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国内首套百万吨级煤间接液化制油项目达到欧V标准

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伴随山东省副省长王书坚轻轻掀起兖矿首批示范煤制油产品的“红盖头”,9月18日,陕西未来能源化工有限公司(下称“未来能源”)正式对外宣布:国家示范项目——国内首套百万吨级具有自主知识产权的未来能源煤间接液化制油项目,仅用23天就打通全流程,产出欧V标准的优质油品,一次投料试车圆满成功。  作为传统煤炭采掘企业,兖矿集团一直在积极探索煤炭清洁利用和深度转化的路径。自2002年开始,兖矿引进国外煤制油专家孙启文博士,组建煤间接制油研发团队,全力打造升级版煤液化技术体系。正是在这一特殊背景下,由兖矿集团、兖州煤业和延长石油三方投资的未来能源应运而生,且由孙启文掌舵,取得了诸多的技术和工艺路径突破。  榆林市委常委、副市长李春临则介绍说,未来能源作为榆林市首套煤制油装置,地方政府给予了大力支持。他透露,按照计划,未来能源第一期项目的第二步,即扩建至400万吨煤制油产能的新项目,将在2015年四季度开工建设。  这意味,400万吨待建产能叠加首期已投产的100万吨产能后,兖矿未来能源的煤制油产能将超越神华宁煤和伊泰新疆等现有在建项目,成为国内最大的单体煤制油项目。  23天创造的兖矿奇迹  2015年7月31日,未来能源煤制油项目气化装置一次投料试车成功;8月21日,费托合成装置一次投料成功,产出粗油品;8月23日,打通全流程,产出优质油品;油品各项参数完全符合要求,达到欧V标准。  孙启文介绍说,当前,各装置运行平稳安全,这标志着全国首套百万吨级煤间接液化制油国家示范项目投料试车成功,成为我国煤炭清洁高效利用技术产业化的里程碑。  目前,未来能源煤制油目前生产负荷已达到70%以上,生产油品3万余吨。以当前煤价、油价计算,预计年可实现销售收入42.86亿元,实现利润1.46亿元,税收21.51亿元。  为了实现煤炭清洁利用和深度转化,兖矿集团自2002年开始,引进国外煤制油专家孙启文博士,组建煤间接制油研发团队,全力打造升级版煤液化技术体系。  2003~2005年期间,兖矿集团先后成功进行了低、高温费托合成万吨中试,成为全国唯一一家同时掌握高低温费托合成技术的公司。  值得一提的是,在当前环境保护的大趋势下,未来能源按照循环经济、清洁生产和污染物总量控制要求,该项目采用国际先进技术进行硫回收及污水处理,实现污水近零排放,废气经处理后达标排放,固体废弃物全部无害化处理或综合利用。项目综合能源利用效率为45.9%,吨油品煤耗为3.441吨标煤,吨油品水耗9.29吨,水重复利用率达到98.26%,全部符合国家相关标准。  据了解,该技术与国内外同类技术相比,该技术具有柴油选择性高、吨油品催化剂消耗低、费托合成反应器生产强大、能量利用效率高等优点,碳转化率高达98%~99%。种种迹象表明,兖矿集团的煤制油项目已经走在了行业的前列。  “未来能源仅用23天就实现了全工艺流程的贯通,为榆林市乃至全国探索煤化工产业发展提供了宝贵经验。”李春临评价称,兖矿奇迹值得深入研究和学习。  当天,山东省国资委主任张新文莅临现场,也对未来能源煤制油项目给予了高度评价。  可抗击40美元油价风险  多位不愿具名的兖矿集团较高级别人士证实说,按照项目全部成本测算,兖矿现有的未来能源首期100万吨煤制油项目完成达标达产后,将可以抗击国际原油价格,接近甚至低于40美元的风险。  而在孙启文看来,一旦未来能源一期项目最终完成500万吨产能的建设,则会形成规模效应,兖矿煤制油项目未来还可以抗击35美元甚至更低的国际原油价格冲击。  资料显示,未来能源煤制油项目依托陕北丰富的煤炭资源和自主研发的费托合成技术,兖矿集团已规划在陕西榆林建设“煤油电化”一体化新型工业园区,并分“两期三步”建设千万吨级煤制油项目。  据介绍,9月18日正式投产的未来能源110万吨煤制油项目,概算投资达164亿元,是国家“十二五”重点建设项目,也被列为兖矿集团转型升级的“一号工程”。  “该技术具有柴油选择性高、吨油品催化剂消耗低、费托合成反应器生产强度大、能量利用效率高等优点,碳转化率高达98%~99%。”孙启文介绍说,该项目采用了50项专利技术,其中核心的低温费托合成等技术具有自主知识产权,达到了世界先进、国内领先水平。  据悉,以建成全球最大的费托合成反应器为标志,未来能源煤制油项目目前已拥有世界上最大的煤间接制油单体系统。此系统满负荷运行每年可消化煤炭500万吨,年产115万吨油品和化工产品,其中柴油79万吨、石脑油25万吨,液化石油气10万吨等。  当天的试车成功发布会上,榆林市榆阳区区委书记苗丰表示,兖矿煤制油项目为当地探索煤炭清洁利用新路径做出了积极示范,榆阳区下一步将全力配合该项目一期在现有基础上扩建至500万吨产能,并努力把未来能源塑造成为榆阳区最核心的煤化工龙头企业。  另有权威消息称,为支持煤制油产业健康发展,国家税务总局正在密集调研调整煤制油产品的燃油消费税率问题,这也意味,以未来能源煤制油为首的国内煤制油产业将获得更多国家政策支持。  现实中,国内的煤化工项目主要集中在了煤制气、煤制甲醇、煤制烯烃、煤制二甲醚等领域,而在煤制油领域,仅有神华、兖矿、伊泰、潞安环能、云南解化等为数不多的几大项目,这意味煤制油仍然是一片蓝海,发展前景广阔。

