中国政府网 | 山西省人民政府 | 晋城市人民政府
网站支持IPv6 繁體中文
当前位置:首页 > 专题专栏 > 奋斗百年路 启航新征程 > 先进典型

【先进典型】探索煤制油科学产业化之路——记2020年度国家科学技术进步奖一等奖获得者李永旺团队

发布时间:2021-11-16    信息来源:黄河新闻网    编辑:

11月3日,由中国科学院山西煤炭化学研究所李永旺团队参与完成的“400万吨/年煤间接液化成套技术创新开发及产业化”项目被授予2020年度国家科学技术进步奖一等奖,这项凝聚数代科学家心血的项目登上了科技巅峰。2016年12月28日,习近平总书记对神华宁煤煤制油示范项目建成投产作出重要指示:“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。”

坎坷历程,艰辛探索,我国创造煤制油的新历史

2016年年底,神华宁煤400万吨/年煤制油工程打通全厂工艺流程,这对我国增强能源自主保障能力、推动煤炭清洁高效利用具有重大意义。在这个目前世界上单体规模最大的煤制油项目背后,站立着一支攻坚克难的核心技术团队。

石油被称为“工业的血液”,但我国是一个富煤少油的国家,目前三分之二以上的石油依赖进口,严重制约着我国的经济发展和能源安全。1923年,德国科学家费舍尔和托普舍发现可以将煤间接液化,仅过一年,就有中国人紧跟世界技术前沿,开始探索煤制油的途径。1951年,新中国生产出第一桶煤制油,但随着国内油田依次被发现,煤制油技术逐渐淡出视野。

进入改革开放时代,石油价格波动起伏,中科院山西煤化所集中科研力量,开始了我国第二次煤制油之旅。科研人员陆续研制出新型催化剂,开发新式合成工艺,油收率得到较大提升。

1997年冬天,正在比利时根特大学和鲁汶大学做博士后研究的李永旺,以中国科学院百人计划入选者被召回国。一回国,他就被山西煤化所原所长钟炳急切地召集到办公室,“所有参加煤制油攻关的课题组都处于解散的边缘,你回来负责煤制油技术开发,队伍不能散。”一副重担压在了李永旺身上。

李永旺把与合成油相关的五个课题组整合在一起,并对合成工艺的主攻方向实行重大转变,由原来的固定床合成工艺改变为更为先进的浆态床合成工艺。任务掉头,困难加倍。1998年实验室成功地研制出了高性能的低温浆态床费托合成铁基催化剂,同时蜡催化剂分离技术获得重大进展,浆态床煤制油工艺的技术经济性瓶颈得到突破。李永旺团队仔细分析了从煤到成品油全流程工艺,并首次在国际上提出了全新的高温浆态床费托合成油概念和工艺技术。

蓄力二十载,自主技术突破瓶颈,煤制油走出实验室

李永旺的导师,国际著名化工工程专家Froment教授在他回国前意味深长地对他说:“可以预见,10年内煤制油在中国有可能会有大动作,而这个技术要达到工业化也至少需要10年,我教给你的动力学与反应器知识也许会有用。”

“那时真是到了山穷水尽的时候,研究初期,科研经费花得差不多了,眼看实验室就要赤字运行。”正在苦恼时,煤制油项目被列为首批启动的中科院知识创新工程重大项目,并得到了3000万元的经费支持,这也促进了科技部“863”计划“煤制油”重大项目的启动。

2002年9月,千吨级工业中试试验装置建成并试车成功。一石激起千层浪,这个消息获得了全行业最高关注度,省内外企业纷纷前来考察,要求投入资金进一步完善煤制油中试技术。2006年2月,由山西煤化所、内蒙古伊泰集团、神华集团、山西潞安矿业集团、徐州矿务集团和连顺能源共同投资,相继成立了中科合成油工程有限公司和中科合成油催化剂有限公司。

