攻坚煤化工

□ 本刊记者 宋玉春 叶迎春 张敏华 周一兵 蒋连家 姬晓琳 王志方 俞春华

□ 2012年12月17日，扬子石化烯烃厂5000吨年甲醇制丙烯（MTP）工业侧线试验装置成功开车。该装置首次采用中国石化自主研发的MTP技术。陶炎 摄

5月14日，一场大雨把湖北宜昌的一处工地浇得透湿。雨一停，工地上又恢复了人气。隔着围墙，能看到工地上空，高高的塔吊和起重机在缓缓移动，似在云中对话。这里是湖北化肥乙二醇建设工地，也是目前中国石化多个煤化工项目奋力攻坚前行的一个缩影。

打造绿色煤化工

湖北化肥20万吨/年合成气制乙二醇工业示范装置，是中国石化结合湖北化肥的实际情况，适时建设的一套工业示范装置。“建设合成气制乙二醇工业示范装置，是中国石化集团公司实施差异化发展战略，发展煤化工的战略举措。”股份公司副总裁张克华在开工会上说。

对于湖北化肥来说，乙二醇项目能为企业调整产品结构、推行循环经济和节能减排奠定坚实基础。对于区域经济来讲，“该项目也将为推动宜昌地区优化产业结构、转变发展方式、进一步提升宜昌综合实力和竞争力发挥重要促进作用。”中共宜昌市委副书记王兴於说。

□ 南化合成氨装置气化系统有20多个联锁，装置人员通过多年持续进行工艺、设备改进，实现了装置连续稳定运行。欧林海 摄

该装置采用中国石化自主开发的合成气制乙二醇技术，具有显著的技术优势和特点。一氧化碳偶联催化剂具有贵金属负载量低、转化率、选择性高和稳定性好的特点。草酸二甲酯加氢催化剂具有稳定性高、转化率高、选择性高等特点。该技术生产的乙二醇产品达到国标优级品标准，能满足下游聚酯装置的要求。

湖北化肥新上的乙二醇项目，把环保与发展放在同等重要的位置。项目仅环保投资就达到1.25亿元。工艺设计和控制充分考虑装置安全性，装置可长周期稳定运行；生产过程清洁、三废污染少，是环境友好的生产工艺。

“我们对‘三废’进行综合利用，减少排放。乙二醇装置产生的含少量氮氧化物的废气，通过先进的催化还原技术，尾气氮氧化物含量合格排放。废水通过装置综合利用，经处理后达标排放。装置内废催化剂等废渣，由催化剂厂家协议回收，装置固体废弃物处理率达到100%。”该公司设计技术部副部长刘飞说，“我们还针对压缩机等机组带来的噪声，通过设置隔音材质、增加消音器以及合理布局，减少噪声污染。”

湖北化肥乙二醇项目被列为中国石化“十条龙”科技攻关项目和2012年重点建设工程，湖北化肥提出要把项目建设成为“符合HSE要求，环境友好的优质工程和中国石化有效发展样板工程”。为此，湖北化肥在机构设置、人员配置、薪酬激励等方面实行“新装置新机制”，激励员工全力投入项目建设。在项目实施过程中，细化控制环节，落实管理责任，采用规范的程序及有效的措施，确保工程建设顺利开展。

走向科技创新主战场

2006年1月11日，南京化学工业有限公司合成氨煤气化系统投料一次成功。

煤气化系统投运7年多来，该公司对之进行大大小小的工艺改造近百项。“煤炭大国，不能没有自己的煤化工技术”。煤气化改造之初，该公司分管领导就对设计提出要求，所有核心设备和部件必须积极推进国产化。

今年1月4日，该公司合成氨装置气化系统气化A炉烧嘴发生泄漏，装置紧急停车。1月28日，高压煤浆A泵进口止回阀螺栓断裂，再次紧急停车。不足1个月，发生了两次非计划停工，让员工的情绪跌入冰窟窿：合成氨到底能不能开稳？

无论是作为传统煤化工的合成氨，还是作为现代煤化工的煤制天然气、煤制烯烃、煤制油，都绕不开煤气化工艺。该公司合成氨装置选择了当今世界上最高的8.5兆帕高压水煤浆气化技术，这些年，员工的心电图和装置一样跌宕起伏，“高压”之下有说不尽的辛酸。

