行业要闻
煤化工
仲夏时节，陕西榆林万物并秀、绿意盎然。在榆横工业区，一座塔罐林立、被绿色簇拥的化工企业在蓝天白云下格外引人注目。这就是管理运营全国首套百万吨级煤间接液化示范项目的山东能源集团陕西未来能源化工有限公司(以下简称未来能源)。刚刚经历2024年系统大检修“洗礼”的煤液化装置机器轰鸣、开足马力，进一步提升了系统运行质量和产品产能，为社会源源不断奉献着清洁能源。
自主创新打造示范样板
走进这座现代化工厂，生产装置置于绿草和林木间，令人清新舒适，心旷神怡，美景尽收眼底，完全颠覆了大家对传统化工企业污水横流、灰烟弥漫、气味刺鼻的印象。
2023年，对于未来能源来说可谓意义非凡。煤间接液化示范装置保持满负荷运行，化工产品产量首次突破100万吨，为我国煤炭清洁高效利用技术产业化树立了丰碑。
一年来，未来能源坚持以稳为主的理念，加强生产管理，以日产保周产、以周产保月产、以月产保年产，他们摸索一套适合自身装置特点的优化运行操作方法，最大限度减少生产波动、降低能耗，确保系统稳定运行。他们还严格设备管理，全年未发生因设备缺陷导致的非计划停车，对气化装置实施小烧嘴改造，采用新型添加剂，煤浆浓度首次达到63%以上，不仅产气量提高，而且煤耗降至560千克/千标准立方米精制气，直接经济效益上千万元。
作为国家“十二五”煤炭深加工示范项目，未来能源100万吨/年煤间接液化项目采用拥有自主知识产权的浆态床低温费托合成煤间接液化核心技术，2015年8月项目建成投产实现一次投料成功，并产出优质的粗液体蜡、石脑油、液化石油气等产品，填补了我国大型煤间接液化技术工业发展的空白，对于保障国家能源安全和供应多元化发展具有重要战略意义。
10年研发、3年建设、8年攻关，未来能源立足我国能源资源禀赋，积极稳妥推进煤液化产业，为国家奉献清洁能源，走出了一条艰难的拼搏探索之路。经过8年多的耕耘和探索，未来能源提高了驾驭百万吨级大型煤间接液化示范项目的管理运营和煤炭清洁高效转化能力，如今百万吨煤间接液化示范装置运行质量不断优化，各项能源消耗不断降低，单位产品煤耗、水耗分别为3.34吨和6.85吨，能源转化率达45.6%，为历史最好水平，各项关键指标均优于行业相关标准，实现了年节约能耗34万吨标煤、减排二氧化碳134万吨的目标，为我国煤间接液化绿色低碳发展树立了样板。
挖潜优化深耕节能降碳
未来能源煤间接液化示范项目由5000吨/年中试装置直接放大至百万吨级，在国内甚至全球煤间接液化领域实属鲜见，技术工程化存在运行周期短、系统阻力大、生产负荷低等问题在所难免。
面对国内外没有经验可借鉴的示范工程，未来能源人上下团结一心，秉持“咬定青山不放松”的创业精神，依靠自主技术力量不断研究攻关，近年来实施费托合成优化升级改造、冷凝液系统优化、尾气回收利用、氨水提浓等一系列节能改造项目，解决了多个技术难题，实现装置高效稳定运行。今年4月，利用系统停车检修机会，未来能源实施了9个重点检修项目，进一步消除设备隐患和缺陷，对装置进行优化升级改造、挖潜增效，不仅扫清了制约系统高负荷稳定运行的技术障碍，提升煤液化系统产能，而且能耗和生产成本显著降低，为今后实现“三年一修”目标奠定基础，装置经济运行水平达到了一个新的高度。
此次检修期间，未来能源还围绕节能降碳实施了多个技改项目。为防止气化来水煤气中夹带灰渣堵塞水煤气废锅，他们在变换Ⅲ系列水煤气废锅前增加1台分离器，将水煤气中夹带的细灰渣分离出来；脱碳装置被吸气冷却系统则针对被吸气冷却能力不足，存在常压再生塔压力高、再生效果差、蒸汽消耗高等问题优化升级改造。
“脱碳装置是全国首套低温煤间接液化脱碳装置。近几年我们经过不断完善，装置脱碳水平大幅度提高，但随着合成产能提高、脱碳负荷进一步上升，为保障脱碳吸收效果，需增大蒸汽消耗提高溶液再生。这就导致脱碳装置能耗增高。”未来能源合成车间副主任王亚军介绍说。这次检修通过增加1台空冷器和水冷器，对被吸气水冷器/被吸气分离器进行扩容降压改造，运行后每小时节约脱盐水15吨、蒸汽10吨以上。
