在北京全國科(ke)(ke)創中心的(de)(de)懷柔科(ke)(ke)學城里，有(you)(you)個特(te)殊的(de)(de)實(shi)驗室(shi)(shi)。這里既有(you)(you)化(hua)工廠般管道(dao)縱橫的(de)(de)中試廠房，也有(you)(you)能探測物質原子結構的(de)(de)世界(jie)頂(ding)尖實(shi)驗設備。它就是中科(ke)(ke)合成油公司研(yan)發中心，也是煤(mei)轉化(hua)國家重點實(shi)驗室(shi)(shi)，實(shi)驗室(shi)(shi)的(de)(de)研(yan)究目(mu)標單純(chun)卻又(you)十分重要(yao)——如何將我國儲量(liang)豐富的(de)(de)黑(hei)乎(hu)乎(hu)的(de)(de)煤(mei)炭，轉變成我國急需的(de)(de)優質清潔油品？
請跟隨《經(jing)濟(ji)日報》記(ji)者的腳步，到這個(ge)實驗(yan)室看一看吧。
核心技(ji)術打造大(da)國重器(qi)
研發(fa)中心(xin)里(li)，最大最醒目的建筑是中試(shi)廠房(fang)，這里(li)管(guan)道林立(li)、縱橫(heng)交錯，一套套反應裝置就是一個個小型的化工廠，驗證著實驗團隊(dui)開發(fa)出的各種(zhong)新工藝技(ji)術。其(qi)實，實驗團隊(dui)已經開發(fa)出了(le)世界領先的煤制油(you)核心(xin)技(ji)術，并成(cheng)功用于生產實踐。
2016年(nian)12月21日，神(shen)華寧煤400萬噸/年(nian)煤制油工程打通全廠工藝(yi)流程，實現一次(ci)性投料試車(che)成(cheng)功，生產出(chu)費托(tuo)輕質(zhi)油、高品(pin)質(zhi)清潔柴(chai)油等系列產品(pin)，標(biao)志著我國(guo)已自主(zhu)掌(zhang)握了百萬噸級規模的煤制油工業(ye)技術(shu)，并處于(yu)國(guo)際(ji)領先水(shui)平。這(zhe)是開創中國(guo)煤制油工業(ye)的歷(li)史時刻(ke)，是國(guo)產核心(xin)技術(shu)打造大國(guo)重器(qi)的又(you)一范例。
那座矗立(li)在賀蘭山下(xia)茫(mang)茫(mang)荒漠中的(de)世界級煤制(zhi)油(you)工(gong)程，是全球單套規模(mo)最(zui)大的(de)煤制(zhi)油(you)生產(chan)線。該(gai)工(gong)程采用的(de)是首席科學家李永旺帶領1000多人、歷時20年自主研發出(chu)的(de)高溫漿態床合成(cheng)成(cheng)套工(gong)藝技(ji)術。
“煤(mei)(mei)(mei)制(zhi)油是一(yi)個(ge)(ge)綜(zong)合(he)(he)集成(cheng)(cheng)。”中(zhong)國科學院(yuan)山(shan)西(xi)(xi)煤(mei)(mei)(mei)炭(tan)化(hua)學研(yan)究(jiu)所研(yan)究(jiu)員、中(zhong)科合(he)(he)成(cheng)(cheng)油技(ji)術有(you)(you)限(xian)公司總經理李永旺(wang)說，煤(mei)(mei)(mei)制(zhi)油主要(yao)有(you)(you)直接(jie)(jie)液化(hua)和(he)間接(jie)(jie)液化(hua)兩個(ge)(ge)技(ji)術路線。間接(jie)(jie)液化(hua)路線是先將煤(mei)(mei)(mei)進行氣(qi)(qi)化(hua)，轉化(hua)為一(yi)氧(yang)化(hua)碳(tan)和(he)氧(yang)氣(qi)(qi)的(de)合(he)(he)成(cheng)(cheng)氣(qi)(qi)，合(he)(he)成(cheng)(cheng)氣(qi)(qi)在催(cui)化(hua)劑作用下反(fan)應生(sheng)成(cheng)(cheng)碳(tan)氫化(hua)合(he)(he)物的(de)混合(he)(he)物，繼(ji)而加工生(sheng)產(chan)液態油。從(cong)20世紀80年(nian)代起，中(zhong)國科學院(yuan)山(shan)西(xi)(xi)煤(mei)(mei)(mei)炭(tan)化(hua)學研(yan)究(jiu)所開始攻關煤(mei)(mei)(mei)炭(tan)間接(jie)(jie)液化(hua)技(ji)術，并于2006年(nian)聯(lian)合(he)(he)多個(ge)(ge)大型煤(mei)(mei)(mei)炭(tan)企業組(zu)建了(le)中(zhong)科合(he)(he)成(cheng)(cheng)油技(ji)術有(you)(you)限(xian)公司，將科研(yan)技(ji)術成(cheng)(cheng)果(guo)推向產(chan)業化(hua)。
技術研發中，團隊發表國際(ji)論(lun)文300多(duo)篇，申請國內專利(li)(li)130多(duo)件，國際(ji)PCT專利(li)(li)7件，制(zhi)(zhi)訂國家標準6項……專利(li)(li)技術覆蓋了(le)煤制(zhi)(zhi)油全過(guo)程，形成了(le)完備(bei)的知(zhi)識產權保護體系，保障(zhang)了(le)國家煤制(zhi)(zhi)油產業的自主性(xing)。
