2016年底，全球單套規(guī)模最大煤制油項(xiàng)目——神華寧煤集團(tuán)年產(chǎn)400萬(wàn)噸煤制油示范項(xiàng)目正式投產(chǎn)。這個(gè)世界級(jí)工程承擔(dān)著37項(xiàng)重大技術(shù)、裝備以及材料的國(guó)產(chǎn)化任務(wù)，打破了國(guó)外對(duì)煤制油化工核心技術(shù)的長(zhǎng)期壟斷，探索出了科技含量高、附加值高、產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng)的煤炭深加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式。

習(xí)近平總書(shū)記指出，這一重大項(xiàng)目建成投產(chǎn)，對(duì)我國(guó)增強(qiáng)能源自主保障能力、推動(dòng)煤炭清潔高效利用、促進(jìn)民族地區(qū)發(fā)展具有重大意義，是對(duì)能源安全高效清潔低碳發(fā)展方式的有益探索，是實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略的重要成果。

“煤制油來(lái)了——去煤，還是理性地?fù)肀海?rdquo;業(yè)內(nèi)專(zhuān)家認(rèn)為，該項(xiàng)目生產(chǎn)的清潔油品對(duì)于解決城市汽車(chē)尾氣污染、霧霾治理等問(wèn)題具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

在這個(gè)世界級(jí)工程背后，站立著一支攻堅(jiān)克難的核心技術(shù)團(tuán)隊(duì)——中科合成油公司。近日，記者走進(jìn)這一團(tuán)隊(duì)，回顧煤制油的追逐與趕超之旅，嘗試回答“煤變油”為什么能。

百年探索，中國(guó)創(chuàng)造煤制油的新歷史

石油被稱(chēng)為工業(yè)的血液，但我國(guó)是一個(gè)富煤少油的國(guó)家，目前將近三分之二的石油依賴(lài)進(jìn)口。

1923年，德國(guó)科學(xué)家費(fèi)舍爾和托普舍發(fā)現(xiàn)可以將煤間接液化，僅過(guò)一年，就有中國(guó)人緊跟世界技術(shù)前沿，開(kāi)始探索煤制油的途徑。1951年，新中國(guó)生產(chǎn)出第一桶煤制油。不過(guò)，隨著國(guó)內(nèi)油田依次被發(fā)現(xiàn)，煤制油技術(shù)逐漸淡出視野。

進(jìn)入改革開(kāi)放年代，石油價(jià)格波動(dòng)起伏，中科院山西煤炭化學(xué)研究所集中科研力量，開(kāi)始了中國(guó)第二次煤制油之旅。科研人員陸續(xù)研制出新型催化劑，開(kāi)發(fā)新式合成工藝，使油收率得到較大提升。

1997年，山西煤炭化學(xué)研究所研究員李永旺重新組織研發(fā)團(tuán)隊(duì)，立志研究出中國(guó)人自己的煤制油技術(shù)。

據(jù)李永旺介紹，煤制油工廠(chǎng)系統(tǒng)復(fù)雜、高度集成，其中合成氣轉(zhuǎn)化為初級(jí)油品的費(fèi)托合成反應(yīng)是最為關(guān)鍵的一步，因此費(fèi)托合成催化劑與大型合成反應(yīng)器技術(shù)的突破是煤制油技術(shù)能否實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的根本性、決定性因素。

2011年，神華寧煤集團(tuán)決定采用李永旺團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的高溫漿態(tài)床煤制油成套工藝技術(shù)。國(guó)家能源局組織專(zhuān)家對(duì)采用該技術(shù)的示范裝置進(jìn)行標(biāo)定后評(píng)價(jià)：我國(guó)煤炭間接液化技術(shù)發(fā)展的里程碑。

2016年12月，年產(chǎn)400萬(wàn)噸煤制油工廠(chǎng)建成并試車(chē)成功，生產(chǎn)出了高品質(zhì)的柴油、石腦油、蠟等產(chǎn)品，一舉使我國(guó)進(jìn)入少數(shù)掌握煤制油工業(yè)化技術(shù)的國(guó)家行列，并使我國(guó)煤制油技術(shù)達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平。

