煤制油品/烯烴大型現代煤化工成套技術,攻克了系列世界性難題,建成了世界首個百萬噸級煤直接液化和60萬噸級煤制烯烴工程,使我國成為現代煤化工規模最大、技術最先進的國家——

  現代煤化工是我國石油和化學工業發展的亮點之一,技術創新和產業化均走在世界前列。而其中獲得2017年度國家科技進步一等獎的煤制油品/烯烴大型現代煤化工成套技術,更是在煤直接液化和煤制烯烴上作出了卓越貢獻,占領了現代煤化工的技術制高點。

  我國富煤貧油少氣。從我國的資源稟賦出發,發展煤液化、煤制烯烴為代表的大型現代煤化工技術,不僅對經濟發展和能源安全具有重大戰略意義,同時還可以應對地緣政治對進口石油和烯烴的影響。中國石油和化學工業聯合會會長李壽生曾指出,推進煤制油和煤制烯烴等現代煤化工技術發展、開辟油品和基礎化學品原料多元化的新途徑,是實現煤炭資源清潔低碳利用的主要技術途徑,也是保障我國能源安全和經濟發展的重大戰略舉措。

  正是在這一背景下,神華集團有限責任公司等21家單位共同承擔了以國家“863”相關課題為支撐的煤制油品/烯烴大型現代煤化工成套技術開發及應用項目。項目單位經過多年潛心研發,成功開發出煤直接液化核心工藝,攻克了煤直接液化和煤制烯烴工程放大、關鍵裝備與超大超厚設備制造、系統集成的穩定性和可靠性、裝置安全穩定長周期運行等系列世界性難題,形成自主知識產權的百萬噸級煤直接液化和60萬噸級煤制烯烴成套技術,使我國成為全球率先掌握煤制油品/烯烴為代表的大型現代煤化工成套技術的國家。

  該項目首創了高效大型現代煤制油品和烯烴工程化技術,并發明了納米級、高分散零距離接觸煤直接液化催化劑;首創了避免產物二次分解的直接液化工藝和低氣含率的漿態床反應器技術,開發了薄層流化床甲醇制烯烴技術。其中,百萬噸級煤直接液化關鍵技術經中國煤炭工業協會鑒定為世界領先水平,基于該技術建設的世界首套百萬噸級煤直接液化示范工程實現了安、穩、長、滿、優運行;煤制烯烴示范工程成套化工技術經中國石化聯合會鑒定為國際領先水平。

  該項目突破了超大超厚裝備設計及制造技術,實現了現代煤化工核心裝備的中國創造。該項目開發了2.25Cr-1Mo-0.25V材料窄范圍成分控制與多包合澆技術,研制了超大超厚鍛焊結構高壓臨氫煤液化反應器;在國內首次開發了60000標準立方米/小時(氧氣)大型空分和煤制氫能力280000標準立方米/小時(氫氣)變壓吸附(PSA)成套裝置。

  該項目首創了現代煤化工系統集成與運行技術,實現世界首個煤直接液化和煤制烯烴工程長周期穩定運行。項目組對煤直接液化54個單元進行了系統集成,攻克了高固含量物流主流程操作、反應器結焦和礦物質沉積等難題;對煤制烯烴46個單元進行了系統集成,開發了煤制烯烴能量匹配與原料氣高效分配等系統集成技術,實現了煤制烯烴反應熱的高效利用。

  該項目突破了西部缺水區煤化工節水與高難度廢水處理技術,為西部煤炭主產區發展現代煤化工產業提供了節水技術支撐。他們成功開發出系列節水技術,包括高濃難降解高生物毒性有機廢水選擇性多元協同強化催化降解新技術及生物與化學耦合分級處理關鍵技術、煤礦礦井水高效利用技術、現代煤化工大型集成化空冷節水與廢水再生可調控分質回用技術等。

  該項目首創了煤化工二氧化碳捕集、咸水層封存與監測成套技術,建成世界首個10萬噸級煤化工CCS示范工程。CCS示范項目被石化聯合會鑒定為總體達到國際先進水平,在低孔低滲咸水層二氧化碳封存方面達到國際領先水平。據了解,CCS示范項目攻克了鄂爾多斯盆地陸相低滲儲層規?;瘜嵤┒趸挤獯娴氖澜珉y題,已累計注入30.26萬噸二氧化碳。

  該項成果整體技術達到國際領先水平,引領和支撐了我國現代煤化工產業的發展,使我國成為世界現代煤化工產業規模最大、技術最先進的國家。