2012年02月08日 星期三 注册  登录
 详细内容
煤制油,中国在行动

创建日期  2009-8-1  查看次数  1591 返回

转引自2009年7月4日《山西日报》A4版

  从2008年到现在,国际石油价格一波三折,像过山车一样令人惊心动魄。先是年初一路上涨,至2008年7月11日最高点达到每桶147.25美元。然后又受国际金融危机的影响一路暴挫,2008年12月份,欧佩克一揽子油价平均价每桶38.60美元。进入2009年,国际风云变幻莫测,金融危机席卷全球,石油价格更是跌荡起伏,然而国内成品油价格一直处于紧缺状态,价格一路飙升,国家能源安全面临着严峻的挑战。
  石油是现代社会赖以存在和发展的基础,它是关乎国计民生的物质基础。油价的不断上升和震荡,威胁世界经济的健康发展,引起了各国政府的高度警惕。美国奥巴马政府上台依赖所推行的新能源政策,受到世界的广泛关注。奥巴马政府的华裔能源部长、诺贝尔物理奖获奖者朱棣文就认为,美国有效降低对外国石油的依赖的最重要方式,是更进一步提高能源使用效率。
  经济高速发展的中国,也同样在寻求新能源的途径。中国从1993年成为石油净进口国以来,每年石油进口量都在急剧增长,石油的消耗速度也在加快,而石油储备却严重不足。2001年,中国石油进口依存度达到30%,2004年中国的石油需求在2.7亿吨左右,但产油量只有1.7亿吨。2008年中国石油净进口量达20067万吨,同比增长9.5%,石油净进口量在国内油品消费量中的占比已接近52%。预计到2020年,我国石油需求量为4亿吨,年均递增12%,但是国内产油量却已到了极限。
  中国是一个煤炭资源丰富的国家,按全国年产19亿吨煤炭计算,中国的煤炭资源可以保障开采上百年。但是煤炭的利用价值低,而燃煤造成的环境污染已成为制约我国经济和社会持续发展的一个重要影响因素。如果能把煤制成油,这将对中国的经济发展具有战略性的意义。为了应对随时可能发生的石油危机,中国政府在紧锣密鼓地制定和出台了各种支持新型能源开发利用的政策,科学家们和企业也在不停顿地进行着煤制油的科学研究和产业化的道路。
  2004年4月,中科院与山西省政府签署了发展山西煤液化合成油产业的框架协议,明确了合成油技术的百万吨级产业化的目标。2006年,中国科学院和多家企业以前期技术研究成果和技术人才团队为基础,投资成立了中科合成油技术有限公司(Synfuels China)。中科合成油技术有限公司是中国唯一专业开展煤炭液化技术基础研究、技术开发、工程设计、催化剂产品生产和产业化技术支持的科研技术开发机构。中科合成油技术有限公司的成立标志着中国新型工业化技术研究开发模式的创新和探索、以及国家煤炭液化技术开发和产业建设步入快速发展的轨道。
  进入2009年,中国煤制油的技术开发与产业化进程进一步加快。其中位于内蒙古鄂尔多斯的大路煤化工园区的伊泰煤制油装置于3月试车成功,规模为年产16万吨油品。这是目前我国煤间接液化自主技术产业化第一个项目,标志着国家“863”、“973”高新技术项目生产出了第一桶煤基合成油。
  位于山西境内的潞安煤制油装置将于2009年7月进行试车,规模为16万吨/年油品。潞安煤基合成油示范项目采用具有我国自主知识产权的浆态床反应器、F-T合成催化剂、油品加工和系统集成技术,核心技术是“煤基液体燃料合成浆态床工业化技术”,这项技术涵盖了国际先进的煤炭间接液化的所有核心技术。
  中国神华集团规模为18万吨/年油品的F-T煤制油装置将于2009年完成建设,2010年进行试运行。
  随着中国煤制油技术的推进和产业化的推广,这一技术的核心人物、核心团队也逐步浮出水面,广为人知。这就是李永旺研究员和他的团队——中科合成油技术有限公司。

