2021年11月3日，2020年度科學(xué)技術(shù)獎勵大會在人民大會堂召開。“萬噸/年煤間接液化成套技術(shù)創(chuàng)新開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化”項目被授予科學(xué)技術(shù)進步獎一等獎，這項飽含數(shù)代科學(xué)家心血的項目終于折下桂冠，分散釜獲得科學(xué)技術(shù)獎勵。

　　2020年，我國原油消費量同比增長5.6%，原油對外依存度高達73.5%，同時，新增探明油氣地質(zhì)儲量降至近10年來點，我國油氣資源對外依存度不斷上升，保障能源安全成為當(dāng)務(wù)之急。全球單體規(guī)模的萬噸/年煤間接液化項目如何誕生？它經(jīng)過了哪些挫折？自主核心技術(shù)高溫漿態(tài)床費托合成工藝與催化劑是如何攻克的？項目更二完成人中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所研究員、中科合成油技術(shù)總經(jīng)理、更席科學(xué)家李永旺組織領(lǐng)導(dǎo)并經(jīng)歷見證了二十多年煤制油技術(shù)創(chuàng)新開發(fā)的全過程。

　　油品安全事關(guān)經(jīng)濟社會發(fā)展，我國缺油少氣的現(xiàn)實無法改變，推進大型煤間接液化成套技術(shù)開發(fā)與工業(yè)化應(yīng)用，具有重大的戰(zhàn)略和現(xiàn)實意義。

　　2016年12月5日22時16分，神華寧煤萬噸/年煤制油工程Ⅰ系列油品合成裝置費托合成反應(yīng)器開始投料23時50分各項指標(biāo)分析合格，煤制油全流程打通。在距離德國科學(xué)家費歇爾和托普森發(fā)現(xiàn)費托合成反應(yīng)的近百年后，真空分散機我國完全掌握了先進的百萬噸級煤炭間接液化工程的工業(yè)核心技術(shù)，成為全世界少數(shù)掌握該技術(shù)的之一。

　　起初，神華寧夏煤業(yè)集團年產(chǎn)萬噸煤制油項目決定采用中科合成油技術(shù)，而非煤化工巨頭南非沙索技術(shù)時，就震驚了國內(nèi)外煤化工領(lǐng)域?qū)＜摇Ｖ袊苏莆兆约旱拿\、建設(shè)中國自己的煤制油工業(yè)的大幕徐徐開啟。

　　2011年期《中國煤化工》雜志發(fā)表評論稱：“十年來，中國人的素質(zhì)在提高，對外合作方式在轉(zhuǎn)變，技術(shù)水平在升級，而沙索卻低估了這些轉(zhuǎn)變的速度至少在今天，沙索的技術(shù)并不是那么神秘和不可替代。”

　　艱辛的技術(shù)引進談判戛然而止，待價而沽的沙索敗退，背后是煤制油的技術(shù)狂奔突進。其實，這項發(fā)達無不渴求的關(guān)鍵技術(shù)，在我國曾經(jīng)多次遭受冷遇，險些熄滅火種。

　　德國在更二次世界大戰(zhàn)期間因戰(zhàn)爭機器的需求，建造了9個費托合成油，二戰(zhàn)結(jié)束后，由于石油工業(yè)的興起，煤制油裝置全部關(guān)閉。緊接著南非又異軍突起，上世紀(jì)50年，國際社會上對南非實行石油禁運政策，南非被迫發(fā)展煤制油工業(yè)，在將近60多年的時間里，南非沙索成長為世界的綜合性煤化工企業(yè)。真空分散機在這一領(lǐng)域，技術(shù)真正決定了誰是強者。

　　新中國成立后，煤制油技術(shù)更是曲折坎坷。1950年德國柏林工科大學(xué)歸來的趙宗燠博士接管了日軍引進的德國常壓鈷基固定床費托合成煤制油，當(dāng)年就恢復(fù)擴建裝置，分散釜產(chǎn)量時達4.7萬噸/年。同期的1953年中科院大連石油研究所在張大煜所長組織下成立了中國科學(xué)院煤炭研究室，即中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所的前身，同時開展了4500噸/年熔鐵催化劑流化床合成油試驗。但就在這個關(guān)鍵時刻，大慶油田的發(fā)現(xiàn)，讓中國放棄了對“人造石油”的追求。