“为什么要选择这么高的压力？”气化装置主任朱勇细说详情。始建于上世纪90年代的该公司合成氨装置，最早选择了渣油气化技术，“压力越高，能耗越低，所以选择了最高压力”。因为中美贸易摩擦等原因，项目一度延期，待到工程建设完工，油价已经超出了产品价格。历经两次原料路线改造，该公司不得不选择8.5兆帕高压气化技术，与后段加工工艺设备相配套。

从2006年1月11日投料至今，气化装置发生了数十次非计划停工。集团公司一位专家一语道破天机：国外是理念很好，设备也不错，可是没有实现工业化。

技术五花八门，联锁密如蛛网，中国煤化工企业成了外国人的试验厂，交了高昂的专利费，却给外国人的技术工业化买单。

朱勇算了一笔账，合成氨装置如果开车不稳，一天的损失高达20万至80万元，稳产是生存的关键。

走近气化装置磨煤厂房的棒磨机，说话得大声吼才能听得见。这台直径3.3米、长5.8米的庞然大物，以740转/小时的速度“轰隆隆”运转，内置总重约70吨的钢棒旋转挤压，将煤块磨成细细的粉末。大直径、大重量、高负荷，决定了它运转振动过大，投产之初经常振脱仪表连接线，引起联锁跳车。技术人员经过反复观察研究，发现厂房基础浇注惯用的方法造成基础不牢，将基础重新改造加固，解决了问题。

气化系统过去有20多个联锁，1个出现数据波动就会引起系统跳车，有没有考虑过摘联锁？朱勇说，通过这些年来持续进行工艺、设备改进，“不仅没摘，而且根据气化炉烧嘴寿命短的特点，增加了烧嘴联锁”，推进装置连续稳定。

“晒个太阳就跳停”，这个“奇闻”真实地发生在高压煤浆泵上。技术人员长期观察发现，进口高压煤浆泵的油系统每遇气温较高、阳光强烈照射时段，油压会快速增大，造成超压保护安全阀前油压异常，操作人员必须定期手动卸压，影响稳定运行。2012年，他们对这台设备进行改造，治愈了顽症。

早在2003年，该公司合成氨系统进行煤气化改造初步设计时，该公司领导就要求气化炉烧嘴、高压煤浆泵等国产化率必须达到50%以上。在高压煤浆泵的选择上，该公司分别订购了1台进口设备和1台国产设备。装置投产后，装置技术人员与设备生产厂家保持沟通联系，共同推进关键设备技术提升。事实证明，国货较进口货看似“粗笨”，但坚固耐用，故障率小。该公司正在建设的9万吨/年制氢装置中，高压煤浆泵国产化率将达100%。核心部件气化炉烧嘴的国产化率将提高到80%。

2006年，该公司检验部相关负责人王立新建议，将苯胺装置一级处理后的废水送合成氨制水煤浆，缓解生化处理压力，减少合成氨装置用水。这条建议被纳入集团公司科技攻关十条龙项目——南化水污染综合治理项目，作为子项目已经实施，每小时消化废水20吨。同时，该公司与北化院专家联手攻关，治理煤化工废水的项目已进入工程建设后期。该公司煤化工装置将在全国率先实现废水零排放，对国内发展绿色煤化工有重大意义。

技术连接促成煤化工走向现实

2012年6月21日，中国石化“十条龙”技术攻关项目——扬子石化煤气化项目正式开工。该项目采用中国石化与华东理工大学合作开发的“单喷嘴冷壁式粉煤加压气化技术”，资源转化率更高，也更加低碳环保，达到国际先进水平。根据规划，该项目年产一氧化碳25万吨，羟基合成气8.39万吨，氢气4.2564万吨。

天然气价格涨不涨？什么时间涨？气价变化让人们的神经紧绷，作为天然气大用户的扬子石化同样不轻松。按媒体披露的江苏省气价调价方案，天然气调价后，扬子石化现有合成气装置就将无利可赚，再有风吹草动，这一承担着向合资企业扬子石化碧辟有限公司供应一氧化碳的装置就可能亏损。煤气化装置的建成，就成为天然气调价后资源结构调整的优选方案，这也是扬子石化建设煤气化示范装置的一个重要促成因素。