李永旺研究员和他的团队

   从上个世纪80年代开始,中国科学院山西煤炭化学研究所就开展了对煤炭间接液化费托合成技术的研究。2001年,山西煤炭化学研究所联合国内企业,成立了中国科学院合成油品工程研究中心。2006年,中国科学院依托合成油品工程研究中心,联合伊泰、神华、潞安、徐矿等大型企业,以前期技术研究成果和技术人才团队为基础,投资成立了中科合成油技术有限公司。山西省第一位中国科学院院士彭少逸先生的弟子李永旺研究员出任中科合成油技术公司总经理。李永旺出生于1963年4月,博士、博士生导师、研究员、煤炭间接液化国家工程实验室主任、煤转化国家重点实验室副主任、山西煤化所合成油品工程研究中心主任、中科合成油技术有限公司总经理、中国国际咨询工程公司煤炭间接液化项目评估专家组成员、副组长,并连任两届山西省政协委员,还曾任民盟中科院山西煤化所支部主委。
  多年来,李永旺研究员连续主持多项国家科技部、中国科学院、国家自然科学基金委员会以及山西省科研攻关项目,在科研工作中表现出非常强的科研能力和科研项目组织开发能力,以其优良的科研道德和很高的学术造诣,取得了多项科技研究成果。特别是作为项目负责人,他主持了国家863计划、中科院知识创新工程重大项目“煤基液体燃料合成浆态床工业化技术开发”,在煤基合成油技术开发工作中,以其敏锐的科研洞察力追踪国际国内科技前沿发展动态和国家战略发展需求,紧紧把握住煤基合成油技术发展方向,带领科技团队,创造性的开发了费托合成过程中多项新技术和新工艺,为形成煤基合成油工业化技术奠定了坚实的理论与工程基础。
  在煤间接液化合成油领域,以李永旺研究员为核心的攻关项目组,将详细费托合成反应动力学的系统研究和反应器模拟、过程模拟有机结合起来,使20年来困扰我国费托合成技术的一系列关键问题——从催化剂基础研究到开发、围绕浆态床工艺技术的反应动力学实验和模型化、反应器的流体力学计算和验证以及模型化与模拟、全过程的模型化和过程模拟分析、关键单元技术(包括分离、产品加工技术)的开发等各方面——取得了重大突破。
  李永旺研究员带领的煤基合成油技术研究开发团队成为国内外知名的学术开发团队,这是一支拥有高技术人才的科研队伍。中科合成油技术有限公司现有研究员8名,博士学位的工作人员18名,副研究员及高级工程师等高级职称的技术人员50多名,在读博士、硕士研究生有20多名。每年有法国、德国、美国、等多个国家的专家与访问学者要在这里做研究并开展学术交流。几年来,这个团队先后开展3个16万吨级合成油工业示范厂的设计和建设工作,其中伊泰示范厂项目在2009年3月打通流程,顺利生产出合格油品。根据技术进展初步预测,在2012-2013年之间应用示范厂验证的完全自主技术,将建成数套100-300万吨/年的煤炭间接液化系统,形成成套的产业化技术,成为未来煤合成油产业催化剂和工艺包的供应商及技术支撑、服务者。
  在李永旺研究员的统筹部署下,针对煤基合成液态燃料技术的集成综合性和复杂性,对煤基合成液态燃料整个过程和各个子系统过程均申请了技术专利,其相关专利技术包括合成油系列费托催化剂技术、油品加工技术及催化剂、合成油工艺及工业软件技术等,与国外南非Sasol公司技术有明显不同,是国内唯一形成了全套自主研发煤基合成油品技术专利体系的单位。此外在基础研究方面,李永旺研究员还负责国家自然科学基金重大项目、“十一五”期间国家科技部863计划、国家杰出青年基金等多项研究工作。
  多年来,李永旺研究员长期致力于国家863计划、中科院重大科技攻关项目“煤间接液化合成油品产业化技术开发”等项目的研究,共申请专利30余项,获授权专利20余项,在国内外学术刊物发表论文300余篇。先后获国务院政府津贴、国家技术发明二等奖、中国科学院杰出科技成就奖(第一完成人)、中国化学会“优秀青年化学家”、中国石油化学工业协会技术发明一等奖、山西省科技进步一等奖(第二完成人)、山西省特级劳动模范等光荣称号。2009年,他又以突出的成绩被中华全国总工会授予全国五一劳动奖章。
  李永旺研究员和他的团队,是中国科研队伍的骄傲。

