正在建设中的我国第一个煤制天然气示范项目——大唐集团公司内蒙古克旗煤制天然气项目施工现场。
截至8月24日10时，神华集团煤制烯烃项目共生产聚烯烃4866吨，平均负荷率70%，甲醇转化率达100%，乙烯加丙烯的双烯选择性达80.3%。转化率和选择性这两个重要指标均达到设计要求。装置运行平稳，连在现场观看开车的中石化洛阳研究院专家陈俊武院士都说：“装置开车之顺利，出乎意料。”
这个示范项目的成功，标志着国家发改委布局的9个现代煤化工示范项目已完成5个，其中煤制油、煤制烯烃，煤制乙二醇4个示范项目全部完成。同时，人们对煤化工示范项目的关注也再次成为热点。
2009年9月建成投产的新奥集团鄂尔多斯年产40万吨煤制二甲醚装置。
自主知识产权生了根
盘点这批煤化工示范项目，最大的亮点就是项目的核心技术均采用了具有中国自主知识产权的技术。当初神华集团在筹建煤制烯烃项目时，他们一开始看上了世界一流的美国环球公司的甲醇制烯烃技术，但不久就被国内中科院大连化学物理研究所先进的甲醇制低碳烯烃技术吸引了眼球。立足于中国煤化工大国的雄厚基础，大连化物所从1980年起就开始进行甲醇制烯烃技术研究，并努力进入了国际领先行列。2006年8月，该所甲醇制烯烃技术完成了万吨级工业性试验，经专家鉴定，甲醇转化率达99.18%，乙烯加丙烯选择性达78.71%，吨烯烃消耗甲醇2.98吨。神华集团煤制烯烃项目最终选择了大连化物所的技术，也是当今世界最好的技术。
这批煤化工示范项目的另一个亮点，就是项目装置均为世界首套或主要工艺技术为国内外首创。神华集团在内蒙古鄂尔多斯建设的108万吨/年直接液化煤制油示范项目，采用了国内经20多年研究开发的煤直接制油技术成果，是完全依靠自己的技术力量设计建造的世界首套特大型煤直接液化制油装置。2008年12月30日，该装置投料试车成功，截至2010年8月24日，装置累计投煤时间超过5578小时，累计生产油品52.36万吨，煤转化率达90.94%，蒸馏油收率56%~57%。最长连续运行时间达到4个月，装置负荷率85%，运行平稳。生产的油品是超洁净交通运输燃料，对城市环保十分有利。
内蒙古通辽金煤化工有限公司建设的20万吨/年煤制乙二醇示范项目，也是世界首套煤制乙二醇大型工业化装置。该项目于2009年12月建成试车成功，项目完全采用了具有中国自主知识产权的技术，技术研发单位——中科院福建物质结构研究所经30年不懈攻关，终于取得这一国际领先水平的技术成果。该项目的成功，实现了传统煤化工向石油化工产业的延伸，对缓解国内石油和石化产品的短缺矛盾具有重要意义。
同时应当看到，目前这批示范项目还有许多重要技术装备要从国外引进。神华集团煤制烯烃项目除核心的甲醇制烯烃技术是自有技术外，其他技术大多是引进的。如气化炉采用了美国通用公司的7台1500吨日投煤量的水煤浆气化炉，开五备二，该炉型就是在国内运行最成熟的德士古炉型。2×26.5万标准立方米/小时的合成气净化装置，采用了德国林德公司的低温甲醇洗工艺；180万吨/年甲醇装置，采用了英国戴维公司的低压合成甲醇技术；30万吨乙烯、30万吨丙烯/年的烯烃分离提纯装置，采用了美国鲁姆斯公司的冷冻提纯技术。因此，加快煤化工关键设备和成套技术装备的开发，是发展现代煤化工亟待解决的问题。
2008年12月建成投产的神华集团鄂尔多斯年产108万吨直接煤制油项目。
气化炉被驯服
发展现代煤化工，掌握大型气化炉操作技术是关键。在国内煤化工示范项目中，大型气化炉是主要的卡脖子设备之一。目前，示范项目的企业摸索出丰富的运行操作经验，为国内外同行发展现代煤化工趟出了路子。
神华集团煤制油示范项目自2008年12月30日投产以来，其氢气供应不足一直是影响装置满负荷运行的卡脖子因素。负责制氢的两台壳牌气化炉曾出现较多的故障停车，不能达到设计的运转周期和负荷。企业通过摸索优化配煤、优化生产操作、增加除尘器备用陶瓷滤芯等措施，使煤制氢运行周期有较大延长。同时，企业还增加了一套天然气制氢装置，保障氢气供应。
国内另一家企业的壳牌炉，在运行中曾出现外壳温度升高接近设备设计值的情况，分析后发现原因是煤转化率过高，炉内流场形式发生变化。通过停车检修，对平衡孔位置作适当改动，最新的运行操作数据显示外壳温度大大降低。
有的壳牌炉出现合成气冷却器结垢现象，导致出口温度高。壳牌公司联合国内企业对该问题做了详细调查，采取混煤、稳定气化操作、优化烧嘴蒸汽添加量等措施，使这一问题得以解决。
