锁中突出重围,推动我国重大技术、装备国产化

项目工艺尾气硫回收率达到99.96%,年可回收硫磺20.2万吨。对不同污水进行分类处理并最大化回收再利用,污水回用率97%,含盐废水回用率为98%,水的重复利用率达到98.3%,采用盐场蒸发工艺,最终实现工业废水“近零排放”。

“我们不掌握的技术,外企就狮子大开口或干脆封锁。与南非沙索尔公司就引进煤制油技术艰难地谈了12年,最终还是行不通。”神华宁夏煤业集团党委书记张作理说。

宁夏“煤制油”项目的投运,标志着中国已打破国外技术垄断,登顶煤化工技术珠峰——世界煤化工产业技术格局因此重构。

“神宁炉”的研发使西门子公司在我国煤气化市场失去竞争力,西门子公司从此退出了中国气化市场。

在此项技术的基础上,2013年9月,神华宁煤集团400万吨煤制油项目获国家发改委核准,同月28日正式全面开工建设。

江苏海鸥冷却塔公司通过在煤制油项目中研发大型环保型冷却塔群的经验,成功中标土耳其速马电厂项目,进入西门子全球采购系统,打入美国市场,还收购了马来西亚、台湾等国家和地区企业;

下午3时许,随着宁夏回族自治区党委书记、人大常委会主任李建华宣布,神华宁夏煤业集团400万吨/年煤炭间接液化示范项目成功产油,全球单套装置最大煤制油项目正式投入运营。

公元2016年12月28日,中国宁东。

直径4米,高21.6米,总重289.25吨的“神宁炉”解决了GSP气化技术只能吃“精煤”的缺陷,能“通吃”各种煤,为劣质煤清洁利用提供途径,该项技术全面用于神宁煤制油项目,节省资金约2亿元。

2015年11月,动力站首台锅炉点火成功;

市场需求是企业创新的动力。河北钢铁集团舞阳钢铁公司、杭氧公司、沈鼓集团、寰球工程公司等国内相关行业的顶尖企业,迅速聚集到宁东。在560多公顷的“国家实验室”,国内37家顶尖设计、制造、施工单位,800余家供货单位“抱团创新”。

2016年9月,油品第一条线建成中交;

经艰苦攻关,日投煤2200吨干煤粉全套气化技术于2013年横空出世,一举获得15项发明专利,打破了国外技术垄断,神宁集团为其命名“神宁炉”。

下午3时许,随着宁夏回族自治区党委书记、人大常委会主任李建华宣布,神华宁夏煤业集团400万吨/年煤炭间接液化示范项目成功产油,全球单套装置最大煤制油项目正式投入运营。

2014年11月,首台“神宁炉”吊装就位;

2016年9月23日,神华宁煤集团在美国德克萨斯州与美国顶峰集团CEO签署了“神宁炉”气化技术许可合同,实现技术输出走出国门零的突破。从此,“神宁炉”已成为继美国GE、德国西门子、鲁奇加压气化、壳牌气化炉之后,最具发展潜力和提升空间的新型气化炉成套装置。

与国产催化剂一样,国内一批企业都借助400万吨/年煤炭间接液化示范项目提供的平台,实现了关键和重大技术、装备及材料国产化,打破了国外企业技术垄断,有了与西门子、壳牌、法液空、三菱重工等世界级企业同台竞争的入场券。

通过工艺技术的系统集成和优化,对项目生产过程中大量余热分级回收和利用,余热回收发电装机为264MW,项目综合能效为43.2%,均优于国家限定值。

在此期间,国内煤炭间接液化项目的技术环境正在悄然变化。中科合成油技术有限公司开发出百万吨级工业化项目的设计工艺包,具备了利用国内自主知识产权的费托合成技术建设大型煤炭间接液化工业化项目的技术基础。

这是一个世纪工程,历时十多年、跨越两世纪,体现中国能源安全的“宁夏担当”

这是一个绿色工程,项目始终追求“近零排放”,环保节能投资62亿元,占总投资11.23%

“缺油、少气、富煤”是我国一次能源的基本结构,早在上世纪末的1999年,神华宁煤集团的前身——宁夏煤业集团公司就意识到挖煤卖炭不可持续,唯有将“煤炭转化为清洁能源,实现煤炭的可持续发展”,才能实现煤炭产业的转型升级,保障国家能源安全。

“煤制油项目始终把发展循环经济、推进节能减排、加强资源综合利用作为运营的重要方向,从严、从高、从实开展各项环保节能工作。”神宁集团董事长邵俊杰说。

煤气化是煤制油项目的龙头装置,也是关键装置。在全球范围,煤气化技术屈指可数,且工业化运行成功业绩少之又少。

2016年6月,甲醇合成装置建成中交;

2012年,神华宁煤集团拟与西门子共同开发全新设计的新型气化炉,但西门子始终坚持继续使用烯烃项目改造升级版的GSP气化炉,为此,西门子中方代表还“拍过桌子”。经几轮谈判,双方放弃共同开发,由神宁集团自主设计研发新型气化炉。

宁夏“煤制油”项目的投运,标志着中国已打破国外技术垄断,登顶煤化工技术珠峰——世界煤化工产业技术格局因此重构。

宁夏本土企业吴忠仪表公司研制的阀门,不仅使用寿命较国外知名品牌长,价格也仅为其的1/3。

该项目环保节能投资高达62亿元,占总投资11.23%,在国内外化工项目环保投资中实属罕见。项目选择先进的节水技术,最大化使用空冷器,循环冷却水采用节水消雾型冷却塔,蒸发损失率可减少19%,冷却水循环使用率为99.1%。

依托煤制油项目研发成果,河钢集团舞阳钢铁公司的钢板出口到中亚、中东地区,用中国钢板推动中国制造“走出去”;

2016年10月29日,甲醇线打通全流程,产出合格甲醇;

创新永无止境,400万吨/年煤炭间接液化示范项目成功产油,只是万里长征的第一步,目前神宁集团又在积极申报4000吨级“神宁炉”的开发工作,打造煤炭间接液化项目的升级版,为适应后石油时代、抢占技术制高点提供技术战略储备。

基于此项技术,2013年9月,神华宁煤集团400万吨煤制油项目获国家发改委核准,同月28日正式全面开工建设。

神华宁煤集团构建强矩阵式的项目组织管理体系,牢牢抓住计划统筹的“牛鼻子”,细化节点目标,严格节点考核,针对不同时期施工特点,开展“土建收尾会战”、“安装工程百日会战”、“冬季施工会战”、 “工程收尾会战”等施工会战及“劳动竞赛”活动,工程顺利推进——

“神宁煤制油项目承担了37项关键和重大技术、装备及材料国产化攻关任务,在实际上发挥了‘国家示范实验室’的作用。”神宁煤制油项目建设指挥部总指挥蔡力宏说。

这一刻,全球煤化工行业都在屏息凝神,倾听封存地下数亿年的“植物骨骼”化为“工业血液”的汩汩流响。

在国内外专家看来,需要5年才能建成的超级工程,在3年3个月基本建成,并使整体投资下浮了12%。

杭氧集团公司为神宁煤制油项目研发的10万标方级大型空分成套设备,1小时生产氧气可充满14座北京奥运“水立方”,已成为目前世界上最大的单机容量制氧装置,杭氧公司因此一跃成为世界空分强企;

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