体制深处的变革

  煤制油作为一种石油替代能源,与现有燃油相比具有更高的品质和环保性能,受到了国家的高度重视和关注。但就在我国煤制油的产业化步伐不断加快的同时,去年下半年以来,国际油价出现了大幅跳水,而国内煤价却不断抬高,从而也抬升了煤制油的成本。以目前的煤价“变”出来的油在市场中的竞争力受到阻力,成本问题成为横在“煤制油”大规模商业化面前的一道障碍,于是煤制油产业的发展前景受到一些争议。
  对此,李永旺研究员胸有成竹。一方面,经历金融危机后的中国和世界经济的发展不会使原油徘徊在每桶50美元以下,要保持中国巨大经济体在增长率8%以上运行,油品的紧缺和价格不断攀升是必然趋势;另一方面,对于在低油价情况下煤制油装置运行的经济性问题,国家政策早就考虑到了。而中科合成油技术公司目前正在开发对煤进行低温部分加氢的费托合成集成技术,采用这种技术能量转换效率将从目前的43%-45%,提高到55%以上,而现在的煤电厂的转换效率仅为40%-44%。甚至利用褐煤进行煤制油的转化效率都可以达到45%,而利用褐煤进行发电转化效率要低于20%。李永旺研究员说,以目前的煤价测算,间接煤制油示范项目的成本每桶在50美元左右。随着规模、催化剂升级和新一代煤分级液化技术的应用,每吨油耗煤量将逐步降至约3吨,万吨产能投资也将由1.6亿元左右减少约50%,煤制油成本也将降为每桶约40美元。
  还有人认为,其他指责并不成为煤制油发展的制约因素,煤制油真正的瓶颈是二氧化碳排放量过大。煤制油的转化过程中,会产生大量的二氧化碳气体。在全球变暖的日趋严重的形势下,二氧化碳排放问题成为制约煤制油发展的主要瓶颈。对此,李永旺研究员和中科合成油公司也早已关注到这一问题,公司目前正在致力于开发二氧化碳的回收和资源化利用技术,并已有所突破。
  也就是说,李永旺研究员并不担忧煤制油的经济效益和发展前景,随着技术的研发和不断进步,经济效益问题、环保问题都会迎刃而解。他真正忧虑的,却是人才的培养和激励。
  科技创新能力是一个国家科技事业发展的决定性因素,是国家竞争力的核心,是强国富民的重要基础,是国家安全的重要保障。然而,科技创新不仅需要大量的人才,更需要能够激励人才的体制。由于缺乏有效的激励机制,导致大量科研人才外流,这对于中国的科技创新来说,是巨大的损失。
  这些年来,中科合成油公司所进行的探索不仅仅是技术上的,而且在人才激励机制上也进行了大量的探索。现在,中科合成油技术公司的煤制油技术在全世界是最先进的,超前整整一代。世界最先进的技术,标志着这里集中了世界煤制油技术方面的一流人才。
  一流的人才,就应有一流的待遇。国内体制那种工资加奖金的模式,在国际竞争面前很难留住人才,而人才一走,同时也带走了研究成果,这样的例子在国内并不鲜见。这种体制的弊端从上到下都明白,解决起来却非常棘手,甚至可以说,其难度不亚于煤制油技术的研发。
  煤制油技术研发是一项非常复杂的系统工程,涉及到几百个专科、上千个点,每个点上都有专人研究,一个人走了,这个项目就得从头再来,给工程带来的损失无法估量。因此,作为煤制油研发的带头人,李永旺研究员不仅研究怎样把煤炭变成油,更在研究怎样留住人才、吸引人才。中科合成油技术有限公司的成立,就是李永旺研究员在吸引人才、激励人才、推进煤制油技术产业化方面的成功探索。
  中科合成油技术有限公司成立于2006年4月,在多年煤基合成油技术研究和工程化开发的基础上,由多家大型企业和科研机构共同出资组建成立了中科合成油技术有限公司。在公司化的体制里,每个研究人员的研究成果与公司的股份相结合,都能得到很好的待遇,不仅吸引了国内的一流人才,连国外的研究人员也纷纷前来应聘。李永旺研究员高兴地说,科研人员与市场结合起来,就能发挥出极大的创造力和积极性。
  山西煤炭化学研究所所长王建国研究员介绍,李永旺研究员所带领的团队,个个都是拼命三郎,工作做得非常辛苦,而且派到哪里都是顶梁柱。这支队伍从最初的三、五个人,发展到后来的二十多人,直到现在的三百多人。经过多年艰苦的努力,他们不仅在科学研究的道路上取得了许多巨大突破,而且体制上也一点一滴地突破束缚的条条框框。如果没有这些突破,就不可能取得今天的成果。
  李永旺研究员还非常感谢太原高新技术开发区的领导,中科合成油技术有限公司在高新技术开发区落户以后,得到了这里领导方方面面的大力支持与配合,公司的成长,离不开当地政策的扶持。
  李永旺和他所带领的研究人员是一个具有高度责任感、使命感的团队。他们为了国家的未来,为了国家能源的出路,进行着艰苦而卓有成效的探索研究。李永旺自豪地说,哪一天,当国外的煤制油技术也来向我们请教的时候,我们就是他们眼中的“洋大人”。

