攻堅煤化工

□ 本刊記者 宋玉春 葉迎春 張敏華 周一兵 蔣連家 姬曉琳 王志方 俞春華

□ 2012年12月17日，揚子石化烯烴廠5000噸年甲醇制丙烯（MTP）工業側線試驗裝置成功開車。該裝置首次采用中國石化自主研發的MTP技術。陶炎 攝

5月14日，一場大雨把湖北宜昌的一處工地澆得透濕。雨一停，工地上又恢復了人氣。隔著圍墻，能看到工地上空，高高的塔吊和起重機在緩緩移動，似在云中對話。這里是湖北化肥乙二醇建設工地，也是目前中國石化多個煤化工項目奮力攻堅前行的一個縮影。

打造綠色煤化工

湖北化肥20萬噸/年合成氣制乙二醇工業示范裝置，是中國石化結合湖北化肥的實際情況，適時建設的一套工業示范裝置。“建設合成氣制乙二醇工業示范裝置，是中國石化集團公司實施差異化發展戰略，發展煤化工的戰略舉措。”股份公司副總裁張克華在開工會上說。

對于湖北化肥來說，乙二醇項目能為企業調整產品結構、推行循環經濟和節能減排奠定堅實基礎。對于區域經濟來講，“該項目也將為推動宜昌地區優化產業結構、轉變發展方式、進一步提升宜昌綜合實力和競爭力發揮重要促進作用。”中共宜昌市委副書記王興於說。

□ 南化合成氨裝置氣化系統有20多個聯鎖，裝置人員通過多年持續進行工藝、設備改進，實現了裝置連續穩定運行。歐林海 攝

該裝置采用中國石化自主開發的合成氣制乙二醇技術，具有顯著的技術優勢和特點。一氧化碳偶聯催化劑具有貴金屬負載量低、轉化率、選擇性高和穩定性好的特點。草酸二甲酯加氫催化劑具有穩定性高、轉化率高、選擇性高等特點。該技術生產的乙二醇產品達到國標優級品標準，能滿足下游聚酯裝置的要求。

湖北化肥新上的乙二醇項目，把環保與發展放在同等重要的位置。項目僅環保投資就達到1.25億元。工藝設計和控制充分考慮裝置安全性，裝置可長周期穩定運行；生產過程清潔、三廢污染少，是環境友好的生產工藝。

“我們對‘三廢’進行綜合利用，減少排放。乙二醇裝置產生的含少量氮氧化物的廢氣，通過先進的催化還原技術，尾氣氮氧化物含量合格排放。廢水通過裝置綜合利用，經處理后達標排放。裝置內廢催化劑等廢渣，由催化劑廠家協議回收，裝置固體廢棄物處理率達到100%。”該公司設計技術部副部長劉飛說，“我們還針對壓縮機等機組帶來的噪聲，通過設置隔音材質、增加消音器以及合理布局，減少噪聲污染。”

湖北化肥乙二醇項目被列為中國石化“十條龍”科技攻關項目和2012年重點建設工程，湖北化肥提出要把項目建設成為“符合HSE要求，環境友好的優質工程和中國石化有效發展樣板工程”。為此，湖北化肥在機構設置、人員配置、薪酬激勵等方面實行“新裝置新機制”，激勵員工全力投入項目建設。在項目實施過程中，細化控制環節，落實管理責任，采用規范的程序及有效的措施，確保工程建設順利開展。

走向科技創新主戰場

2006年1月11日，南京化學工業有限公司合成氨煤氣化系統投料一次成功。

煤氣化系統投運7年多來，該公司對之進行大大小小的工藝改造近百項。“煤炭大國，不能沒有自己的煤化工技術”。煤氣化改造之初，該公司分管領導就對設計提出要求，所有核心設備和部件必須積極推進國產化。

今年1月4日，該公司合成氨裝置氣化系統氣化A爐燒嘴發生泄漏，裝置緊急停車。1月28日，高壓煤漿A泵進口止回閥螺栓斷裂，再次緊急停車。不足1個月，發生了兩次非計劃停工，讓員工的情緒跌入冰窟窿：合成氨到底能不能開穩？

無論是作為傳統煤化工的合成氨，還是作為現代煤化工的煤制天然氣、煤制烯烴、煤制油，都繞不開煤氣化工藝。該公司合成氨裝置選擇了當今世界上最高的8.5兆帕高壓水煤漿氣化技術，這些年，員工的心電圖和裝置一樣跌宕起伏，“高壓”之下有說不盡的辛酸。

