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中国青年杂志:戈壁滩上的“点煤成金术”

来源:中国青年杂志 作者:彭姝疑 马婷 发布时间:2025-12-30

戈壁滩上的“点煤成金术”——记宁夏煤业煤制油合成油厂煤间接液化成套技术创新开发青年突击队

宁夏的深秋,天空的纯蓝画布下,落叶为疾驰的车轮伴舞。直到远眺到高矮粗细不一的烟囱林立各处、白烟滚滚,巨型装置鳞次栉比、输送管道交错、厂房层叠,便进入了宁东地界。

这里是宁东能源化工基地,一批世界级项目在这座贺兰山脚下的西北小镇聚集——包括煤化工、新型材料、精细化工、清洁能源四大特色优势产业,建成一座在戈壁滩上拔地而起的“超级工厂”。国家能源集团宁夏煤业有限责任公司煤制油合成油厂就坐落此地。

作为富煤省区,宁夏的煤炭占能源比重超过90%,产业基础深厚。20世纪90年代末开始布局,2004年世界首套单体规模最大煤制油项目拉开帷幕,2011年自主关键技术取得突破,2013年煤制油项目开工建设——设计采购、土建施工、工程安装、生产试车…… 

“社会主义是干出来的!”2016年7月19日,习近平总书记在煤制油项目现场视察时强调。

短短几个月后,2016年12月21日,宁夏煤业400万吨/年煤炭间接液化示范项目一次试车成功,打通全流程,产出合格油品。同年12月28日,习近平总书记发来贺信指出,这一重大项目建成投产,对我国增强能源自主保障能力、推动煤炭清洁高效利用、促进民族地区发展具有重大意义,是对能源安全高效清洁低碳发展方式的有益探索,是实施创新驱动发展战略的重要成果。

2020年,400万吨/年煤间接液化成套技术创新开发及产业化项目获国家科学技术进步奖一等奖;2024年1月,该项目团队被授予“国家卓越工程师团队”称号;2025年6月,煤间接液化制油的关键核心技术“低温费托合成催化剂及其制备方法和应用”专利荣获第二十五届中国专利金奖;2025年5月,宁夏煤业煤制油合成油厂煤间接液化成套技术创新开发青年突击队在全国科技创新青年突击队学习交流暨岗位建功竞赛中获特等奖。

试车:“世界之最”打通全流程

2013年,当煤制油项目在戈壁滩上破土动工时,现任合成油厂生产管理科科长的杜念友还在甲醇厂进行技术积累。和他一样,大多数技术人员都是从甲醇厂、烯烃厂等现有化工厂划转而来,带着对煤化工行业技术的深入了解,投身到这个全新的世界级项目中。

2014年大学毕业入厂的景文杰同样见证了这片土地的蜕变。初到时,整个厂区还处在土建工程的初步阶段。他所在的设备管理团队,需要全程参与具有自主知识产权的日处理量2000吨—3000吨单喷嘴干煤粉加压气化技术的神宁炉,以及将一氧化碳和氢气的混合气体转化为液体燃料或烯烃等高值化学品的费托反应器等重大设备的安装调试。而彼时,煤化工产业的发展也刚刚起步,“我们这批大学生刚出校门,对整个行业都充满好奇,”景文杰回忆道,“但幸运的是,我们赶上了一个绝佳的平台。”

2015年至2016年间,400万吨/年煤炭间接液化示范项目进入试车准备期。那是一段被厂里人概括为“吃三睡五战十六”的日子,每天三小时吃饭、五小时睡眠、十六小时工作,全厂上下吃、住都在厂区里。

“大家年纪相仿,连我们厂长都很年轻,每个人好像有用不完的精力。”那是景文杰的职业生涯中非常难忘的一段经历。大家白天协助项目建设、晚上准备试车方案,为调试一台设备两天两夜不合眼,“包括试车就是几点具备条件,我们就几点开。凌晨4点具备条件,那就凌晨4点开。”景文杰回忆,“不是按我们的作息来的,而是按机器的作息来的。”

2016年12月21日晚,为维持机器的稳定生产,大家在各自的岗位上履行职责,内心却都在等待。在合成油厂中控室里,从分公司领导到一线操作工,所有人的目光都聚焦在显示油品产出的电脑屏幕上。

当仪表盘显示“油品合格”的绿灯亮起,整个中控室爆发出热烈的欢呼。工作群里“产出合格油品”的喜报发来,景文杰在办公室与同事们一起欢呼雀跃。“真的,大家这几年的奋斗和坚持,就是为了等待这一刻。”他说。