*评价说,这一项目的试车成功,是我国煤炭清洁高效利用技术产业化的里程碑,对于保障国家能源安全、实现国家能源多元化发展具有重要的战略意义。

筹谋——

作为传统煤炭开采企业,兖矿集团积极探索煤炭清洁利用和深度转化的途径。自2002年开始,兖矿就开始组建煤间接制油研发团队,全力打造升级版煤液化技术体系。

作为推动这一系列技术和项目落地实施的总指挥和总工程师,孙启文规划和正在筹划的可不仅仅是一个利用煤炭制取汽柴油的工程项目,他要做的是打造一个区域性的产业集群、一座西部化工城。依托一期项目中的系列烯烃、芳烃等化学品,发展高附加值和差异化的化工工艺路线,并结合区域附近的其他化工产品,形成塑料、橡胶、费托特色化工、纺织等多条产业链,优势互补。

记者了解到,依托陕北丰富的煤炭资源和自主研发的费托合成技术,兖矿集团将在陕西榆林建设“煤油电化”一体化新型工业园区,分“两期三步”建设1000万吨/年油品和化学品煤洁净利用工程。

国际石油价格时有涨跌,为了保证大型煤间接液化项目的经济性和竞争力,孙启文在规划之初就提出要分两期三步建设年产1000吨油品和化学品的综合煤洁净利用工程。已投产运行的百万吨级煤间接液化示范项目是整个工程的一期启动部分,一期后续400万吨/年(200万吨/年低温、200万吨/年高温)项目也已经列入国家“十三五”煤炭清洁利用发展规划,目前正在持续推进中。

国内首套百万吨级具有自主知识产权的煤间接液化制油项目近日在陕西未来能源化工有限公司试车成功,油品各项参数完全符合要求,达到欧V标准。这一项目达产后,年产油品可达115万吨。

孙启文向美国空气产品公司总裁葛思民等董事会高管介绍项目情况。

目前,未来能源煤制油项目生产负荷已达到70%以上,生产油品3万余吨。以当前煤价、油价计算,预计年可实现销售收入42.86亿元,实现利润1.46亿元,税收21.51亿元。

上海兖矿能源科技研发有限公司总经理

兖矿集团副总经理、陕西未来能源化工有限公司总经理孙启文介绍说,此次试车的110万吨/年煤间接液化制油项目概算投资164亿元。项目采用50项专利技术,核心的低温费托合成等技术具有自主知识产权。与国内外同类技术相比,该技术具有柴油选择性高、吨油品催化剂消耗低、费托合成反应器生产强度大、能量利用效率高等优点,碳转化率高达98%至99%.以建成全球*澳门新萄京娱乐,大费托合成反应器为标志,未来能源煤制油项目拥有目前世界上*大的煤间接制油单体系统,此系统满负荷运行每年使用煤炭500万吨,年产115万吨油品和化工产品,其中柴油79万吨、石脑油25万吨,液化石油气10万吨等。