“為什么要選擇這么高的壓力？”氣化裝置主任朱勇細說詳情。始建于上世紀90年代的該公司合成氨裝置，最早選擇了渣油氣化技術，“壓力越高，能耗越低，所以選擇了最高壓力”。因為中美貿易摩擦等原因，項目一度延期，待到工程建設完工，油價已經超出了產品價格。歷經兩次原料路線改造，該公司不得不選擇8.5兆帕高壓氣化技術，與后段加工工藝設備相配套。

從2006年1月11日投料至今，氣化裝置發生了數十次非計劃停工。集團公司一位專家一語道破天機：國外是理念很好，設備也不錯，可是沒有實現工業化。

技術五花八門，聯鎖密如蛛網，中國煤化工企業成了外國人的試驗廠，交了高昂的專利費，卻給外國人的技術工業化買單。

朱勇算了一筆賬，合成氨裝置如果開車不穩，一天的損失高達20萬至80萬元，穩產是生存的關鍵。

走近氣化裝置磨煤廠房的棒磨機，說話得大聲吼才能聽得見。這臺直徑3.3米、長5.8米的龐然大物，以740轉/小時的速度“轟隆隆”運轉，內置總重約70噸的鋼棒旋轉擠壓，將煤塊磨成細細的粉末。大直徑、大重量、高負荷，決定了它運轉振動過大，投產之初經常振脫儀表連接線，引起聯鎖跳車。技術人員經過反復觀察研究，發現廠房基礎澆注慣用的方法造成基礎不牢，將基礎重新改造加固，解決了問題。

氣化系統過去有20多個聯鎖，1個出現數據波動就會引起系統跳車，有沒有考慮過摘聯鎖？朱勇說，通過這些年來持續進行工藝、設備改進，“不僅沒摘，而且根據氣化爐燒嘴壽命短的特點，增加了燒嘴聯鎖”，推進裝置連續穩定。

“曬個太陽就跳停”，這個“奇聞”真實地發生在高壓煤漿泵上。技術人員長期觀察發現，進口高壓煤漿泵的油系統每遇氣溫較高、陽光強烈照射時段，油壓會快速增大，造成超壓保護安全閥前油壓異常，操作人員必須定期手動卸壓，影響穩定運行。2012年，他們對這臺設備進行改造，治愈了頑癥。

早在2003年，該公司合成氨系統進行煤氣化改造初步設計時，該公司領導就要求氣化爐燒嘴、高壓煤漿泵等國產化率必須達到50%以上。在高壓煤漿泵的選擇上，該公司分別訂購了1臺進口設備和1臺國產設備。裝置投產后，裝置技術人員與設備生產廠家保持溝通聯系，共同推進關鍵設備技術提升。事實證明，國貨較進口貨看似“粗笨”，但堅固耐用，故障率小。該公司正在建設的9萬噸/年制氫裝置中，高壓煤漿泵國產化率將達100%。核心部件氣化爐燒嘴的國產化率將提高到80%。

2006年，該公司檢驗部相關負責人王立新建議，將苯胺裝置一級處理后的廢水送合成氨制水煤漿，緩解生化處理壓力，減少合成氨裝置用水。這條建議被納入集團公司科技攻關十條龍項目——南化水污染綜合治理項目，作為子項目已經實施，每小時消化廢水20噸。同時，該公司與北化院專家聯手攻關，治理煤化工廢水的項目已進入工程建設后期。該公司煤化工裝置將在全國率先實現廢水零排放，對國內發展綠色煤化工有重大意義。

技術連接促成煤化工走向現實

2012年6月21日，中國石化“十條龍”技術攻關項目——揚子石化煤氣化項目正式開工。該項目采用中國石化與華東理工大學合作開發的“單噴嘴冷壁式粉煤加壓氣化技術”，資源轉化率更高，也更加低碳環保，達到國際先進水平。根據規劃，該項目年產一氧化碳25萬噸，羥基合成氣8.39萬噸，氫氣4.2564萬噸。

天然氣價格漲不漲？什么時間漲？氣價變化讓人們的神經緊繃，作為天然氣大用戶的揚子石化同樣不輕松。按媒體披露的江蘇省氣價調價方案，天然氣調價后，揚子石化現有合成氣裝置就將無利可賺，再有風吹草動，這一承擔著向合資企業揚子石化碧辟有限公司供應一氧化碳的裝置就可能虧損。煤氣化裝置的建成，就成為天然氣調價后資源結構調整的優選方案，這也是揚子石化建設煤氣化示范裝置的一個重要促成因素。