产业化技术支撑

  2008年,煤炭间接液化国家工程实验室获批成立。根据煤炭间接液化过程的技术发展趋势、以及F-T合成过程可以与未来生物质(特别是残渣)利用衔接性好的特点,中科合成油技术有限公司重点在煤炭间接液化生产油品和化学品的技术方面实现创新性研发,对煤炭间接液化与低温干馏、燃气轮机发电等大能源过程集成进行技术方案研究,提高煤制油过程的整体能量转化效率。同时结合生物质气化技术的研发和示范项目,积极推动F-T合成技术在生物质方面的应用。
  在技术研发工作中,中科合成油技术有限公司坚持:
  强化技术基础研究和过程模型化工作,实现催化剂技术的原始创新,并形成以合成油技术为主导的煤转化过程的整体优化与集成能力;
  开展以单元过程装置开发为目的的工程化技术研究,即大型F-T合成反应器的流体力学、反应器结构、相关内部构件的优化,材料方面的工程研究与开发,以及对大型换热器、分离器方面进行结构优化研究与开发;
  开展针对性的油品加工技术研发,与煤基合成油品技术的研发结合起来,建立系统的合成油品加工技术研发体系;
  加强工程设计队伍建设和实验室支撑体系的系统化建设,与大型装备企业联合,进行大型设备加工的技术研究和产业化研究基地建设。
  为了促进技术进步和技术产业化,满足国家煤炭间接液化产业向综合、纵深发展对技术支撑的需求,中科合成油技术有限公司着力建设三个各具功能的技术平台:即煤间接液化合成油产业化技术开发和工程化中心、煤制合成油技术验证及产品评价检测中心、煤间接液化科技研发交流与合作平台,形成了中科合成油技术有限公司研发中心(工程技术基础研究)-中科合成油工程有限公司(工程设计与工程承包)-中科合成油催化剂有限公司(催化剂生产与放大)-锦州(内蒙古)化工机械有限公司(大型特种设备加工制造)的产学研一体化无缝连接的高效技术研究开发和产业化技术支撑体系。在进行新技术开发和相关派生技术的产业化应用研究开发,向产业界提供源源不断的先进技术的同时,培养和训练高级研究与工程技术人才,向产业界输送德才兼备的高级技术人才。
  科合成油工程有限公司是中科合成油技术有限公司的全资子公司,以中科合成油技术有限公司的总体技术和研发能力为依托,是主要从事工程设计、施工总承包、工程监理、工程勘察、技术开发、技术咨询、技术培训、技术服务、煤化工及煤制油专有设备的研制与开发、能源化工工程环境评价、工程招标代理、技术进出口等业务的高新技术企业。
  围绕合成油技术和产业化发展、特别是正在建设实施的工业化示范厂建设,中科合成油工程有限公司正在有计划、有部署的深入开展具有自主创新能力的合成油及其配套技术的工业化工程研发;在16-20万吨油品/年规模匹配的合成反应器(5.3-5.8米内径)的设计、制作技术及原理验证的基础上,进一步研发与50-80万吨规模匹配的大型浆态床反应器(9-12米内径)的壳体制作工艺(制造和组装)、内件的结构和整体内部的支撑结构技术、形成反应器可用于实施的设计方案;煤制油工艺中大型反应器、换热器等设备的制造加工技术,如材料加工、焊接成型、热处理以及检验等技术的攻关,与国内大型机械加工单位紧密合作,开发和筛选设备加工和建造技术方案。