孙启文

按照循环经济、清洁生产和污染物总量控制要求,该项目采用国际先进技术进行硫回收及污水处理,实现污水近零排放,废气经处理后达标排放,固体废弃物全部无害化处理或综合利用。项目综合能源利用效率为45.9%,吨油品煤耗为3.441吨标煤,吨油品水耗9.29吨,水重复利用率达到98.26%,全部符合或优于国家相关标准。

从无到有的奠基人

今年7月,未来能源煤制油项目气化装置一次投料试车成功;8月21日,费托合成装置一次投料成功,产出粗油品;8月23日,打通全流程,产出优质油品;油品各项参数完全符合要求,达到欧V标准;各装置运行平稳、安全。

落地——

陕西未来能源化工有限公司成立于2011年,注册资本54亿元,由兖矿集团、兖州煤业、延长石油分别按照50%、25%、25%股权比例组建。

我国能源结构具有富煤、少气、贫油的特点。不论是汽油、柴油、润滑油等消费者熟知的油品资源,还是甲醇、乙二醇、烯烃、芳烃等重要的化工原料,都依赖石油来获取。据石化行业经济运行报告显示,2016年中国原油对外依存度升至65.4%。石油资源和定价权受制于人始终是我国能源发展的短板。但若能用富裕的煤炭资源代替一部分稀缺的石油资源,便可极大地缓解我国的能源矛盾。

“超级工程”的推动者

在多年的努力钻研下,孙启文和他的团队在科技研发方面取得一系列成绩和进步,创建了以油品为主的低温费托合成和联产油品、烯烃、化工产品、电力的高温费托合成煤间接液化技术体系。这一技术体系庞大而复杂,不论是低温、高温费托反应催化剂,还是各单元合成工艺,任何一个关键实验的失误都有可能导致整个技术体系最终无法成功应用于工程放大中,研发过程的繁琐和对数据要求的严谨不言而喻。

在整个项目建设中,由孙启文带头完成的国内首创性工作就包括高效铁基低温费托合成催化剂及其工业化生产成套技术、大型低温浆态床费托合成反应器及其内构件技术、百万吨级反应器串联费托合成工艺技术、百万吨级费托合成油品加工催化剂和加工工艺技术、煤间接液化优化集成设计平台、动态模拟系统和操作员培训系统、百万吨级煤间接液化系统集成技术、建成并高效运行国内首套百万吨级煤间接液化工业示范装置等。

现代煤化工技术就是利用煤炭生产各类清洁油品和化学品。目前我国煤制油、煤制甲醇、煤制烯烃、煤制乙二醇、煤制芳烃等各类煤化工项目发展如火如荼,其中煤间接液化技术就是一项可以利用煤炭同时产出油品和化学品的关键技术。

兖矿集团有限公司副总经理

而兖矿集团作为国有重点煤炭企业,一早就认识到煤化工才是未来煤炭业的发展方向,十几年前便已提前布局,探索煤间接液化技术的产业化发展。然而十几年前,我国的煤化工发展水平还不够高,包括煤间接液化技术在内的一些科研成果还没有真正实现系统化和工程化。环顾世界,南非萨索尔公司成熟的煤间接液化制油技术和产业化经验吸引了他们的目光。为了取经学习,2000年,时任兖矿集团董事局主席的赵经彻专程到南非萨索尔公司参观访问,并结识了萨索尔技术公司首席工程师孙启文。当看到孙启文在煤间接液化技术方面科研水平高、工业运行经验丰富之后,兖矿集团表达了邀请孙启文回国加盟的强烈愿望。

尤其是2017年11月9日,在中国国家主席习近平和美国总统特朗普的共同见证下,兖矿集团与美国空气产品公司就该项目签署投资合作协议,更让世界瞩目。且该项目是习主席和特朗普所有见签项目中,唯一一个利用外资在中国建厂的项目,更加说明了我国煤化工项目在世界上的影响力和吸引力。

获得2017年度中国石油和化工行业影响力人物称号的孙启文,是我国煤炭间接液化技术的研发带头人和百万吨级工程建设的总指挥。从海外归国后,他一边潜心钻研技术,一边组建生产企业。他牵头开发的低温费托合成和高温费托合成工艺,可使煤炭变成数十种高附加值化学品,尤其是高温费托合成的研究开国内之先河。在他的组织实施下,2015年8月,我国首个百万吨级煤炭间接液化示范项目一次投料成功,2017年8月实现达产达效,为我国现代煤化工发展积累了宝贵经验。目前,年产400万吨油品和化学品的后续项目正在筹建中,并于2017年11月9日在中美两国元首的见证下引入美国投资,令世界瞩目。