該項目采用的技術濃縮進了中國石化具有自主技術產權的核心設備——“東方爐”，實現了煤的加壓連續進料，高溫液態排渣。這項技術拓寬了原料煤種的使用范圍，具有氣化壓力高、氣化效率高、氧耗和煤耗低、單系列生產能力大、環境影響更小等優點，有效地提高了煤炭的利用率，是目前能源和化工領域的高新技術。設計目標是碳轉化率、有效氣體收率達到世界最先進的粉煤氣化裝置殼牌同樣水平，投資更省，工藝更加簡單，運行維護更加方便，而消耗則比德士古水煤漿法更低，并把傳統的氮氣輸送改為裝置副產二氧化碳氣體輸送，處于領先水平。中國石化集合設計、建設、施工、生產集成優勢，在揚子石化建設50萬噸/年煤氣化示范項目中探索中國石化煤氣化專有技術，為煤化工發展提供支持。

揚子石化承擔了多個煤化工技術開發項目，已經成為中國石化重要的煤化工技術中試基地。2012年12月，揚子石化20萬噸/年甲苯甲醇甲基化（MTX）裝置和5000噸/年甲醇制丙烯（SMTP）工業側線試驗裝置分別開車成功。2013年1月，由中國石化寧波工程公司、寧波技術研究院與華東理工大學聯合開發的單噴嘴冷壁式粉煤加壓氣化（SE）技術工業化示范裝置氣化爐（SE-東方爐）制造完成，示范裝置也在揚子石化廠區內。

新技術開發正為揚子石化綠色低碳發展提供有力的技術支撐。

甲醇制烯烴技術開花結果

甲醇制烯烴是煤制烯烴的關鍵步驟，是現代煤化工的標志性技術。甲醇制烯烴工藝由甲醇轉化單元和輕烴回收單元組成，在甲醇轉化單元中通過流化床反應器將甲醇轉化為烯烴，再進入烯烴回收單元中將輕烯烴回收，得到成品乙烯、丙烯，副產品為碳四、碳五及以上組分和燃料氣。這一技術對高效、清潔利用煤炭資源，緩解甲醇產能過剩局面，延伸煤化工產業鏈，促進煤化工產業的持續、健康發展有重要作用。我國煤炭資源充足，發展煤制烯烴產業是替代石油的有效途徑。

2006年12月，燕山石化與中國石化工程建設公司、上海石化院承擔了100噸/天甲醇制烯烴(S-MTO)中試技術開發的攻關任務。S-MTO中試裝置2007年3月開始建設，同年10月31日中交，創造了同類裝置建設的最快紀錄，并于11月4日投甲醇進料一次開工成功，成為當時實現工業化的最大的MTO裝置。這一技術已在中原石化開花結果。

中原石化60萬噸/年甲醇制烯烴示范裝置于2011年10月9日打通全流程，產出合格產品，實現裝置安全、環保、全面投料開車一次成功；2012年6月完成消缺改造，各項指標達到或超過設計要求，7月實現了裝置達標并進行了標定；消缺檢修后開車至今裝置持續平穩運行，負荷達到設計能力的108%。這意味著我國自主研發的煤制烯烴工藝S-MTO技術步入產業化發展規模，也標志著中國石化長期依靠輕烴石腦油裂解制乙烯的工業化單一路線將成為歷史。

中原石化60萬噸/年甲醇制烯烴裝置主要包括：新建一套60萬噸/年甲醇制烯烴裝置，可生產10萬噸/年乙烯、10萬噸/年丙烯；將下游現有聚乙烯裝置挖潛改造到26萬噸/年；新建一套10萬噸/年聚丙烯裝置。中原石化60萬噸/年甲醇制烯烴項目是中國石化重要科技攻關項目之一，采用中國石化自主研發的S-MTO工藝技術，主要設備全部實現國產化，共申請專利150多項，并建有相應的下游產品加工裝置。S-MTO工藝技術，由甲醇轉化（反再）部分和輕烯烴回收部分組成，動靜設備總量310臺（套）；聚乙烯裝置采用自主開發的超冷凝技術挖潛改造，新建聚丙烯裝置采用中國石化開發的第二代環管聚合技術。

裝置開車以來，因為脫乙烷塔塔頂溫度波動較大，裝置達不到滿負荷運行。以車間主管工藝師關清海為主的攻關小組夜以繼日地投入了戰斗，他們和操作人員一起，從進料量、出料量、回流量和塔釜加熱入手，一點一點地調整，大膽試驗，使裝置實現了滿負荷運行。