合成气除尘器的陶瓷滤芯断裂是壳牌炉多发故障。各企业陶瓷滤芯的使用寿命不尽相同，一般在半年至两年之间，长的可达3年，而有的企业仅用了几星期就发生断裂。分析原因发现，这是由于滤芯之间的飞灰积累形成搭桥，承重超过了滤芯材料强度。通过实时监测反吹阀情况、根据负荷和煤种特性设定不同的反吹频率，减少了滤芯的损坏，提高了除尘器的使用寿命。
有的企业壳牌炉在气化炉和合成气冷却器连接处出现耐火泥磨蚀，严重时导致渣钉脱落、冷却器漏水情况。通过严格控制耐火泥涂覆施工质量、选择适当的耐火材料等措施，降低了磨蚀。根据多家壳牌煤气化炉使用厂家经验，此连接处的耐火泥寿命可超过两年。
目前国内已自主开发了多种先进的气化炉技术，同时也大量引进了多种炉型。据不完全统计，国内已投运和在建的国产气化炉有多喷嘴对置式水煤浆气化炉42台，多元料浆半水冷壁气化炉103台，航天炉22台，灰融聚气化炉23台。国内企业引进的气化炉有美国通用水煤浆气化炉57台，壳牌干粉气化炉23台，GSP气化炉7台，U-GAS气化炉1台。在生产实践中，国内企业已多次化解了气化炉生产中出现的故障，操作难度很大的气化炉生产技术正逐渐被国内企业所掌握。
2009年3月建成投产的内蒙古伊泰集团年产16万吨煤间接液化制油装置。
“十二五”将提速
示范项目的生产实践表明，在国际原油价格高涨的背景下，采用煤化工工艺生产这些产品正显示出越来越大的经济性。
据测算，石油路线的烯烃生产，每生产1吨烯烃大约需2吨多石脑油或轻柴油，而神华集团示范项目生产1吨煤制烯烃也只消耗约3吨甲醇。根据2010年8月份的数据，目前国内石脑油、轻柴油的市场价都在每吨5500元以上，而甲醇的市场价只有每吨2200元左右。如果项目建设在煤炭基地坑口，并且配备经济型的大规模装置，煤基甲醇的完全成本可以做到更低。煤制烯烃的成本优势十分明显。
大连化物所副所长刘中民曾进行过初步分析。以神华集团年产60万吨煤制烯烃为例，神华集团用的气化煤价格在每吨420元左右，锅炉煤价格在每吨250元左右，铁路运输距离170~200千米。经核算表明，当煤价平均在每吨400元时，与煤制烯烃成本相等的石脑油制烯烃，所用原油价格必须在每桶30美元以下，而现在国际油价一直在每桶80美元左右。“很明显，煤制烯烃生产路线具有很显著的经济竞争力。”刘中民说。
CCIN记者从神华集团煤制油分公司总工程师舒歌平处了解到，神华集团的煤制油成本，按年产105万吨成品油产量来计算，每吨油品总成本为3058元。而用原油炼制的油品要做到这个成本，所用原油价格必须在每桶47.85美元以下。
世界首套20万吨/年煤制乙二醇的技术发明人之一、福建物构所副所长姚元根告诉CCIN记者，在内蒙古通辽投产的煤制乙二醇成本约为每吨3000元，这与目前市场上卖的石油法乙二醇每吨6500多元的价格形成了巨大反差。
正是看到煤化工示范项目所显示的巨大经济性，国内几大石化公司已改变先前的排斥态度，开始向煤化工领域发展。
2010年2月3日，中石化与河南煤业化工集团签订了一份煤化工一体化项目合作意向书，着手中原石化乙烯原料路线改造。用河南煤化集团董事长陈雪枫的话来说，“就是要合作搞煤制烯烃项目”。
2010年4月，中国海洋石油总公司与大同煤矿集团公司达成合作，利用大同的中灰、低热值煤为原料，建设一套40亿立方米/年的煤制天然气项目，副产焦油41万吨/年、石脑油8万吨/年、硫黄18万吨/年、硫铵8万吨/年，总投资预计208亿元。
今年5月20日，中石化南京化工公司与山西兰花煤炭实业集团在上海签署合作协议，双方将在山西晋城市合作建设年产180万吨甲醇、60万吨烯烃项目，项目总投资180亿元。
CCIN记者近日从中石化仪征化纤股份公司煤化工项目部主管王跃军处了解到，目前该公司正规划在安徽淮南市建设180万吨甲醇、60万吨煤制烯烃项目，项目由中石化和安徽省各出资50%建设。
“十一五”时期，不少地方提出了发展现代煤化工的规划，因为神华集团煤制油、煤制烯烃等示范项目没有出来，这些规划均在国家核准这一关搁浅了。现在这几大示范项目均建成投产了，并显示出良好的技术可行性和投资经济效益，那么明年开始的“十二五”规划是不是将要对一批现代煤化工项目开闸？
对这一问题，CCIN记者注意到有关专家和官员的表态。石油和化学工业规划院院长顾宗勤说：“现在几大示范项目都开得这么好，神华集团煤制油项目负荷在80%以上，伊泰集团间接煤制油示范项目从2009年3月27日投产到现在一直稳定运行，负荷保持在100%，产品供不应求。效益这么好，有什么理由不让发展呢？我预计现代煤化工在‘十二五’将比‘十一五’发展得更快。”
2009年12月试车成功的内蒙古通辽金煤化工有限公司20万吨/年煤制乙二醇示范装置。
2010年8月21日开车成功的神华集团包头60万吨/年煤制烯烃装置。 （图片由刘方斌 呼跃军 陈丹江 摄）
