2010年4月以來(lái)，陜西煤業(yè)化工集團(tuán)神木天元化工有限公司(以下簡(jiǎn)稱為天元公司)成為業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)，不僅國(guó)內(nèi)能源和煤化工巨頭紛紛到該公司考察，就連美國(guó)、澳大利亞、新西蘭、南非、印度尼西亞等國(guó)家和中國(guó)香港地區(qū)的一些企業(yè)，也通過(guò)各種渠道，積極與天元公司接觸。一些專家及政府官員，甚至數(shù)次蒞臨該公司調(diào)研。人們不禁納悶：天元公司是一個(gè)什么樣的企業(yè)？掌握了什么“秘密武器”？為何會(huì)受到如此關(guān)注？

　　黑土地的種子在黃土地上綻放奇葩

　　“天元公司是黑土地上的種子在黃土地上綻放的奇葩，是東北人的執(zhí)著與西北人的智慧交融的結(jié)果�！碧煸�公司董事長(zhǎng)毛世強(qiáng)用充滿詩(shī)意的話語(yǔ)解讀自己的企業(yè)。

　　他說(shuō)，天元公司的前身是神木錦界天元化工有限公司，專業(yè)從事中低溫煤焦油加氫制取燃料油業(yè)務(wù)。2008年10月，陜西煤業(yè)化工集團(tuán)與該公司合作重組，并成立陜西煤業(yè)化工集團(tuán)神木天元化工有限公司，建成135萬(wàn)噸/年中溫煤干餾和50萬(wàn)噸/年中溫煤焦油輕質(zhì)化項(xiàng)目。由于創(chuàng)造性地使用了延遲焦化、荒煤氣提氫、煤焦油加氫裂化、污水焚燒等技術(shù)，優(yōu)化了工藝，降低了能耗，提高了裝置運(yùn)行的安全性，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)污水和固體廢物零排放，廢氣得以資源化利用。公司先后被陜西省和國(guó)家有關(guān)部門確定為循環(huán)經(jīng)濟(jì)示范項(xiàng)目和節(jié)能環(huán)保項(xiàng)目。

　　天元公司主管技術(shù)研發(fā)的副總經(jīng)理呂子勝動(dòng)情地說(shuō)：如果沒(méi)有東北人與西北人的真誠(chéng)合作和鍥而不舍的追求，如果沒(méi)有陜西煤業(yè)化工集團(tuán)的入駐，這個(gè)現(xiàn)在看來(lái)能帶來(lái)經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、節(jié)能減排效益的煤焦油輕質(zhì)化技術(shù)，恐怕早已胎死腹中了。

　　據(jù)介紹，上世紀(jì)90年代中后期，王守峰作為東北一家化工企業(yè)的技術(shù)人員，看到生產(chǎn)城市煤氣副產(chǎn)的低溫焦油被白白扔掉，十分可惜，便帶領(lǐng)一班人自籌資金，建成1.5萬(wàn)噸/年焦油分離裝置，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。但他們同時(shí)發(fā)現(xiàn)，煤焦油分離過(guò)程會(huì)排放大量對(duì)環(huán)境有害的廢液，而這些物質(zhì)如果被提取出來(lái)，不僅能避免對(duì)環(huán)境的危害，還可為企業(yè)帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。于是，他們?cè)倩I資金，于2003年10月建成4萬(wàn)噸/年煤焦油加氫裝置，14個(gè)月即收回全部投資。

　　為加大工藝技術(shù)研發(fā)力度，加速專利技術(shù)的工業(yè)化進(jìn)程，這幫東北兄弟決心再擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，但整個(gè)東北地區(qū)極其有限的煤焦油資源限制了企業(yè)的發(fā)展。最終，他們將目光鎖定在陜西榆林地區(qū)。

　　榆林地區(qū)不僅有豐富的煤炭資源，當(dāng)?shù)仄髽I(yè)還根據(jù)煤種特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)了獨(dú)具特色的中溫煤干餾(蘭炭)生產(chǎn)技術(shù)。即在600℃~850℃的溫度條件下，通過(guò)對(duì)煤的干餾，脫去煤中揮發(fā)分，生產(chǎn)強(qiáng)度好、發(fā)熱量高的蘭炭。當(dāng)時(shí)，僅神木地區(qū)的蘭炭產(chǎn)能已經(jīng)超過(guò)2500萬(wàn)噸，按8%~10%產(chǎn)率計(jì)算，1年副產(chǎn)的煤焦油約200萬(wàn)噸。同時(shí)，副產(chǎn)數(shù)億立方米熱值低、難以回收利用的荒煤氣。由于缺乏先進(jìn)實(shí)用技術(shù)，這些煤焦油有的直排地下或直接燃燒，荒煤氣則被“點(diǎn)天燈”，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。這種狀況引起陜西省和榆林市政府的高度關(guān)注，他們四處尋找能綜合利用煤焦油和荒煤氣的成熟技術(shù)。