　　1980年中國改革開放開始不久，伴隨而至的世界石油危機，加上我國很難再找到大慶油田這樣的新油田。富有遠見的能源科學(xué)家們將眼光又落在了煤制油上，中科院山西煤炭化學(xué)研究所開始在鮑漢琛和張碧江兩任所長組織下，攻關(guān)煤炭間接液化的固定床兩段法合成汽油工藝技術(shù)，持續(xù)經(jīng)歷了十余年，于1993-1994年在山西晉城化肥完成了2000噸/年工業(yè)試驗，產(chǎn)出了90號汽油產(chǎn)品，由于當(dāng)時油價低彌、經(jīng)費短缺、真空分散機技術(shù)經(jīng)濟性等原因，試驗隨后處于暫時停滯狀態(tài)。1997年冬天，李永旺被召回國。一回國，就被山西煤化所時任所長鐘炳急切地召集到辦公室，“所有參加煤制油攻關(guān)的課題組都處于解散的邊緣，你回來負(fù)責(zé)煤制油技術(shù)開發(fā)，人員隨你調(diào)，隊伍不能散?！崩钣劳挥傻氐刮艘豢跉?。

　　李永旺更先把與合成油相關(guān)的五個課題組整合在一起，并決定對合成工藝的主攻方向?qū)嵭兄卮筠D(zhuǎn)變，由原來的固定床費托合成油工藝改變?yōu)楦鼮橄冗M的漿態(tài)床費托合成油工藝。任務(wù)掉頭，困難加倍。

　　1998年實驗室成功地研制出了高性能的低溫漿態(tài)床費托合成鐵基催化劑，同時蠟催化劑分離技術(shù)獲得重大進展，漿態(tài)床煤制油工藝的技術(shù)經(jīng)濟性瓶頸得到突破。李永旺仔細(xì)分析了從煤到成品油全流程工藝，認(rèn)為如果漿態(tài)床費托合成能夠在較高溫度下進行，就能充分利用費托合成反應(yīng)熱，提高煤制油的整體能量利用效率，由此更次在國際上提出了全新的高溫漿態(tài)床費托合成油概念和工藝技術(shù)。在合成油裝置放大規(guī)模上，李永旺認(rèn)為千噸級漿態(tài)床煤制油裝置是小具有代表性的規(guī)模，而這已是實驗室小型裝置的2000倍，要往前走，至少需要8000多萬元的科研投入。這對中科院的科研人員來說幾乎是天方夜譚。

　　李永旺的老師、化工工程專家Froment教授在他回國前意味深長地說：“可以預(yù)見的是，10年內(nèi)煤制油在中國有可能會有大動作，而這個技術(shù)要能達到工業(yè)化也至少需要10年，回去吧，小伙子，我教給你的動力學(xué)與反應(yīng)器知識也許會有用的。”

　　“那時真是到了山窮水盡的時候，我們的科研經(jīng)費也花的差不多了，眼看實驗室就要赤字運行了。”正在苦惱于工業(yè)中試階段經(jīng)費的李永旺與時任所長孫予罕在2001年7月給中國科學(xué)院原副院長匯報了煤制油技術(shù)研發(fā)工作，之后，力主啟動漿態(tài)床煤制油千噸級工業(yè)中試項目，煤制油項目被列為更批啟動的中科院知識創(chuàng)新工程重大項目，并得到了3000萬元的經(jīng)費支持，這也促進了科技部“863”計劃“煤制油”重大項目的啟動。

　　2002年9月千噸級工業(yè)中試試驗裝置建成并試車成功。一石激起千層浪，煤制油中試裝置成功出油的消息獲得全行業(yè)關(guān)注度，山西潞安集團、中國神華集團、徐州礦業(yè)集團等紛紛前來考察，要求投入資金進一步完善煤制油中試技術(shù)。2006年2月，由山西煤化所、內(nèi)蒙古伊泰集團、神華集團、山西潞安礦業(yè)集團、徐州礦務(wù)集團和連順能源共同投資，成立了中科合成油技術(shù)，之后在工程化實施過程中又相繼成立了中科合成油工程和中科合成油催化劑。

　　一項技術(shù)必須經(jīng)過“實驗室工業(yè)中試試驗工業(yè)化示范大規(guī)模工業(yè)化示范商業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)”這樣一個過程，李永旺說，煤制油是一項非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及幾百個?？啤⑸锨€節(jié)點，每一個點上都有對應(yīng)的專門人員，而他所在的單位，掌握著成套的核心煤制油工藝和催化劑生產(chǎn)技術(shù)，一個人走了，不僅會導(dǎo)致技術(shù)外流，這個項目也得從頭再來，損失無法估量。

　　李永旺將市場經(jīng)濟同國際上的先進的獎勵制度結(jié)合起來，研究出一套新型的激勵制度。從初的三五個人到后來的1000多人，李永旺的團隊就像一塊巨大的磁鐵，不斷將科研行業(yè)精英吸到身邊。2008年初，科技團隊通過借貸方式投資擁有了部分股份，解決了科技人員的吸引、穩(wěn)定和長期激勵等問題。

　　股權(quán)社會化就像化學(xué)反應(yīng)中的催化劑，加快了科研成果轉(zhuǎn)化的反應(yīng)速度，為煤制油示范建設(shè)運行插上了騰飛的翅膀。

