我国能源禀赋的特点是富煤贫油,煤炭的地质储量达到1.48万亿吨,但石油地质资源量为1085亿吨,可采资源量仅为268亿吨。当前,我国石油对外依存度已经超过65%。如果能将煤转化为石油,我国能源安全将会得到很好的保障。
然而,煤与石油二者在外观形态、使用方式上都有很大不同。如何进行转化是一大难题,特别是进行大规模产业化高效转化。然而,有一位科技工作者,攻克了这一世界性难题,使我国成为世界上第一个掌握煤制油品/烯烃大型现代煤化工工业技术的国家。
他是舒歌平,现任中国神华煤制油化工有限公司副总经理、总工程师。2018年1月,由舒歌平牵头的煤制油品/烯烃大型现代煤化工成套技术开发及应用项目获得国家科技进步奖一等奖。
刻苦钻研三十余载 力排众议谱新篇
舒歌平生于浙江省长兴县,1978年考入杭州大学(现与浙江大学合并)化学系,1982年又考入煤炭科学研究总院攻读硕士。彼时,恰逢煤制油项目上马,舒歌平便一头扎进这片“黑色油海”,一干就是30余载。
如今,舒歌平已经成为中国煤制油技术的首席科学家。在中国煤制油事业史上,写下了浓墨重彩的一笔。
2002年,舒歌平力排众议,推翻已获得国家批准立项的美国H公司的不成熟的工艺技术,为神华集团、也为国家避免了一次重大经济损失。
“外国的月亮就一定比中国的圆?”舒歌平不相信。曾经,为了证明美国H公司的工艺的确存在缺陷,舒歌平把家搬进了实验室,日夜钻研,在推翻了美国H公司的工艺技术后,又在全面研究美国、德国、日本等国的煤液化工艺的基础上,提出一套具有独创性的“神华煤直接液化工艺路线”设想。
正是由于舒歌平的坚持和刻苦钻研,才有了世界首个现代煤直接液化和煤制烯烃工程,使我国成为全球率先全面掌握现代煤化工工业化技术的国家。
然而,科研攻关总会遇到这样那样的问题,舒歌平团队遇到最难的问题就是经费来源。据了解,煤液化是一个投资额较大的科研项目。最初,煤直接液化被列入国家“六五”“七五”科技攻关项目,科研资金较为充足。然而到了“八五”时期,由于种种原因,煤直接液化项目被搁置。直到1996年,国家决定重新启动该项目。
有了政府的支持,于是由煤科院牵头,在全国范围内选择了云南省、黑龙江省、鄂尔多斯市等3个试点,舒歌平与他的团队才正式开始了煤直接液化的工业化试验。
兢兢业业为攻关 带领中国领跑世界
资金问题解决了,试点也选好了,接下来就是选择合适的技术。
煤直接液化与其他有机化工工艺不太一样:虽然煤直接液化也属于有机化工,但煤炭是由高等植物转化而来的固体,其中又含有许多无机物,因此液化全过程中都涉及固体,固体的液化过程相当麻烦。“液体流出快了会磨损设备,流出慢了又会沉积,造成设备管道堵塞,且煤又很容易结焦,这在当时的国际工艺上都是一个未解决的问题。”舒歌平说。
据了解,舒歌平与其团队就是要带着这些问题进行煤直接液化的工业化研究。如何防止煤液化装置结焦和矿物质沉积难题,也成了他们迫切需要解决的问题。
彼时,虽然神华工艺已经形成,但从液化室日处理煤量0.1吨的装置放大到百万吨油品工业项目,跨度太大。为了验证大厂设计基础的准确性,模拟将来有可能会出现的问题,减小规模放大的风险,同时也为了培养技术工人,2003年,神华选择在上海建设一个日处理煤6吨的煤直接液化装置。
舒歌平坦言,该装置在运行的5年时间里,出现了许多问题。“有一次,装置出现了反应器全部堵死的现象,假如这个现象发生在鄂尔多斯大厂,后果不堪现象。”
虽然上海的实验装置给大厂建设和检测提供可靠的数据,但是当时的那场事故还是让舒歌平受到了不小打击。事故发生后,业界议论纷纷,认为煤直接液化真的有很多问题。
同样的压力还来自于管壁问题。煤液化整个工艺要涉及气、固、液三项,物料对于高压高温管具有腐蚀性。在神华集团工业化大厂建设之初,由于其采用的是世界首创的超厚壁管,没有可参考的经验,舒歌平与其团队只能是“摸着石头过河”。
彼时,神华集团制造了很多超厚壁管,但在焊接完成后,却出现了硬粒,很多管道无法使用,面对如此场景,现场很多人都失去了信心。面对困难,舒歌没有想过放弃,在与相关单位的集体攻关下,这一问题最终得到解决。
当被问及如何能够坚持下来的原因时,舒歌平坦言:“我们的设备是全世界首套,当然会遇到各种各样的世界性难题。发现问题、找出原因、解决问题,是科研技术人员的职责所在。”
一番话朴实无华却令人肃然起敬。正是有舒歌平这样兢兢业业的科技工作者,才得以攻克了一系列世界性难题,成功实现了煤炭清洁高效转化的工程化和大型化,成为世界煤化工技术的领跑者,向世界科技展示了“中国力量”!