此外，气化装置的黑水经低压闪蒸罐产生低压闪蒸汽，除供除氧器使用外，大部分直接用水冷器进行冷却，导致大量热能损失且循环水消耗较大。未来能源采用有机朗肯循环(ORC)余热发电技术，新建一套装机1500千瓦的ORC余热发电机组，通过发电效率高、热源适应范围大的透平膨胀机、异步发电机等装置，将气化低压闪蒸汽127℃的低品位热能转化为电能。技改项目投运后，每小时可回收低压闪蒸汽21吨，年新增发电量1123万千瓦时，同时节能降碳效果明显，年节约标准煤3448吨、减排二氧化碳近5000吨、节约循环水84万吨。
在十多年的发展历程中，未来能源坚持走生态优先、绿色低碳的高质量发展道路，按照循环经济、清洁生产和污染物总量控制要求，先后投入20多亿元，采用国际先进技术实施尾气治理及污水处理改造。其中，完成锅炉烟气超低排放改造，配套建设除尘、脱硝装置并稳定运行，尾气严格执行超低排放标准。他们对装车区、罐区及污水处理厂等产生的挥发性有机物(VOCs)无组织排放废气也不放过，进行收集无害化处理；编制完成《VOCs无组织排放“一厂一策”综合管控方案》，在厂区设置了3套VOCs在线监测设施，均达标排放。
项目建设之初，未来能源就配套建设了中水回用装置，采用“澄清+过滤+超滤+反渗透”工艺，深度处理后的高浓盐水排至污水处理厂产生氯化钠、硫酸钠，处理合格的水全部返回系统利用，实现废水零排放，水的重复利用率达到99%。如今，16套“三废”污染源在线监测设施正常运行，就像一双双眼睛一样监测着数据，并实时上传至地方环保部门。
固废利用“碳”索新路径
近年来，随着我国能源化工、钢铁、煤电、有色金属等高耗能行业快速发展，工业固体废物产生量持续攀升，每年新增排放量近40亿吨，面临“埋不了、烧不掉、没人要”的尴尬局面。其中，煤基固废产生量高速增长，不但数量庞大，企业运输及处置成本较高，填埋储存需要占用大量土地资源，而且组分复杂对生态环境造成一定影响。尤其是气化渣作为煤化工产生的固体废渣，其中含有部分没有被气化的碳、重金属以及微小颗粒物。
如何实现气化渣科学处置、综合利用，成为煤化工行业可持续发展的重要课题。国家有关部门相继出台《“十四五”时期“无废城市”建设实施方案》《关于推进大宗固体废弃物综合利用产业集聚发展的通知》《关于加快推动工业资源综合利用的实施方案》等相关文件，要求降低煤基固体废弃物排放，加强有效处置和综合利用。
未来能源建有一个总库容380万立方米的工业固体废物渣场，主要分类贮存锅炉灰、锅炉渣、气化渣及回用水污泥等。为积极响应榆林市政府关于工业固体废物资源化综合利用的要求，更好适应新时代绿色发展新趋势，2018年，未来能源委托有资质的单位对锅炉灰、渣进行综合利用。2022年以来，他们又将目光锁定产生量较大、综合利用率较低的气化渣，想办法破解难题啃下这块“硬骨”，提高固体废弃物综合利用水平。
未来能源委托第三方在工业固废渣场附近建设的120万吨/年气化渣综合利用项目已建成，预计下半年投入运行。该装置可对气化细渣和粗渣就地处置，提取固定碳等有效成分后制砖，生产符合国家及行业标准的工业产品，变废为宝。
“气化渣功能性研究与应用项目示范基地”是未来能源联合榆林学院陕北矿区生态修复重点实验室、榆林市气化渣资源化利用工程技术研究中心建设的气化渣功能性研究与应用基地。基地内占地面积约4000平方米的一片沙地上，设立的沙地复绿示范区、无土栽培示范区、灌—草—结皮风蚀一体化防治试验区和沙地种质资源试验区等被分隔成若干个田块，里面生长着中科羊草和柳枝稷等各类植物。
