煤制油技術團隊何以走向產業成功

　　中科合成油技術有限公司與神華寧煤合作，在賀蘭山下茫茫荒漠中，實現了世界上單套規模最大的年產400萬噸煤制油裝置一次性試車成功，開創了中國煤制油的嶄新歷史。

　　中國是富煤少油的國度，使煤變油曾是幾代中國人的夢想。

　　實驗室里曾經成功過，小規模的量產也曾實現過。但工業量產一直是中國科技界和工業界的夢。

　　日前，科技日報記者來到北京全國科創中心懷柔科學城，走進中科合成油技術有限公司（以下簡稱中科公司）一探究竟。因為近日這家公司與神華寧煤合作，在賀蘭山下茫茫荒漠中，實現了世界上單套規模最大的年產400萬噸煤制油裝置一次性試車成功，開創了中國煤制油的嶄新歷史。

　　中科院院長白春禮說，經過10年的拼搏和探索，中科合成油公司成為煤炭間接液化領域工程整體解決方案的引領者，成為理論指導實踐、需求驅動創新，創新鏈、產業鏈與資本鏈聯動創新方面的成功典范。這在我國現代煤化工技術的發展和大化工工業自主創新開發方面具有里程碑意義。

　　幾十年來的煤制油夢想，為何能由中科公司實現？

　　——歷史時刻——

　　首次實現工業規模量產

　　我們先來看一組數據：2016年我國石油總消費量達到5.56億噸，其中進口量為3.81億噸，對外依存度達到了65%，也就是說有將近2/3的石油依賴進口。石油資源的短缺一直是困擾我國經濟社會發展的重大問題。

　　去年12月5日22時16分，在神華寧煤，由中科公司開發的世界單套規模最大的年產400萬噸煤制油裝置的反應器開始投料；12月21日20時30分常一線、常二線、減一線柴油產出，23時50分，各項指標分析合格，煤制油全流程貫通。自此，由中國人開發的煤制油工業規模量產首次實現。

　　這一重大項目的建成投產，對我國增強能源自主保障能力、推動煤炭清潔高效利用具有重大意義，是對能源安全高效清潔低碳發展方式的有益探索。這充分說明，轉變經濟發展方式、調整經濟結構，推進供給側結構性改革、構建現代產業體系，必須大力推進科技創新，加快推動科技成果向現實生產力轉化。

　　——研發之旅——

　　要有技術經濟學的概念

　　“由中科公司實現工業規模量產煤制油不是偶然的。”公司總經理李永旺如是說。

　　在煤制油過程中，關鍵是一氧化碳和氫氣反應合成烴，也稱為費托合成反應。

　　我們曾沿著這條技術路線研究過煤制油技術。

　　從新中國一成立，我國便開始了探索。1951年2月我們生產出了新中國第一桶煤油。但隨著1959年大慶油田的發現，煤制油裝置逐次關閉，技術開發終止。

　　改革開放后，中科院山西煤化所開始了第二次煤制油之旅。當時主要采用的是固定床費托合成兩段法合成汽油工藝，1993—1994年進行了年產2000噸的工業試驗，由于受到當時技術條件與經濟性的限制而沒有規模化生產。而國際上費托合成工藝雖然最早是在固定床反應器中合成，但后來發展出了循環流化床合成技術、固定流化床合成技術、漿態床合成技術。

　　1997年，煤制油研發進入瓶頸期。那時還在山西煤化所的李永旺，將技術研發方向由固定床費托合成轉變為更先進的漿態床費托合成，目標就是要做出屬于我們自己的煤制油技術。他說：“我們希望能在中國建設百萬噸級的煤制油工廠，把技術做到能有經濟性，起碼要做到與天然石油煉制相接近的水平。”

　　沒有經濟性的技術是不會受到市場歡迎的。如果煤制油的成本高出石油許多，市場對這項技術就不會有熱情，充其量它也就是一項戰略技術儲備。

　　——創新超越——

　　科研底蘊鑄就今天輝煌

　　1997年李永旺重新組織研發團隊，到2004年，團隊實現了千噸級漿態床合成油中試裝置上千小時的連續穩定運行，解決了中試裝置上的合成反應器換熱、費托初油品質量穩定與加工等一系列技術難題，生產出高品質的合成柴油產品。