既是科研带头人又是实干型企业家,孙启文在煤化工事业的开拓中,有着浓浓的匠心和家国情怀。

但就在这样的情况下,孙启文依然坚守原则,着眼于煤间接液化产业的长远规划,竭尽全力节约投资、保证质量。2015年8月23日,全国首套百万吨级煤间接液化示范项目实现全流程打通,一次投料成功,并产出优质的柴油、石脑油、液化石油气等油品。多年的心血终于得到了回报,这也是孙启文第一次如此接近当初回国时的愿望。这一项目的成功不仅填补了我国煤间接液化技术的工业发展空白,更直接提升了我国煤化工技术的国际地位。

归国16年来,孙启文只做了一件事,那就是推动中国煤间接液化技术的规模化产业化发展。但是在孙启文回国之初,这一切还都要从零开始。没有成熟的技术体系、没有工业化实验的数据、没有大型生产装置,万事都还处在“开头难”的阶段。孙启文就从组建研发团队开始,全力以赴研究煤间接液化技术中的低温费托合成和高温费托合成两大反应体系。

归国——

满怀激情的拓荒者

孙启文:

目前,这套采用低温费托合成技术的百万吨级煤间接液化示范项目已平稳运行两年多,并实现达产达效,成为我国煤洁净利用技术产业化发展的重要里程碑。然而对于孙启文来说,煤化工拓荒的路还要继续走。

因此,在首套百万吨级煤间接液化示范项目运行步入正轨之后,孙启文又将主要精力放在了一期后续项目的研发和建设上,其中的核心技术就是孙启文牵头研发的大型高温与低温费托合成多联产专利技术。目前,高温费托合成所需的关键催化剂已研发成功。去年6月,国内首套高温费托合成工业试验装置也已开工建设,项目可行性研究报告和产品方案已经完成编修,各专项报告也在积极编制。

孙启文在生产现场进行技术指导。

兖矿集团对煤化工的布局让孙启文看到了更大希望。2002年,在兖矿集团的诚挚邀请下,孙启文毅然放弃在国外优越的生活条件,满怀着对祖国煤化工产业的激情回到上海,牵头组建上海兖矿能源科技研发有限公司,成为兖矿集团煤制油及煤间接液化技术的掌舵者,也成为了国内煤间接液化产业的拓荒者之一。

在国内外煤间接液化领域都有着丰富工作经验的孙启文提出,煤液化的生命力在于向下游、向高端延伸,形成与石油化工差异化的产业链。煤制油品对我国能源长期可靠供应具有重要意义,而更丰富的化学品产品则是保证煤间接液化项目经济性的关键。依托低温费托合成法,煤间接液化技术能够制取柴油、石脑油、液化石油气等清洁油品,而依托高温费托合成法,产品种类还能延伸至数十种油品化学品,包括汽柴油、特种溶剂油、α-烯烃、丁二烯、丙烯腈、芳烃以及其他醇醛酮酸等。

标签:孙启文 煤化工 超级工程

前路仍然漫漫,初心从未忘却。为了祖国的煤化工事业,为了能早日实现煤间接液化技术产业化成熟发展,他仍然在不断钻研、不断试验、不断开拓,继续在产业道路上寻求新的突破。

有了这样一批技术研发的基础,孙启文下一步要做的就是推动煤间接液化真正落地转化为生产力,实现工程放大。事实上,从2005年起,孙启文就开始亲自主持了对采用自主研发的煤间接液化制油技术建设百万吨级煤制油工业化装置的技术经济性分析。通过对项目建设所在地的煤炭资源、水资源、场地平整性等因素的综合比较和分析,孙启文及其团队最终确定了以陕西榆林作为项目建设地。2006年2月,国家发改委批准同意兖矿集团开展百万吨级煤间接液化制油工业示范项目,同年8月,孙启文被任命为该项目筹备处主任,全面负责推动这一项目落地。

对于孙启文来说,自1993年在荷兰皇家格罗宁根大学从事化学工程博士后研究工作之后,就一直在国外工作生活。多年的专业积累使他很快成为萨索尔公司的科研团队核心人员。虽然在国外的事业发展顺利,生活条件富足,但对家乡的思念和对祖国煤间接液化产业发展的憧憬一直埋藏在孙启文的心里。他在想,若是中国也能这样用煤炭制造清洁油品和化学品、有几个像萨索尔一样百万吨级的大工程就好了!