“我们基于‘以废治废’的理念，加强校企产学研合作，大力推进气化渣功能型研究与应用示范，通过生物活化技术实现气化渣改性，将气化渣制备成碳基土壤调理剂，用于风沙地土壤改良与治理，探索解决气化渣资源化利用难题。”未来能源总工程师柳永兵说。未来能源发现，气化系统产生的飞灰、细渣悬浮在激冷水中，脱水后的气化细渣含水率达60%至70%，不仅增加气化细渣污水处理成本，同时在渣场堆积存放时存在环境风险。为最大限度将气化渣“吃干榨净”，未来能源采取“过滤+压滤+真空干化组合”新技术，对气化细渣进行深度脱水，在一台设备上完成过滤、压榨和干化全过程，含水率降至35%以下，脱除的滤液12吨/小时作为磨煤用水。气化细渣中的固定碳含碳量为15%至30%、热值1500大卡，脱水后送至煤粉锅炉掺烧，实现热值有效利用，既实现资源循环利用，又解决了环保后顾之忧。目前，气化渣功能型研究与应用示范项目已进入实验阶段，预计今年内完成验收。
产业报国成就“未来之梦”
未来能源煤间接液化装置主要生产粗液体蜡1号、粗液体蜡2号、石脑油、液化石油气、丙烯、丙烷、混合碳四等，为国家和社会奉献清洁能源。但在未来能源党委书记、总经理马洪光看来，从原料煤转化为能源产品只是初级目标，推动产品由中低端向高端化、低碳化、多元化转变，才是煤液化产业推动煤炭清洁高效利用、实现产业报国的初心使命，更是适应新发展格局、培育新质生产力的重要方向，也是实现企业高质量发展的必然选择。
能源变革，未来已来。未来能源充分发挥低温费托工艺烷烃含量高、碳链分布宽、含蜡馏分含量占比较大的独特优势，瞄准“高端精细、低碳多元”方向，在高端化工产品领域持续创新突破，在原设计产品方案的基础上成功研发生产出不同熔点、不同牌号的高端费托蜡新产品。2020年10月，10万吨/年费托蜡精加工装置建成投产，获得石油化工路线难以获得的特种超硬蜡、高熔点蜡、食品级蜡等产品，实现了煤基产品高端化、多元化、精细化。
其中，115#高熔点蜡是国内最高熔点的费托蜡，并且产品各项指标可与国外生产的同类产品媲美，一举打破国外垄断，填补国内空白，一经投放市场就迅速在国内外引起了强烈反响，并获得了欧盟认证，畅销欧洲、美洲、东南亚等10多个国家和地区。这种精制蜡主要应用于聚氯乙烯润滑剂、热熔胶、印刷油墨、化妆品、食品、塑料加工和涂料等领域，产品附加值更高，成为企业新的经济增长点，又为美好生活“添彩”。
着眼长远，未来能源在保障百万吨级煤液化项目安全稳定高效运行的前提下，科学谋划未来发展规划，打造新型煤化工企业转型“升级版”。
此前，未来能源通过自主创新掌握高温费托合成关键技术，建成运行的10万吨/年高温费托合成工业示范装置，可将煤炭“一步法”制成烯烃类产品，实现了我国高温费托合成技术的重大突破，填补了国内空白，居国际领先水平。未来能源也因此成为国内唯一一家实现高低温费托合成技术工业化应用的企业。基于此，未来能源正在规划建设50万吨/年合成气高温费托制化学品及产品延伸项目。该项目包括高温费托合成、烷烯转化处理、聚合物以及C4联合装置等，采用具有自主知识产权的高温费托合成技术，将100万吨/年煤液化装置副产的C5到C12组分、直分C4及丙烷等低附加值产物一并深加工处理，生产α-烯烃、丙烯、高碳酯、乙酸仲戊/己/庚酯等。同时该项目在设计之初便遵循“源头减碳、过程降碳、产品固碳”的绿色发展理念，将不再新建空分、气化、净化、燃煤锅炉等装置，通过技术改造充分挖掘一期工程潜能及富余原料气，进一步降低装置能耗。
“未来，我们将坚定不移走生态优先、绿色低碳发展之路，按照高端化、多元化、低碳化、园区化、终端化的发展思路，依托自身核心技术优势，加快建设50万吨/年高温费托合成工业化示范及配套的产物深加工装置，规划打造α-烯烃、高端精制蜡、煤基特种油品、精细化学品、合成树脂‘五大产业链条’，形成以高端化、精细化的化工品为主、清洁油品为辅的‘少油多化、油化结合’高端精细化工产业集群，进一步延长产业链，提高产品附加值，优化产品结构，建成高端煤液化产业创新发展示范基地，持续为国家清洁能源发展持续创造更大价值，实现未来之梦。”马洪光表示。