　　2005年，在西安舉行的第九屆“西洽會(huì)”上，摸索出煤焦油加氫技術(shù)的東北兄弟與榆林市領(lǐng)導(dǎo)一拍即合，總投資10億元的神木錦界天元化工公司60萬(wàn)噸/年煤干餾、25萬(wàn)噸/年煤焦油輕質(zhì)化項(xiàng)目隨即開(kāi)工建設(shè)，并于2008年4月生產(chǎn)出合格的輕質(zhì)化油品。但是沒(méi)想到，當(dāng)年5月12日，因加氫反應(yīng)器突然發(fā)生質(zhì)量事故，迫使裝置全面停車。

　　突然而至的打擊令天元公司進(jìn)退維谷：流動(dòng)資金捉襟見(jiàn)肘，背負(fù)巨額外債和銀行利息，甚至連恢復(fù)生產(chǎn)所需的原料采購(gòu)費(fèi)用也沒(méi)有著落。更可怕的是，如果企業(yè)因資金鏈斷裂而不能恢復(fù)生產(chǎn)，前期投資的10億元資金將化為泡影，天元公司將破產(chǎn)倒閉，100多名從東北趕來(lái)創(chuàng)業(yè)的兄弟姐妹將背上沉重的債務(wù)包袱。

　　此時(shí)，立志打造中國(guó)一流綠色環(huán)保能源化工企業(yè)的陜西煤業(yè)化工集團(tuán)，向天元公司伸出了援手。

　　2008年10月，在陜西省委、省政府和吳登昌副省長(zhǎng)的推動(dòng)下，陜西煤業(yè)化工集團(tuán)正式重組神木錦界天元化工公司，成立陜西煤業(yè)化工集團(tuán)神木天元化工有限公司，注入3.39億元資金，擔(dān)保貸款4億元，幫助借款8.8億元。同時(shí)，對(duì)原有裝置進(jìn)行技術(shù)升級(jí)和擴(kuò)能改造，建設(shè)累計(jì)135萬(wàn)噸/年中溫煤干餾和50萬(wàn)噸/年中溫煤焦油輕質(zhì)化及安全環(huán)保配套項(xiàng)目。2010年4月12日，全球規(guī)模最大的中溫煤焦油輕質(zhì)化裝置——陜西煤業(yè)化工集團(tuán)神木天元化工有限公司50萬(wàn)噸/年煤焦油輕質(zhì)化裝置一次投料成功并生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)燃料油。2010年6月28日，該裝置順利通過(guò)中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)組織的以中國(guó)工程院院士胡永康為組長(zhǎng)的技術(shù)鑒定。至此，一項(xiàng)由東北兄弟摸索的中溫煤焦油加氫技術(shù)，經(jīng)陜西煤業(yè)化工集團(tuán)的精心栽培、扶持、改進(jìn)與提升，迅速成長(zhǎng)并升華為能帶來(lái)巨大節(jié)能減排效益、省水實(shí)用的“陜煤—榆林版”煤制油技術(shù)。

　　分質(zhì)利用煤炭資源的節(jié)能環(huán)保項(xiàng)目

　　“50萬(wàn)噸/年煤焦油輕質(zhì)化項(xiàng)目是對(duì)煤炭進(jìn)行分質(zhì)利用的節(jié)能環(huán)保項(xiàng)目”。陜西省決策咨詢委員會(huì)委員賀永德、北京焦化廠原總工程師陳衛(wèi)國(guó)等專家這樣點(diǎn)評(píng)。