这一刻,国家能源集团宁夏煤业年产400万吨煤炭间接液化示范项目首次实现一次试车成功,打通全流程,产出合格油品。2016年12月28日,首批产品装车发运,标志着我国建设全球单套装置最大的煤制油项目取得阶段性成果。

这个历史性时刻的背后,是国家能源安全的深远考量。我国原油对外依存度高达70%,而煤制油技术的发展对于缓解能源安全压力具有重要战略意义。“特别是在特殊时期,当海上运输通道受到制约时,煤制油将成为保障国家能源供应的重要屏障。”杜念友说。

开车:关关难过,逐一攻破

在煤制油领域,存在着直接液化和间接液化两种技术路线。直接液化是在高温高压下将煤直接加氢转化成液体燃料,而宁煤基地采用的间接液化技术,则是先将煤气化制成合成气,再通过费托合成反应转化为碳氢化合物。

这类化合物含硫低、杂质少、燃烧性能好,不仅是优质的清洁燃料,更是重要的化工原料,可用于生产高端润滑油、特种蜡、防护涂层材料等高附加值产品,也广泛应用于文具、玩具、洗护用品、厨房清洁用品等日常生活用品的生产制作。

然而,将实验室技术放大到全球单套规模最大的400万吨工业装置中,意味着将面对无数未知的技术挑战。2017年,杜念友所在的生产管理部门开始进行技术改造。作为目前放大规模最大的项目,他们遇到了许多前所未有的技术难题,比如费托反应器气体分布器压差增大、旋风分离器效率不足、循环换热分离器堵塞等,都成为装置稳定运行的瓶颈。

“开车发现问题后,我们会先开技术攻关会,总结问题,有了攻关措施后再立项,开始技改。”杜念友介绍。

比如蜡过滤系统频繁出现带水现象,极易引发突沸着火,杜念友和同事们经过反复试验和数据分析,提出在气体塔增加两个换热器的改造方案,通过加热将水蒸出,彻底解决了这一安全隐患;再比如面对常压罐突沸造成超压,团队就将其改造成压力罐……

安全上的问题先解决,再接着攻克长周期运行的问题。费托反应器在运行过程中压差大了、负荷低了,是什么原因造成的?组分偏移会造成清油量大、蜡油量少,如何改造?生产管理和设备管理等多部门协作,增加轻质油泵、扩建管道,并将换热效率高但容易堵塞且清洗不便的板式循环换热分离器换成列管式,效果显著。“光这种改造大概就有200多项。”杜念友记得。

景文杰所在的费托合成车间设备管理团队面临的挑战同样艰巨,除日常对各大装置设备的维修改造外,突破国外技术垄断、对西门子压缩机的国产化维护堪称典范。

2018年,当第一台西门子压缩机需要大修时,外方报出了每天5000美元的天价服务费,还要另外结算差旅住宿。面对这一“卡脖子”问题,景文杰带领团队开始了艰苦的技术攻关。他们用半年时间消化了数千页的英文技术资料、图纸,自主制定检修方案和标准,形成专门针对这套设备的检修指导手册,沿用至今。

“也就是2020年从这台设备运行之后,我们就已经基本抛开了德国西门子原厂的技术服务支持。在前期拆解过程中,我们也找到了其中配件和组件的国产化替代件,这样就大大减少了设备的使用成本,也减少了我们备件供应的周期。”景文杰说。

低碳:黑色煤炭迎来绿色变革

随着技术的不断成熟,煤制油项目已在能源属性和化工原料属性上实现了双轨并行,为国家能源安全和化工产业自主提供了双重保障。

在绿色发展方面,团队也在积极探索绿电、绿氢等清洁能源的应用,推动从灰氢向绿氢转变,持续降低生产过程中的碳排放。同时,通过二氧化碳捕集和封存等技术,实现资源的循环利用,展现出现代煤化工的环保担当。

值得一提的是,这个年轻团队始终保持着技术创新的热情。他们不仅持续优化现有工艺,还在积极研发新一代煤制油技术。杜念友透露,团队正在研究从浆态床到固定床的转化,并优化铁基催化剂,通过添加铝等元素,有望进一步降低生产过程中的二氧化碳排放。这些技术创新,正在让煤制油这个传统意义上的高耗能产业,向着绿色低碳方向持续迈进。

从戈壁荒滩到“超级工厂”,从技术突破到战略保障,这群平均年龄35岁的年轻煤制油人用智慧和汗水,在贺兰山脚下书写着“社会主义是干出来的”生动实践。在他们手中,黑色的煤炭正转化为清澈的油品和高端的化工材料,为国家能源事业发展注入源源不断的动力。(本刊记者 彭姝疑  通讯员 马婷)

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