在北京全國科創(chuàng)中心的懷柔科學(xué)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(zhì)原子結(jié)構(gòu)的世界頂尖實驗設(shè)備。它就是中科合成油公司研發(fā)中心，也是煤轉(zhuǎn)化國家重點實驗室，實驗室的研究目標(biāo)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(zhuǎn)變成我國急需的優(yōu)質(zhì)清潔油品？
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核心技術(shù)打造大國重器
研發(fā)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(yīng)裝置就是一個個小型的化工廠，驗證著實驗團隊開發(fā)出的各種新工藝技術(shù)。其實，實驗團隊已經(jīng)開發(fā)出了世界領(lǐng)先的煤制油核心技術(shù)，并成功用于生產(chǎn)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(xiàn)一次性投料試車成功，生產(chǎn)出費托輕質(zhì)油、高品質(zhì)清潔柴油等系列產(chǎn)品，標(biāo)志著我國已自主掌握了百萬噸級規(guī)模的煤制油工業(yè)技術(shù)，并處于國際領(lǐng)先水平。這是開創(chuàng)中國煤制油工業(yè)的歷史時刻，是國產(chǎn)核心技術(shù)打造大國重器的又一范例。
那座矗立在賀蘭山下茫?；哪械氖澜缂壝褐朴凸こ?，是全球單套規(guī)模最大的煤制油生產(chǎn)線。該工程采用的是首席科學(xué)家李永旺帶領(lǐng)1000多人、歷時20年自主研發(fā)出的高溫漿態(tài)床合成成套工藝技術(shù)。
“煤制油是一個綜合集成?！敝袊茖W(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所研究員、中科合成油技術(shù)有限公司總經(jīng)理李永旺說，煤制油主要有直接液化和間接液化兩個技術(shù)路線。間接液化路線是先將煤進行氣化，轉(zhuǎn)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(yīng)生成碳氫化合物的混合物，繼而加工生產(chǎn)液態(tài)油。從20世紀(jì)80年代起，中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所開始攻關(guān)煤炭間接液化技術(shù)，并于2006年聯(lián)合多個大型煤炭企業(yè)組建了中科合成油技術(shù)有限公司，將科研技術(shù)成果推向產(chǎn)業(yè)化。
技術(shù)研發(fā)中，團隊發(fā)表國際論文300多篇，申請國內(nèi)專利130多件，國際PCT專利7件，制訂國家標(biāo)準(zhǔn)6項……專利技術(shù)覆蓋了煤制油全過程，形成了完備的知識產(chǎn)權(quán)保護體系，保障了國家煤制油產(chǎn)業(yè)的自主性。
“可以說，中科院30年的科研底蘊、20年的創(chuàng)新超越、10年的產(chǎn)業(yè)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(fā)展?jié)摿€很大，還能繼續(xù)往高精尖走。”李永旺說。
位于懷柔科學(xué)城的研發(fā)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(xué)家們利用近常壓掃描探針顯微鏡等先進實驗設(shè)備，從原子層面觀測到不同催化劑下“煤制油”的化學(xué)反應(yīng)機理，驗證理論預(yù)測和設(shè)計是否正確；理論方法及計算模擬平臺中，科學(xué)家們又通過理論評價和理論工具開發(fā)，預(yù)測并設(shè)計新的催化劑、新的實驗工藝，再通過實驗平臺反饋的數(shù)據(jù)驗證理論工具是否有效。
“我們在走向設(shè)計的催化科學(xué)基礎(chǔ)研究中，做到了基礎(chǔ)與開發(fā)、實驗與理論充分結(jié)合。”研發(fā)中心主任楊勇說。
目前，中科合成油公司開發(fā)的高溫漿態(tài)床煤制油成套工藝技術(shù)具有突出的技術(shù)優(yōu)勢：費托合成技術(shù)可實現(xiàn)在較高溫度下的漿態(tài)床中運行，提高了過程綜合熱效率；催化劑生產(chǎn)技術(shù)為獨創(chuàng)配方，產(chǎn)油能力比低溫漿態(tài)床合成技術(shù)提高了3倍以上，達到1000噸油/噸催化劑；產(chǎn)業(yè)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(chǎn)出的高清潔油品無硫、無氮、低芳，優(yōu)于京VI和歐V標(biāo)準(zhǔn)，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(jù)悉，采用高溫漿態(tài)床合成油技術(shù)的煤制油項目，總規(guī)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(xiàn)實，中科合成油公司研發(fā)團隊提出了低階煤分級液化的煤制油新工藝，已經(jīng)完成中試，打通了全部工藝技術(shù)流程，為中國儲量豐富的低階煤實現(xiàn)高效清潔轉(zhuǎn)化提供了全新技術(shù)。目前，這一技術(shù)正在新疆規(guī)劃和設(shè)計百萬噸級的商業(yè)裝置……
中科合成油還將進一步開拓天然氣制油、生物質(zhì)制油等技術(shù)，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(yīng)國家“一帶一路”倡議?！拔覀兪恰锌葡怠髽I(yè)，做，就要做到最好?！崩钣劳f。(經(jīng)濟日報記者 佘惠敏)
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