　　陳衛(wèi)國(guó)表示：現(xiàn)階段，煤的有用成分主要包括兩部分，一是揮發(fā)分，二是固定炭。此前，國(guó)內(nèi)外煤的利用途徑雖然很多，但無(wú)論是燃燒取暖發(fā)電，還是作為化工生產(chǎn)原料，均未對(duì)揮發(fā)分和固定炭進(jìn)行分離，而是直接燃燒或氣化，不能發(fā)揮兩種成分各自優(yōu)勢(shì)，導(dǎo)致煤的利用效率與能量轉(zhuǎn)化率低下，排放物多，環(huán)境污染重。表面上看，“陜煤—榆林版煤制油”技術(shù)用的都是傳統(tǒng)的煤干餾與焦油加氫技術(shù)，但由于對(duì)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了優(yōu)化升級(jí)和提質(zhì)改進(jìn)，并使用了其擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的延遲焦化技術(shù)，提高了裝置運(yùn)行的安全性、可靠性和產(chǎn)品品質(zhì)。同時(shí)，對(duì)熱值低、難以回收利用的荒煤氣進(jìn)行處理提純，生產(chǎn)出焦油加氫裂解所需的寶貴氫氣原料，從而最大限度地利用了能源與資源，使煤的熱能利用率提高到80%以上，比煤燃燒發(fā)電高出1倍多，是對(duì)低變質(zhì)煤高效利用的有效途徑，是真正意義上的節(jié)能環(huán)保項(xiàng)目。

　　賀永德表示：煤中溫干餾的目的是除去煤中大量存在的揮發(fā)分，生產(chǎn)電石、化肥、鐵合金等企業(yè)所需的強(qiáng)度大、熱值高、便于長(zhǎng)距離運(yùn)輸，價(jià)格又較高溫冶金焦便宜的半焦產(chǎn)品。此前，受技術(shù)制約，干餾過(guò)程副產(chǎn)的約10%的中溫焦油，要么被當(dāng)作廢物就地排放，要么當(dāng)作粗劣燃料燒掉。每噸半焦產(chǎn)品副產(chǎn)的400多立方米的荒煤氣，也因其中含氮量高(超過(guò)40%)、處理難度大、熱值低(僅1800千卡/立方米)被“點(diǎn)天燈”，造成了嚴(yán)重的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。在晉、陜、蒙、寧交匯處，甚至因此形成了被環(huán)保部門掛牌督辦的環(huán)境“黑三角”。

　　天元公司通過(guò)建設(shè)135萬(wàn)噸/年中溫煤干餾和50萬(wàn)噸/年中溫煤焦油輕質(zhì)化項(xiàng)目，并斥資800萬(wàn)元，配套建設(shè)了廢水霧化焚燒處理設(shè)施和氨、硫回收裝置，由于設(shè)計(jì)科學(xué)合理、裝置規(guī)模大，安全環(huán)保設(shè)施配套齊全，不僅使自產(chǎn)的煤焦油得以全部回收利用，每年還可處理榆林當(dāng)?shù)?0萬(wàn)噸煤焦油。同時(shí)，通過(guò)從荒煤氣中提取高純氫氣，生產(chǎn)高品質(zhì)輕質(zhì)燃料油，對(duì)自產(chǎn)的荒煤氣全部回收利用，對(duì)其中的氮?dú)�、硫化物回收后生產(chǎn)合成氨、硫黃等產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了對(duì)煤的分質(zhì)利用和對(duì)資源的“吃干榨盡”。尤其是延遲焦化裝置的投用，不僅大幅降低了加氫反應(yīng)器的壓力和溫度，改善了操作環(huán)境，提升了裝置運(yùn)行的安全性，而且大幅減少了加氫反應(yīng)過(guò)程氫氣的消耗，從而使整套裝置的參數(shù)更優(yōu)化，安全穩(wěn)定性更高、資源利用更充分，排放物更少，環(huán)境更友好。從該裝置運(yùn)行近200多天的結(jié)果看，若與直接或間接煤制油項(xiàng)目相比，其綜合能耗僅相當(dāng)于前者的2/3，二氧化碳排放量相當(dāng)于前者的1/2。

　　陜西省工信廳副巡視員胡海峰、延長(zhǎng)石油集團(tuán)總經(jīng)理張積耀此前在接受筆者采訪時(shí)也認(rèn)為：無(wú)論是傳統(tǒng)煤化工還是新型煤化工，合成氣中都存在“碳多氫少”的問(wèn)題。為了實(shí)現(xiàn)碳/氫平衡，煤化工企業(yè)不得不用超過(guò)1/4的煤生產(chǎn)氫氣。以神華108萬(wàn)噸/年煤直接液化項(xiàng)目為例，在9臺(tái)煤氣化爐中，就有2臺(tái)大型殼牌粉煤加壓氣化爐是專為生產(chǎn)氫氣設(shè)計(jì)的。而煤制氫的機(jī)理就是一氧化碳與水蒸氣進(jìn)行氧化還原反應(yīng)。每生產(chǎn)1噸氫氣，就會(huì)產(chǎn)生22噸二氧化碳，導(dǎo)致煤化工二氧化碳排放量居高不下。但天元公司是通過(guò)從此前浪費(fèi)掉的荒煤氣中提取氫氣，沒(méi)有為制氫單獨(dú)消耗煤炭，二氧化碳排放量因此大幅減少。從熱能轉(zhuǎn)化情況看，目前煤制甲醇的熱能轉(zhuǎn)化率為34%，在煤化工領(lǐng)域算是比較高的，但也只有煤焦油輕質(zhì)化熱能轉(zhuǎn)化率的43%。

