煤制油：高质量发展的“绿色引擎”

——国家能源集团鄂尔多斯煤直接液化示范工程巡礼

我国的能源结构是“富煤、贫油、少气”。自1993年中国从石油出口国变成进口国以来，对外能源依存度逐年提高，2018年中国石油对外依存度已超七成，如果能实现把煤变成油，对保障我国能源安全具有重要的战略意义。

如今，在位于晋陕蒙三省（区）交界处、有着“能源金三角”美誉的鄂尔多斯，国家能源集团旗下的世界首套、全球唯一的百万吨级煤直接液化制油示范工程已经安全稳定运行了10年多。这里丰富优质的煤炭资源为煤制油提供了可靠的原料，自主产权的“煤变油”技术更是点石成金，使黑色的煤炭化茧成蝶，华丽变身为清澈透明的高品质油品。

煤制油是国家能源安全的重要保障

作为世界上最大的煤炭供应商，国家能源集团积极承担国家能源战略安全责任，研发、建设了我国首个也是世界首个百万吨级煤直接液化示范工程，并成功投入商业运行，成为我国石油替代战略的重要成果，也使我国成为世界上唯一掌握百万吨级煤直接液化关键技术的国家。

在鄂尔多斯煤制油分公司煤液化中心，记者看到比面粉还细的乌黑煤粉进入生产线，经过20多个小时后，就能产出像矿泉水般白净清澈的柴油、石脑油等高端油品，这种奇幻的变化令人惊叹。“煤直接液化是以煤炭为原料，采用‘863’纳米级催化剂，在供氢溶剂的作用下，通过高温、高压液化反应及提质加工过程，使煤中复杂的有机高分子结构直接转化为液体燃料，生产出优质的清洁油品，主要产品有煤基直接液化柴油、汽油、石脑油和液化气，副产品有煤基沥青、粗酚、液氧、液氮和液体二氧化碳等。经过十余年的不断自主研发和工艺改进，鄂尔多斯煤制油分公司已经成为居世界领先地位的现代化大型煤直接液化工业化生产企业。”国家能源集团鄂尔多斯煤制油分公司总经理王建立向记者介绍说。

然而，从一种化石能源的煤经过多道复杂的化学程序转变为另一种化石能源的油，多年来社会上对煤制油存在诸多误解和质疑。

煤制成的油品到底有什么优点、

煤制油有没有经济性和实用价值？

“由于我国航空航天煤油须采用特定油田的特定原油加工，国内此种资源非常稀缺。国家能源集团煤直接液化的油品具有‘一大三高四低’的特点，即大比重，高热值、高热容、高热安定性，低凝点、低硫、低氮、低芳烃。”中国神华煤制油化工有限公司副总经理、总工程师舒歌平如是说。由于煤直接液化油品区别于石油基油品的优异品质，使其成为军用和航空领域特种油品的重要选项，未来将在能源供给革命中具有重要的战略意义，对我国能源安全和高端用油具有重要的保障作用。

煤制油技术拥有我国自主知识产权

我国的煤制油技术从无到有，从跟跑到领跑，离不开创新和创造。在鄂尔多斯煤制油分公司，记者注意到，该公司把创新能手和劳动模范的事迹挂在显眼位置，借以激励广大职工、发动广大职工、鼓励自主创新，而这正是这个世界首套煤直接液化项目的动力之源。

据了解，液化装置中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。最初，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，阀芯使用70个小时左右便碎裂失效。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最新纪录达到2700多小时，远远超过了国外减压阀的使用寿命，整套系统可实现连续在线切换运行，每套国产产品的价格200多万元，全套4台阀组节约2600余万元。王建立告诉记者，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，还带动了中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。

鄂尔多斯煤直接液化项目采用自主研发的煤直接液化工艺路线，具有完全自主知识产权，它所取得的累累硕果已经得到国家有关部门和社会各界的肯定和表彰。记者了解到，国家能源集团“一种煤炭直接液化的方法”曾获第十四届中国专利金奖，系原神华集团首次在知识产权领域获奖；“百万吨级煤直接液化关键技术及示范”曾获2011年中国煤炭科学技术奖特等奖，实现历史性跨越；中国第一个全流程二氧化碳捕集封存项目获得中国石油与化学工业联合会科技进步一等奖。2018年,“煤制油品/烯烃大型现代化煤化工成套技术开发及应用”荣获国家科技进步一等奖，系国内煤化工领域首次获得该奖项，项目核心专利已获得美国、日本、俄罗斯、乌克兰、加拿大、澳大利亚、印度尼西亚、印度和欧盟等9个国家和地区的专利授权；2010年和2012年的两届世界煤制油大奖授均予中国煤直接液化工程主要奠基人。