“可以說，中科院30年的(de)科研(yan)底蘊、20年的(de)創(chuang)新(xin)超越、10年的(de)產業推廣，鑄(zhu)就了(le)中國煤制油今天的(de)輝煌(huang)。”中科院山(shan)西煤化(hua)所(suo)副(fu)所(suo)長房倚(yi)天說。
高新科(ke)技面(mian)向嶄(zhan)新未來
“煤制油工藝(yi)發展潛力(li)還(huan)很大，還(huan)能繼續(xu)往高精尖走。”李永旺(wang)說。
位(wei)(wei)于懷柔科(ke)學(xue)城的(de)研發中心，正用實(shi)際行動(dong)闡釋著他所說的(de)“高精尖”。原(yuan)位(wei)(wei)表征實(shi)驗(yan)平(ping)臺(tai)中，科(ke)學(xue)家(jia)們利用近常(chang)壓(ya)掃描探針顯(xian)微(wei)鏡等(deng)先進實(shi)驗(yan)設(she)備，從原(yuan)子層面觀測(ce)到不同催(cui)化劑(ji)下“煤(mei)制油”的(de)化學(xue)反(fan)應機理，驗(yan)證理論預測(ce)和設(she)計是否正確；理論方法(fa)及計算模(mo)擬平(ping)臺(tai)中，科(ke)學(xue)家(jia)們又通過(guo)理論評價和理論工(gong)具開發，預測(ce)并(bing)設(she)計新的(de)催(cui)化劑(ji)、新的(de)實(shi)驗(yan)工(gong)藝，再(zai)通過(guo)實(shi)驗(yan)平(ping)臺(tai)反(fan)饋的(de)數據(ju)驗(yan)證理論工(gong)具是否有效。
“我們(men)在走向(xiang)設計的(de)催化科學基礎研究中，做(zuo)到了基礎與開發、實驗(yan)與理論充分結合。”研發中心主(zhu)任楊勇(yong)說(shuo)。
目(mu)前，中科合(he)(he)成(cheng)油(you)公(gong)司開發的(de)高(gao)溫漿(jiang)(jiang)態床煤制(zhi)油(you)成(cheng)套工藝技(ji)(ji)術具有突出的(de)技(ji)(ji)術優勢(shi)：費托合(he)(he)成(cheng)技(ji)(ji)術可實現在較高(gao)溫度下的(de)漿(jiang)(jiang)態床中運行(xing)，提(ti)高(gao)了過程綜合(he)(he)熱效率；催化(hua)劑(ji)生產技(ji)(ji)術為獨創配方(fang)，產油(you)能力比(bi)低(di)溫漿(jiang)(jiang)態床合(he)(he)成(cheng)技(ji)(ji)術提(ti)高(gao)了3倍(bei)以上，達(da)到(dao)1000噸油(you)/噸催化(hua)劑(ji)；產業(ye)化(hua)項(xiang)目(mu)能量(liang)利用效率可達(da)43%至(zhi)45%，使(shi)噸油(you)耗水從8噸至(zhi)10噸降到(dao)5噸以下；生產出的(de)高(gao)清潔(jie)油(you)品無硫、無氮(dan)、低(di)芳，優于京VI和歐V標準，一(yi)氧化(hua)碳、氮(dan)氧化(hua)物、顆粒物排放大幅度減(jian)少，對消除霧霾能起(qi)到(dao)重要作(zuo)用。
據悉(xi)，采用高溫漿態床(chuang)合(he)成(cheng)油技術的(de)煤(mei)制油項目(mu)，總規模達(da)1350萬(wan)噸(dun)/年(nian)。針對我(wo)國(guo)擁有大量(liang)低(di)階(jie)煤(mei)資源(yuan)卻難以有效利用的(de)現(xian)實，中科合(he)成(cheng)油公司研(yan)發團隊提(ti)出了(le)低(di)階(jie)煤(mei)分級液化(hua)(hua)的(de)煤(mei)制油新(xin)工(gong)藝，已經完成(cheng)中試，打通了(le)全部工(gong)藝技術流程，為中國(guo)儲量(liang)豐(feng)富(fu)的(de)低(di)階(jie)煤(mei)實現(xian)高效清潔轉化(hua)(hua)提(ti)供了(le)全新(xin)技術。目(mu)前，這一技術正在(zai)新(xin)疆(jiang)規劃和設計百萬(wan)噸(dun)級的(de)商業裝置……
中(zhong)科(ke)合成油(you)還將進一步開(kai)拓(tuo)天然(ran)氣(qi)制(zhi)(zhi)油(you)、生(sheng)物質制(zhi)(zhi)油(you)等技術，同(tong)時積極開(kai)拓(tuo)美洲(zhou)、非洲(zhou)、澳洲(zhou)、東(dong)南亞、中(zhong)東(dong)、歐洲(zhou)等海外(wai)市(shi)場，積極響(xiang)應國家“一帶一路”倡議。“我們(men)是‘中(zhong)科(ke)系’企業，做，就要(yao)做到最好。”李永旺說(shuo)。(經濟日(ri)報記者 佘惠敏)