　　國(guó)家化工行業(yè)生產(chǎn)力促進(jìn)中心總工程師方德巍則告訴筆者，煤炭是芳烴基的大分子，其分子結(jié)構(gòu)好比若干個(gè)正六邊形拼揍在一起，比石油分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此加工處理難度更大，能耗更高。煤干餾技術(shù)，其實(shí)就是將煤中類似于石油組分的揮發(fā)物分離出來(lái)。遺憾的是，我國(guó)絕大多數(shù)焦炭企業(yè)，都是以生產(chǎn)焦炭為主，而將寶貴的煤焦油當(dāng)作副產(chǎn)品要么廉價(jià)銷售，要么只做初級(jí)加工，使煤中的精華部分沒(méi)有得到充分利用，甚至被白白浪費(fèi)。天元公司的技術(shù)看似傳統(tǒng)而簡(jiǎn)單，但其可貴之處在于將焦化、荒煤氣提純與焦油加氫3種技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)接耦合，使整個(gè)裝置形成了閉路循環(huán)，最大限度地利用了煤中揮發(fā)成分，故而比其他煤化工裝置更節(jié)能環(huán)保。

　　經(jīng)濟(jì)實(shí)用耗水量少的煤炭加工技術(shù)

　　“天元項(xiàng)目最大的亮點(diǎn)是投資省、見(jiàn)效快、成本低、水資源消耗少。”全國(guó)人大代表、陜西煤業(yè)化工集團(tuán)董事長(zhǎng)華煒這樣認(rèn)為。

　　他說(shuō)，耗水量大是影響煤化工產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。由于我國(guó)煤炭資源與水資源呈明顯的逆向分布，擁有全國(guó)煤炭資源量65%以上的西部地區(qū)，水資源擁有量只有全國(guó)的1/4。而就目前的煤化工技術(shù)而言，無(wú)論是傳統(tǒng)的煤制甲醇、煤制合成氨，還是新型的煤制油、煤制乙二醇，噸產(chǎn)品耗水均在10立方米以上，有的甚至超過(guò)15立方米。導(dǎo)致一個(gè)上規(guī)模的項(xiàng)目，年耗水量高達(dá)上千萬(wàn)甚至數(shù)千萬(wàn)立方米。水資源短缺與煤化工耗水量巨大這一矛盾，已經(jīng)并將繼續(xù)制約我國(guó)煤化工產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。

　　“陜煤—榆林版煤制油”技術(shù)則不同，由于該技術(shù)是通過(guò)煤的干餾提取揮發(fā)分，且煤焦油輕質(zhì)化過(guò)程耗水量較少，使整個(gè)裝置的耗水量大幅減少。從天元公司50萬(wàn)噸/年中溫煤焦油輕質(zhì)化裝置的實(shí)際運(yùn)行看，即便配套500萬(wàn)噸煤干餾裝置，每年耗水量也不過(guò)240萬(wàn)立方米。按成品油收率80%計(jì)算(即1年生產(chǎn)40萬(wàn)噸燃料油)，噸油的耗水量不足6立方米，僅相當(dāng)于傳統(tǒng)煤化工和新型煤化工耗水量的1/2。

　　再?gòu)耐顿Y及收益情況看，天元公司50萬(wàn)噸/年中溫煤焦油輕質(zhì)化裝置及其配套項(xiàng)目，總投資17億元。如果當(dāng)初為其配套建設(shè)500萬(wàn)噸煤干餾裝置，整個(gè)項(xiàng)目的投資不過(guò)20億元，噸油品投資額約5000元，不到直接制油或間接制油投資額的一半。截至2010年12月31日，該裝置安全平穩(wěn)運(yùn)行近200天，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)燃料油13萬(wàn)多噸，實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)7000多萬(wàn)元，創(chuàng)造了大型化工裝置當(dāng)年投料試車，當(dāng)年實(shí)現(xiàn)安全平穩(wěn)運(yùn)行，當(dāng)年盈利的良好業(yè)績(jī)。這些都充分表明：“陜煤—榆林版煤制油”技術(shù)，是一項(xiàng)性價(jià)比高、用水量少、項(xiàng)目投資回收期短的先進(jìn)實(shí)用技術(shù)。