据不完全统计，截至目前该公司煤直接液化项目获专利213项，其中发明专利108项，实用新型专利105项，制定企业产品标准8项。

煤制油是煤炭清洁利用的重要途径

对于煤制油，社会上有很多疑问，特别是在西北内陆生态薄弱环境地区搞煤制油，需要大量的水资源，鄂尔多斯煤制油公司是如何做到环境友好的？

国家能源集团鄂尔多斯煤制油分公司党委副书记李瑞光告诉记者：“公司积极响应国家保护地下水资源的号召，主动担责，投资2.5亿元建设净水场，将经过净化处理的煤矿疏干水用于煤直接液化生产，实现了煤直接液化先期工程工业水源替代。在保护地下水资源的同时，解决了煤矿疏干水的综合利用难题，充分体现了央企在维护地方生态的责任担当。而且，我们集成采用先进的污水处理工艺，摸索出‘清污分离、污污分治、分质回用’的治理方法，吨油水耗由设计的10吨降到6吨以下，可以说煤制油是水耗极低的煤化工项目。”

同时，在能源转化率方面煤直接液化也表现出明显的优势。“煤直接液化制油的能源转化率近60%，远远高于其他利用模式的40%左右，是煤生产液体产品中最有效的技术途径。其生产过程实现了煤炭资源的清洁和高效率转化，实现了传统能源清洁化利用。”王建立向记者介绍说。“此外，煤直接液化油品的低硫、低氮等特点，使油品燃烧废气所含的污染物极少。其中的硫氮排放小于1PPM，远低于国五标准10PPM的限值，甚至优于欧五标准，可有效减少环境污染，具有在城市和井下等环保要求较高场所使用的优势。”

在大力推进煤炭清洁转化的同时，国家能源集团积极关注二氧化碳减排和气候变化等重大议题。“我们建设了10万吨/年CCS全流程(二氧化碳捕集、封存)示范项目，将煤直接液化、气化生产中产生的二氧化碳捕集压缩注入封存到地下1500～2500米之间的咸水层，开发了二氧化碳封存监测、安全性评估与泄漏预警处置平台，形成了二氧化碳捕集、输送、封存、监管等成套技术，打造了CCS技术研发平台，培养出一支CCS研发团队。”公司总工程师陈茂山说。该项目每年可减少5100万立方米的二氧化碳排放量，相当于274公顷阔叶林吸收储存二氧化碳总量，而且为实现大规模二氧化碳捕集和封存奠定了技术基础。

煤直接液化另一大生态问题就是产生的固废问题，对此鄂尔多斯煤制油公司也有独门秘籍。“为有效解决液化固废问题，企业开展了煤直接液化沥青原料化综合利用研究，主导建立了《煤直接液化沥青》产品标准，实现了煤基沥青产品化管理。我们正在建设的油渣萃取项目，以煤直接液化油渣为原料，萃取生产高品质煤基沥青，用以生产针状焦等高端碳素产品。通过与科研院所合作，研究生产防水材料和超硬质道路沥青已取得阶段性成果，在解决固废问题的同时，将进一步延伸产品链，提高项目整体效益。”王建立介绍说。

煤制油为高质量发展打造“绿色引擎”

做好现代能源经济文章，为国家高质量发展打造“绿色引擎”，这是国家能源集团多年来孜孜不倦的共同追求。近年来，鄂尔多斯煤制油分公司在前期发展成果基础上，充分挖掘产业优势，推动煤直接液化产业高质量发展。

众所周知，煤直接液化工艺、设备和操作较为复杂，安全管控难度远高于传统石化行业，鄂尔多斯煤制油分公司在安全生产、职业健康方面管理模式方面有着独到的做法。“项目投产以来，一直强化安全风险预控管理体系运行，严格管控现场作业，自2008年底试生产以来，未发生过人员死亡及较大财产损失的安全生产事故，连续八年被评为集团安全体系建设一级达标单位，持续保持在集团安全管理第一方阵。”李瑞光告诉记者。

记者调研得知，在最近的两个生产周期，煤液化装置单周期运行时间两度突破400天，分别达到420天和410天,远超310天的设计值。商业化运营以来，2011年至2018年，企业累计生产油品665万吨，实现营业收入374.4亿元，利税合计73.6亿元，年均利税9.2亿元。国家能源局为公司开展的现场标定表明：煤直接液化工艺技术先进，装置设计合理，设备选择恰当，装置运行稳定、安全可靠，产品质量特点明显，能源转化效率高，三废排放达到国家标准要求，已取得明显的社会效益和经济效益。

未来，随着鄂尔多斯煤制油分公司第二、第三条生产线的开工和投产，将进一步实现煤炭规模化清洁高效利用，推动燃料多元化供应，保障国家能源安全。同时，为中西部煤炭资源区域经济发展注入活力，促进我国装备制造产业的发展和特种、重型装备设计制造水平的提升，为我国高质量发展打造“绿色引擎”。