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"煤制油"實驗室:核心技術打造大國重器 高新科技面向未來
發布時間:2017-05-31 瀏覽:

中科合成油公司研發中心中試車間 佘惠敏攝

    在北京全國科創中心的懷柔科學城里,有個特殊的實驗室。這里既有化工廠般管道縱橫的中試廠房,也有能探測物質原子結構的世界頂尖實驗設備。它就是中科合成油公司研發中心,也是煤轉化國家重點實驗室,實驗室的研究目標單純卻又十分重要——如何將我國儲量豐富的黑乎乎的煤炭,轉變成我國急需的優質清潔油品?

  請跟隨《經濟日報》記者的腳步,到這個實驗室看一看吧。

  核心技術打造大國重器

  研發中心里,最大最醒目的建筑是中試廠房,這里管道林立、縱橫交錯,一套套反應裝置就是一個個小型的化工廠,驗證著實驗團隊開發出的各種新工藝技術。其實,實驗團隊已經開發出了世界領先的煤制油核心技術,并成功用于生產實踐。

  2016年12月21日,神華寧煤400萬噸/年煤制油工程打通全廠工藝流程,實現一次性投料試車成功,生產出費托輕質油、高品質清潔柴油等系列產品,標志著我國已自主掌握了百萬噸級規模的煤制油工業技術,并處于國際領先水平。這是開創中國煤制油工業的歷史時刻,是國產核心技術打造大國重器的又一范例。

  那座矗立在賀蘭山下茫茫荒漠中的世界級煤制油工程,是全球單套規模最大的煤制油生產線。該工程采用的是首席科學家李永旺帶領1000多人、歷時20年自主研發出的高溫漿態床合成成套工藝技術。

  “煤制油是一個綜合集成。”中國科學院山西煤炭化學研究所研究員、中科合成油技術有限公司總經理李永旺說,煤制油主要有直接液化和間接液化兩個技術路線。間接液化路線是先將煤進行氣化,轉化為一氧化碳和氧氣的合成氣,合成氣在催化劑作用下反應生成碳氫化合物的混合物,繼而加工生產液態油。從20世紀80年代起,中國科學院山西煤炭化學研究所開始攻關煤炭間接液化技術,并于2006年聯合多個大型煤炭企業組建了中科合成油技術有限公司,將科研技術成果推向產業化。

  技術研發中,團隊發表國際論文300多篇,申請國內專利130多件,國際PCT專利7件,制訂國家標準6項……專利技術覆蓋了煤制油全過程,形成了完備的知識產權保護體系,保障了國家煤制油產業的自主性。

  “可以說,中科院30年的科研底蘊、20年的創新超越、10年的產業推廣,鑄就了中國煤制油今天的輝煌。”中科院山西煤化所副所長房倚天說。

  高新科技面向嶄新未來

  “煤制油工藝發展潛力還很大,還能繼續往高精尖走。”李永旺說。

  位于懷柔科學城的研發中心,正用實際行動闡釋著他所說的“高精尖”。原位表征實驗平臺中,科學家們利用近常壓掃描探針顯微鏡等先進實驗設備,從原子層面觀測到不同催化劑下“煤制油”的化學反應機理,驗證理論預測和設計是否正確;理論方法及計算模擬平臺中,科學家們又通過理論評價和理論工具開發,預測并設計新的催化劑、新的實驗工藝,再通過實驗平臺反饋的數據驗證理論工具是否有效。

  “我們在走向設計的催化科學基礎研究中,做到了基礎與開發、實驗與理論充分結合。”研發中心主任楊勇說。

  目前,中科合成油公司開發的高溫漿態床煤制油成套工藝技術具有突出的技術優勢:費托合成技術可實現在較高溫度下的漿態床中運行,提高了過程綜合熱效率;催化劑生產技術為獨創配方,產油能力比低溫漿態床合成技術提高了3倍以上,達到1000噸油/噸催化劑;產業化項目能量利用效率可達43%至45%,使噸油耗水從8噸至10噸降到5噸以下;生產出的高清潔油品無硫、無氮、低芳,優于京VI和歐V標準,一氧化碳、氮氧化物、顆粒物排放大幅度減少,對消除霧霾能起到重要作用。

  據悉,采用高溫漿態床合成油技術的煤制油項目,總規模達1350萬噸/年。針對我國擁有大量低階煤資源卻難以有效利用的現實,中科合成油公司研發團隊提出了低階煤分級液化的煤制油新工藝,已經完成中試,打通了全部工藝技術流程,為中國儲量豐富的低階煤實現高效清潔轉化提供了全新技術。目前,這一技術正在新疆規劃和設計百萬噸級的商業裝置……

  中科合成油還將進一步開拓天然氣制油、生物質制油等技術,同時積極開拓美洲、非洲、澳洲、東南亞、中東、歐洲等海外市場,積極響應國家“一帶一路”倡議。“我們是‘中科系’企業,做,就要做到最好。”李永旺說。(經濟日報記者 佘惠敏)

 
    
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