　　中國(guó)工程院院士胡永康、西北大學(xué)化工學(xué)院院長(zhǎng)馬曉迅，以及中國(guó)石化洛陽(yáng)石化工程公司副總工程師梁龍虎等專家則認(rèn)為：“陜煤—榆林版煤制油”技術(shù)，是一項(xiàng)真正擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、具有中國(guó)特色的煤制油技術(shù)。其示范裝置的成功運(yùn)行，不僅證明了該項(xiàng)技術(shù)的安全可靠性、節(jié)能環(huán)保性，更證明了其節(jié)水性和經(jīng)濟(jì)可行性，是一項(xiàng)值得國(guó)家關(guān)注和重視的實(shí)用技術(shù)，為富煤缺水的西部地區(qū)實(shí)現(xiàn)煤的就近高效轉(zhuǎn)化開(kāi)辟了新的途徑和方法，較好地解決了煤化工耗水量大的難題。專家們同時(shí)建議：天元公司應(yīng)通過(guò)示范裝置的運(yùn)行，不斷積累經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)化參數(shù)，提取煤焦油中更多有用成分，開(kāi)發(fā)新技術(shù)，降低荒煤氣中的氮含量，提升裝置運(yùn)行效率和安全性。

　　“我們已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)中開(kāi)發(fā)出荒煤氣降氮提氫技術(shù)，正著手工業(yè)化試驗(yàn)，一旦成功，煤焦油輕質(zhì)化的能耗和運(yùn)行費(fèi)用將大幅降低。”太原理工大學(xué)教授張永發(fā)的這番話令專家們無(wú)比振奮。

　　他說(shuō)，由于工藝不同，中溫煤干餾產(chǎn)生的煤氣中氫氣、一氧化碳等有效成分低，熱值低，氮含量高，處理難度大，利用的經(jīng)濟(jì)性差，導(dǎo)致這部分煤氣幾乎全部“點(diǎn)天燈”。天元公司雖然斥資1.3億元，專門為其50萬(wàn)噸/年中溫煤焦油輕質(zhì)化項(xiàng)目建設(shè)了荒煤氣提氫裝置，但該裝置的運(yùn)行費(fèi)用較高。為此，太原理工大學(xué)專門成立了課題組，開(kāi)發(fā)出一種能使荒煤氣中氫氣、一氧化碳等有效成分增加，氮含量減少的新工藝技術(shù)。實(shí)驗(yàn)裝置表明，采用該技術(shù)，荒煤氣中的氮?dú)饪纱蠓�降�?%以下，氫氣含量可由目前的30%提升至46%，一氧化碳含量增加4~6個(gè)百分點(diǎn)，甲烷含量大比例提升。從而大大減輕了荒煤氣提氫裝置負(fù)擔(dān)，減少運(yùn)行費(fèi)用約1/3。

　　毛世強(qiáng)則向筆者透露，天元公司技術(shù)人員已經(jīng)開(kāi)發(fā)成功粉煤流態(tài)化中溫干餾技術(shù)，并已完成了工業(yè)化試驗(yàn)。采用該技術(shù)后，煤焦油收率可提高3倍以上。目前，天元公司正著手建設(shè)20萬(wàn)噸/年粉煤流態(tài)化中溫干餾裝置，一旦實(shí)施，“陜煤—榆林版煤制油”技術(shù)的產(chǎn)油率將翻番，項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益將更加可觀。他同時(shí)透露：天元公司今年將投資2億元，建設(shè)2萬(wàn)噸/年全球最大的精酚生產(chǎn)裝置。

　　“目前，精酚市場(chǎng)價(jià)超過(guò)1.2萬(wàn)元/噸，且供不應(yīng)求。2萬(wàn)噸精酚裝置建成投產(chǎn)后，1年可產(chǎn)生2億多元收益。不僅如此，由于酚容易與氫氣反應(yīng)，消耗大量氫氣。同時(shí)，腐蝕管道和設(shè)備，造成安全隱患。提酚后，這些問(wèn)題均可迎刃而解，裝置的安全性會(huì)更高，公司的經(jīng)濟(jì)效益會(huì)更好�！泵�世強(qiáng)堅(jiān)信，通過(guò)不斷優(yōu)化和改進(jìn)，“陜煤—榆林版煤制油”技術(shù)將日臻完善，成為黃土高原上一顆閃亮的明珠，助推煤化工產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，為我國(guó)“煤代油”工程提速。

來(lái)源：中國(guó)化工網(wǎng)