陕西未来能源化工有限公司董事长、总经理

在1月16日举行的中国石油和化工行业十大新闻暨行业影响力人物发布盛典上,十届全国人大常委会副委员长顾秀莲为孙启文颁奖。
(本报记者 张育 摄)

煤液化及煤化工国家重点实验室主任

百万吨级煤间接液化项目首先需要一个优质的“原料车间”。经过与各方多次协商,2012年2月,孙启文拿到了可采储量9.78亿吨的榆林市金鸡滩煤矿矿权,为百万吨级煤间接液化项目配套提供煤炭。为了保证日后整体项目能实现安全平稳高效运行,作为“原料车间”的金鸡滩煤矿建设也要瞄准现代化和高标准。孙启文召集管理层人员多次开会研究方案,对整个工程进行了周密谋划:以优中选优的标准招标选择行业拔尖的施工队伍;科学论证优化设计方案和施工工艺,在概算基础上优化减少矿建进尺3512米;采取火药爆破和掘进机交替进行不间断作业来解决火工品受限的困难;以抓管理、抓安全、抓质量、保进度为抓手,采取后墙不倒、倒排工期、节点考核等强有力措施,高速推进各项基建工程。

研发——

此外,各类大型、超大型反应装置的建设也是实现工程化的难题之一。孙启文在实验室的研发基础上再进行工程研究和设计,并与工程建设团队反复沟通交流。2013年11月,项目完成了各类大型、超大型设备安装1200余台。2014年9月,项目配套的3000吨/年低温费托合成催化剂项目一次投料试车成功,为核心的低温费托合成反应提供了有力保障。

在实验室阶段,这些化学反应机理是什么?费托反应的条件有何影响?使用什么样的催化剂效果最好?反应混合物与所需产品如何分离彻底?中间产物如何控制?最终产品如何设定?众多问题的解决需要大量文献和实验数据支撑,而每一个实验结论孙启文都亲自把关。在工程化阶段,反应器如何制造?生产工艺怎么设计?系统集成如何控制?反应放大后有何变化?调整规律又是什么?这些更需要孙启文这个团队带头人做到心里有数、统筹指挥。

在孙启文的主持下,该项目各类可研报告、环评、水资源、选址规划等29项评价报告和127项支持文件全部获得有关部门的批复,项目整体方案也顺利通过评审。为了快速推进项目建设,孙启文多方协调,于2011年成立了注册资本为54亿元的陕西未来能源化工有限公司。未来能源公司一成立,就立即全面展开百万吨级煤间接液化项目各装置的详细基础工程设计工作。

为了节约投资,孙启文还在项目建设中精打细算科学控制。他先后组织专家对设计方案进行了16次优化和完善,最终完成项目投资154.73亿元,比概算节约投资10亿元。在谈到如何做到节约投资时,孙启文讲述了一个细节。在煤矿建设时期,为节约资金,项目组严格控制招标过程,矿井采购的大量外围设备涉及数亿元资金,都是用厂家直购的方式,一律不招代理商,一律不理打招呼、走后门的关系户,坚持高标准严流程。为此,他遭到了各路利益相关人马的围追堵截,还得罪了许多“有背景”的人。

截至目前,孙启文先后共承担了重点和重大国家“863”计划课题3项,国家“973”计划课题2项;获得省部级科技进步二等奖2项,中国煤炭工业协会科技进步奖特等奖1项,中国石油和化学工业联合会技术发明奖二等奖1项,国家专利优秀奖1项,山东省自然科学学术创新奖一等奖1项;取得科研成果11项;获得授权发明专利37项、实用新型专利4项;出版学术专著1部;发表学术论文40余篇,还先后两次荣获山东省政府“泰山学者”特聘专家荣誉称号。

成果转化的企业家

2012年7月,百万吨级煤间接液化项目正式开工建设。对于煤间接液化技术的产业化发展来说,工程放大绝非易事,更何况是百万吨级。除了电力、水力、道路、管道等各项基础设施建设外,孙启文对各单元各环节的设计和引进工作也保持高度严谨。他充分发挥自身国际经验,主导了低温甲醇洗、硫回收、低温费托合成、油品加工、低碳烃回收、PSA提氢及甲醇制氢技术、脱碳技术等工艺技术软件包的引进工作。

孙启文带领他的科研团队在一点一滴的积累中不断总结、不断改进、不断攻破关键技术,引起了国家科技部门的高度重视。他承担的煤间接液化催化剂及工艺关键技术还被列为国家“十五”期间的“863”计划课题,并于2005年顺利通过科技部验收。2007年,科技部批准以兖矿集团为依托单位,建设煤液化及煤化工国家重点实验室,这是科技部批准的全国首批36家依托企业建设的国家重点实验室之一,孙启文任该国家重点实验室主任。

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