针对不同煤种的包括煤干馏、气化、净化、合成和油品加工技术的煤合成油工业化工艺过程的大规模优化集成技术和合成油工艺软件包的完善与开发;在示范工艺技术的基础上,完成300万吨煤基合成油联产系统的方案研发,以及中国合成油产业化过程的综合技术经济评估和工业生态学研究等,形成完整的技术工艺包。同时针对产业化过程中遇到的工程技术问题,建立完善的工程研究与验证的试验环境,在产业化实践中形成良好的集基础研究与应用开发为一体的高效研究与开发体系,确保自主技术的先进性和可持续性,对国家煤炭能源产业的结构转变和良性发展将起到不可替代的作用。
  与国外技术相比较,中科合成油工程有限公司自主开发的工艺技术可长周期稳定运行,关键的大型反应器技术可以实现国产化制造,特别应指出的是独创的高温浆态床技术可以使整个合成油过程能量效率提高5个百分点,同等规模生产装置和技术费用大大低于利用现有国外技术的生产装置,自主技术的发展可使国家能源产业自立,保障国家能源战略安全而不受制于人。
  随着产业化的进展,中科合成油工程有限公司充分吸收国内外著名工程公司的设计和管理经验,投入巨资建立了与国际知名工程公司接轨的各项基础设施,组建了一支由来自国内著名工程公司中曾参与组织过大型炼油、化工等工程建设的具有丰富经验的管理人员和工程技术人员,建立与国际接轨的先进管理体系,制定了长期的人才激励机制以蓄积、培养和训练高级研究与工程技术人才,同时正逐步创建优秀的企业文化,为加速建成与国际接轨的工程公司打下了坚实的基础。
  中科合成油淮南催化剂有限公司是中科合成油技术有限公司的控股子公司,成立于2006年12月,2008年1月开工建设。公司地址位于安徽淮南市,主要经营业务为催化剂半成品和成品的生产和销售、与催化剂相关助剂的生产和销售、无机化工产品的生产和销售、催化剂生产专有设备及过程开发、技术咨询及技术服务等。
  费托合成催化剂是煤制油工业的关键核心技术产品。淮南催化剂有限公司成立以来,广大员工以满怀的创业激情和高昂的斗志投入到了企业的建设中。而公司领导则以创新的企业文化为全体员工提供了强大的精神支撑。他们正在为国家能源战略的加快实现而努力工作。
  中国由于丰富的煤炭资源优势,煤制油技术具有广阔的发展前景,尤其是在国际石油价格的攀升和能源需求的不断加大,随着科学技术的不断进步,这种安全、高效、清洁、环保的煤制油,在中国的经济社会发展乃至世界经济发展中的重大作用将会逐渐凸显出来,从而发挥巨大的作用,而李永旺和他的团队,将会在中国的科学发展史上写下浓重的一笔。煤制油,中国在行动!!!

联系我们 | 站点导航 | 意见反馈
版权所有:山西省科技厅基础研究处(2009)
地址:中国山西太原迎泽大街366号