　　李永旺發現，漿態床費托合成在200℃—250℃反應時，產生的熱量不能得到很好的利用，對煤制油的系統能效影響很大。他大膽地提出將反應溫度提高到260℃—290℃，這樣就使一部分高品位的蒸汽可以在全系統中很好地平衡利用，整個系統的能源利用效率就能提高5—8個百分點。

　　這一概念的突破，是漿態床費托合成技術提升的關鍵。這項技術在內蒙古伊泰集團和山西潞安集團建設的兩個年產16萬噸煤制油示范廠的應用獲得成功，并最終實現年產400萬噸的煤制油工廠建成并試車成功，使我國煤制油技術達到了國際領先水平，形成了具有中國自主知識產權的成果。

　　中科院山西煤化所副所長房倚天說：“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。”

　　——高效耦合——

　　研究所的成果順利轉化

　　在煤制油從實驗室技術走向工業化應用的過程中，既需要一支過硬的核心技術研究力量，也需要一支有熱情、負責任的煤制油工程化技術開發隊伍。而在一般國立科研機構里，致力于工程化研究的人不多甚至沒有。

　　2006年，中科院山西煤化所大膽進行了體制、機制改革，聯合內蒙古伊泰集團、山西潞安集團、中國神華集團、徐州礦業集團等大型煤炭企業組建了股份制高技術公司——中科合成油技術有限公司，形成了集基礎研究、核心技術開發、工程設計、催化劑生產、特種專用設備的制造、工程總承包為一體的無縫對接的技術支撐體系。

　　中科公司副總經理楊勇告訴科技日報記者，企業化運營的技術創新和產業化支撐體系極大地促進了煤制油技術研發及產業化進程。

　　首先，公司打破了以往研究所的課題組模式，所有的專業學科都投入到開發工作中去，但如果是課題組的模式就會有很多困難。課題組能不能隨便招人？又有多大的容量招收所需的各專業的人才？楊勇坦承，現在我們研發隊伍的各專業人才配置齊全，可能一個研究所都不會有這么專業配置齊全的隊伍。

　　其次，強化基礎研究的技術開發。與一般公司不同，中科公司在技術開發的同時，把基礎研究的力量配置得很大，這對公司在基礎理論的認識和突破上十分有利，容易形成原創性的成果。

　　再次，新技術開發和工程化能夠高效耦合。一般設計院都擅長做成熟工藝路線的設計，靠的是經驗；一般研究院的研究常常是為了某項指標研究，考慮工程因素不多。而中科公司最大的優勢是把工程和研發高效耦合在一起。在技術開發過程中工程開發就同步進行了。

　　通常做設計的，畫完圖紙就行了。但在中科合成油公司，那得看技術研發人員說行不行。如果不行，你就得重新設計。而許多單位，讓設計員改圖紙重畫是一件很頭疼的事。楊勇說，因為我們是在一個老板手下工作，不會出現這種問題。

　　中科合成油研發中心基礎研究部部長溫曉東說，我們的特點是基礎與開發不分家，實驗與理論不分家，技術與工程不分家。

　　許多在研究院所解決不了的成果轉移轉化問題，在中科合成油公司并不存在。

　　專家點評

　　去年底，由中科合成油技術有限公司提供技術支撐的神華寧煤400萬噸/年煤制油裝置打通全部工藝流程，實現一次性投料試車成功。這是我國煤制油技術領域的重大成果。這套裝置是全球單套最大規模的，也是目前世界上煤間接制油整體技術上最先進的。

　　目前我國煤炭資源的利用方式還不太合理，主要是作為燃料用于發電、冶金、建材等行業，不僅能源利用率不高，而且污染環境。

　　中科合成油公司煤間接制油技術以煤作原料，經過化工處理，生產油品和化學品，所生產的油品不含硫、芳烴，屬于清潔油品；所生產的高檔石蠟、潤滑油基礎油、烯烴等，屬于高附加值化學品。

　　中科合成油公司的技術創新對于我國實施煤炭清潔高效轉化、促進煤炭深加工產業發展、實現能源革命都具有重大意義。