一项技术必须经过“实验室——工业中试试验——工业化示范——大规模工业化示范——商业化大规模生产”过程,李永旺说,煤制油是一项非常复杂的系统工程,涉及几百个专科、上千个节点,每一个节点上都有对应的专门人员,而他所在的单位,掌握着成套的核心煤制油工艺和催化剂生产配方技术,一个人走了,不仅会导致技术外流,这个项目也得从头再来,损失无法估量。

李永旺将市场经济同国际上的先进的奖励制度结合起来,研究出一套新型的激励制度。从最初的三五个人到后来的300多人,再到1000多人,他的团队就像一块巨大的磁铁,不断将科研行业精英吸引到身边。2008年年初,科研团队通过借贷方式投资拥有了公司部分股份,解决了科研人员的吸引、稳定和长期激励等问题。科研人员卸下包袱轻装上阵,加快了科研成果转化的反应速度,为煤制油示范厂建设运行插上了腾飞的翅膀。

产学研用一体化,科研论文永远写在祖国大地上

回国不到十年,李永旺已经按照和导师的约定,将煤制油技术往工业应用方面推进了一大步。

2009年初春,内蒙古鄂尔多斯草原上,我国第一个16万吨/年煤炭间接液化示范装置试车成功,乌黑的煤炭化作清澈的柴油喷涌而出,李永旺与伊泰集团董事长张双旺紧紧拥抱在一起。2012年神华宁煤世界单套最大规模的400万吨/年煤制油商业示范装置开始建设。2016年实现了一次性开车成功。2017年,内蒙古伊泰杭锦旗120万吨/年和山西潞安100万吨/年的两个百万吨煤制油装置相继建成投产……

随着工厂规模越来越大,李永旺团队的关注点也发生了变化,“我们技术基本上成熟了,下一步就是向着大型综合一体化、产品多元化高值化方向发展,装置规模向500万吨级或1000万吨级的综合一体化方向发展,加快技术升级步伐,形成柴油——汽油——航油——润滑油——化学品联产成套新技术,争取2025年左右把煤基合成油替代石油能力达到2000万吨以上”。

除了技术的突飞猛进,煤制油的外部环境却扑朔迷离。一方面煤炭和石油的价格始终影响着煤制油技术、工艺的发展速度;另一方面煤化工项目对二氧化碳减排的要求也越来越紧迫。“为了抑制煤价油价波动对企业造成风险,只有通过技术创新,把经济效益提上去。”李永旺表示,“我们要在延伸产业链上下功夫,深加工生产高值的特种燃料、润滑油、溶剂油、高熔点费托蜡,如潞安除生产柴油、石脑油、LPG外,还生产出高值的太行牌润滑油、系列牌号的高熔点费托蜡等产品。在未来的煤制油项目上我们将进一步提高项目的能源综合利用效率,将减排技术与煤制油技术相耦合,尽最大努力减排二氧化碳,同时满足国家对油气的重大核心需求。”

多年来,李永旺和他的研发团队在煤制油技术的研发过程中发表论文600多篇,申请中国发明专利130多件,先后获得中国科学院杰出科技成就奖、国家能源科技进步奖一等奖、第二十一届中国专利金奖等等。他们已成为国际上最具影响力的煤制油研发团队之一。李永旺高兴地说:“中科合成油完成了当初被中科院和山西省赋予的使命。”

煤制油未来前景如何,李永旺提出了一套发展思路:“我们的技术研发重点将逐步由制油为主转变为制高值化学品和材料为主,并进一步扩大实现低质褐煤、生物质、有机垃圾等含碳资源的能源转化,以实现技术革新,在国家‘双碳’大目标下保持技术的不断发展和升级,为国家未来能源转型和煤炭高效清洁低碳化利用作出新的贡献。”

关于我们 | 网站声明 | 网站地图| 联系我们

主办:中共晋城市城区区委 晋城市城区人民政府 承办:晋城市城区融媒体中心网络部    违法和不良信息举报中心举报电话:0351-4281485 

网站标识码:1405020003  晋公网安备 14050002000308号 晋ICP备18005341号-1 360网站安全检测平台