该项目采用的技术浓缩进了中国石化具有自主技术产权的核心设备——“东方炉”，实现了煤的加压连续进料，高温液态排渣。这项技术拓宽了原料煤种的使用范围，具有气化压力高、气化效率高、氧耗和煤耗低、单系列生产能力大、环境影响更小等优点，有效地提高了煤炭的利用率，是目前能源和化工领域的高新技术。设计目标是碳转化率、有效气体收率达到世界最先进的粉煤气化装置壳牌同样水平，投资更省，工艺更加简单，运行维护更加方便，而消耗则比德士古水煤浆法更低，并把传统的氮气输送改为装置副产二氧化碳气体输送，处于领先水平。中国石化集合设计、建设、施工、生产集成优势，在扬子石化建设50万吨/年煤气化示范项目中探索中国石化煤气化专有技术，为煤化工发展提供支持。

扬子石化承担了多个煤化工技术开发项目，已经成为中国石化重要的煤化工技术中试基地。2012年12月，扬子石化20万吨/年甲苯甲醇甲基化（MTX）装置和5000吨/年甲醇制丙烯（SMTP）工业侧线试验装置分别开车成功。2013年1月，由中国石化宁波工程公司、宁波技术研究院与华东理工大学联合开发的单喷嘴冷壁式粉煤加压气化（SE）技术工业化示范装置气化炉（SE-东方炉）制造完成，示范装置也在扬子石化厂区内。

新技术开发正为扬子石化绿色低碳发展提供有力的技术支撑。

甲醇制烯烃技术开花结果

甲醇制烯烃是煤制烯烃的关键步骤，是现代煤化工的标志性技术。甲醇制烯烃工艺由甲醇转化单元和轻烃回收单元组成，在甲醇转化单元中通过流化床反应器将甲醇转化为烯烃，再进入烯烃回收单元中将轻烯烃回收，得到成品乙烯、丙烯，副产品为碳四、碳五及以上组分和燃料气。这一技术对高效、清洁利用煤炭资源，缓解甲醇产能过剩局面，延伸煤化工产业链，促进煤化工产业的持续、健康发展有重要作用。我国煤炭资源充足，发展煤制烯烃产业是替代石油的有效途径。

2006年12月，燕山石化与中国石化工程建设公司、上海石化院承担了100吨/天甲醇制烯烃(S-MTO)中试技术开发的攻关任务。S-MTO中试装置2007年3月开始建设，同年10月31日中交，创造了同类装置建设的最快纪录，并于11月4日投甲醇进料一次开工成功，成为当时实现工业化的最大的MTO装置。这一技术已在中原石化开花结果。

中原石化60万吨/年甲醇制烯烃示范装置于2011年10月9日打通全流程，产出合格产品，实现装置安全、环保、全面投料开车一次成功；2012年6月完成消缺改造，各项指标达到或超过设计要求，7月实现了装置达标并进行了标定；消缺检修后开车至今装置持续平稳运行，负荷达到设计能力的108%。这意味着我国自主研发的煤制烯烃工艺S-MTO技术步入产业化发展规模，也标志着中国石化长期依靠轻烃石脑油裂解制乙烯的工业化单一路线将成为历史。

中原石化60万吨/年甲醇制烯烃装置主要包括：新建一套60万吨/年甲醇制烯烃装置，可生产10万吨/年乙烯、10万吨/年丙烯；将下游现有聚乙烯装置挖潜改造到26万吨/年；新建一套10万吨/年聚丙烯装置。中原石化60万吨/年甲醇制烯烃项目是中国石化重要科技攻关项目之一，采用中国石化自主研发的S-MTO工艺技术，主要设备全部实现国产化，共申请专利150多项，并建有相应的下游产品加工装置。S-MTO工艺技术，由甲醇转化（反再）部分和轻烯烃回收部分组成，动静设备总量310台（套）；聚乙烯装置采用自主开发的超冷凝技术挖潜改造，新建聚丙烯装置采用中国石化开发的第二代环管聚合技术。

装置开车以来，因为脱乙烷塔塔顶温度波动较大，装置达不到满负荷运行。以车间主管工艺师关清海为主的攻关小组夜以继日地投入了战斗，他们和操作人员一起，从进料量、出料量、回流量和塔釜加热入手，一点一点地调整，大胆试验，使装置实现了满负荷运行。