蓄力二十載，自主技術(shù)突破瓶頸

研究掌握煤制油技術(shù)的二十年間，盡管可供借鑒的國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)非常有限，但一個(gè)又一個(gè)技術(shù)瓶頸仍被相繼突破。

在規(guī)劃和設(shè)計(jì)年產(chǎn)16萬(wàn)噸至20萬(wàn)噸煤制油示范工廠(chǎng)時(shí)，李永旺反復(fù)核算了整個(gè)工藝流程和能源利用效率，發(fā)現(xiàn)在200攝氏度至250攝氏度下反應(yīng)，產(chǎn)生的大量熱量難以回收。“這部分熱量得不到很好利用，對(duì)煤制油的系統(tǒng)能效影響很大。”李永旺開(kāi)創(chuàng)性地提出，將反應(yīng)溫度提高至260攝氏度至290攝氏度。

據(jù)中科合成油公司副總經(jīng)理?xiàng)钣陆榻B，該世界級(jí)工程的技術(shù)先進(jìn)性還體現(xiàn)在獨(dú)創(chuàng)配方的高效催化劑大幅提高了反應(yīng)活性，產(chǎn)油能力比此前國(guó)際通用技術(shù)提高了3倍以上；形成了煤制油高度節(jié)水技術(shù)，使噸油耗水量從10噸左右降到8噸以下。

楊勇說(shuō)，與常規(guī)油品相比，該世界級(jí)工程裝置產(chǎn)出的高清潔油品具有無(wú)硫、無(wú)氮、低芳烴等優(yōu)點(diǎn)，一氧化碳、氮氧化物、顆粒物排放大幅度減少。

產(chǎn)研一體，引入社會(huì)資金和市場(chǎng)運(yùn)作機(jī)制

在實(shí)驗(yàn)室技術(shù)走向工業(yè)化應(yīng)用的發(fā)展過(guò)程中，山西煤炭化學(xué)研究所大膽地進(jìn)行了體制、機(jī)制、管理和融資等方面的改革創(chuàng)新。

中科合成油公司是山西煤炭化學(xué)研究所聯(lián)合內(nèi)蒙古伊泰集團(tuán)、山西潞安集團(tuán)、神華集團(tuán)、江蘇徐礦集團(tuán)等大型煤炭企業(yè)組建的股份制高技術(shù)公司。李永旺說(shuō)，事實(shí)證明，這是一個(gè)依托中科院與大型企業(yè)緊密合作、引入社會(huì)資金和市場(chǎng)運(yùn)作機(jī)制、快速推動(dòng)科技成果產(chǎn)業(yè)化的成功模式。

李永旺說(shuō)，通過(guò)社會(huì)化路徑，不僅可以為科技成果轉(zhuǎn)化提供強(qiáng)有力的資金保障，還可以提供市場(chǎng)管理、資本運(yùn)作、融資等方面的幫助，并有助于改變科研人員的固有觀(guān)念。

在發(fā)展壯大過(guò)程中，中科合成油公司不斷培養(yǎng)、吸收和引進(jìn)國(guó)際國(guó)內(nèi)高精尖科研人員和高級(jí)工程設(shè)計(jì)人才。同時(shí)，通過(guò)股權(quán)分配和股權(quán)激勵(lì)等政策，解決了科研骨干的后顧之憂(yōu)，激發(fā)了科研人員的技術(shù)創(chuàng)新能力。

針對(duì)我國(guó)擁有大量的褐煤、煙煤等低階煤資源且難以有效利用的現(xiàn)實(shí)，中科合成油公司研發(fā)團(tuán)隊(duì)正在試驗(yàn)分級(jí)液化的煤制油新工藝，目前正在規(guī)劃和設(shè)計(jì)百萬(wàn)噸級(jí)的商業(yè)裝置，有望形成新一代煤制油技術(shù)。