　　回國不到十年，李永旺已經(jīng)按照與導(dǎo)師的約定將煤制油技術(shù)往工業(yè)應(yīng)用方面推進了一大步。

　　2009年，春寒乍暖的內(nèi)蒙古鄂爾多斯草原上，我國個16萬噸/年煤炭間接液化示范裝置試車成功，烏黑的煤炭化作清澈的柴油噴涌而出，中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所李永旺研究員與伊泰集團董事長張雙旺緊緊擁抱在一起。2011年開始建設(shè)世界單套規(guī)模的萬噸/年煤制油商業(yè)示范裝置，2016年建成并實現(xiàn)了一次性開車成功，2017年又相繼建成投產(chǎn)了內(nèi)蒙古伊泰杭錦旗120萬噸/年和山西潞安100萬噸/年的兩個百萬噸煤制油裝置

　　隨著工規(guī)模越來越大，李永旺團隊的關(guān)注點也發(fā)生了變化，“我們技術(shù)基本上成熟了，下一步就是向著大型綜合一體化、產(chǎn)品多元化高值化方向發(fā)展，裝置規(guī)模向500萬噸級或1000萬噸級的綜合一體化方向發(fā)展，加快技術(shù)升級步伐，形成柴油汽油航油潤滑油化學(xué)品聯(lián)產(chǎn)成套新技術(shù)，爭取2025年煤基合成油替代石油能力達到2000萬噸以上”。

　　除了技術(shù)的突飛猛進，煤制油的外部環(huán)境卻撲朔迷離。一方面煤炭和石油的價格始終影響著煤制油技術(shù)、分散釜工藝的發(fā)展速度，另一方面煤化工項目對二氧化碳減排的要求也越來越緊迫。“煤制油有利潤高的時候，也有利潤低的時候，油價高時煤制油還有利潤，油價低、煤價高時利潤空間就小了?！崩钣劳劦矫褐朴偷耐獠凯h(huán)境時表示，“現(xiàn)在全球能源價格體系都比較混亂，不好預(yù)測，以前國際原油連續(xù)十年都在每桶100美元以上，近幾年一下降到60美元左右，現(xiàn)在又漲到80多美元，但國內(nèi)煤價又突然漲了二三倍，變化太大?！?/p>

　　為了抑制煤價油價波動對企業(yè)造成風(fēng)險，只有通過技術(shù)創(chuàng)新，把技術(shù)做精做細(xì)，把經(jīng)濟效益提上去，才能克服煤價油價波動引起的技術(shù)發(fā)展掣肘，創(chuàng)新是技術(shù)發(fā)展的源頭和不竭動力。李永旺表示，我們目前著重點還是要在延伸產(chǎn)品鏈上下大功夫，下大力氣，深加工生產(chǎn)高值的特種燃料、潤滑油、溶劑油、高熔點費托蠟，如潞安除生產(chǎn)柴油、石腦油、LPG外，還生產(chǎn)岀高值的太行牌潤滑油、系列牌號的高熔點費托蠟等產(chǎn)品，伊泰也生產(chǎn)出了C6-C8的單質(zhì)正構(gòu)烷烴溶劑油。在未來新上的煤制油項目上我們將進一步提高項目的能源綜合利用效率，將碳減排技術(shù)與煤制油技術(shù)相耦合，盡努力減排二氧化碳，同時滿足對油氣的重大核心需求。

　　多年來，李永旺和他的研發(fā)團隊在煤制油技術(shù)的研發(fā)過程中發(fā)表論文600多篇，申請授權(quán)的中國發(fā)明專利130多件，先后獲得過中國科學(xué)院杰出科技成就獎、能源科技進步一等獎、中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會科技進步特等獎和技術(shù)發(fā)明一等獎、更二十一屆中國專利金獎等獎項。他們已成為國際上影響力的煤制油研發(fā)團隊之一。李永旺高興地說，“中科合成油完成了當(dāng)初被、中科院和山西省賦予的歷史使命”。

　　煤制油未來前景如何，李永旺認(rèn)為：至少在短中期內(nèi)，我國油氣短缺的局面較難改變，煤制油滿足油氣的核心需求是位的，煤制油至少在二三十年內(nèi)仍然會發(fā)揮重要的作用。放眼長遠，李永旺提出了一套發(fā)展思路：“我們的技術(shù)研發(fā)重點將逐步由制油為主轉(zhuǎn)變?yōu)橹聘咧祷瘜W(xué)品和材料為主，并進一步擴大實現(xiàn)低質(zhì)褐煤、生物質(zhì)、有機垃圾等含碳資源的能源轉(zhuǎn)化，以實現(xiàn)新的技術(shù)革命，在“雙碳”大目標(biāo)下保持技術(shù)的不斷發(fā)展和升級，為未來能源轉(zhuǎn)型和煤炭高效清潔低碳化利用做出新的貢獻?！?br>以上信息由江陰市精誠化工機械有限公司整理編輯，了解更多分散機,分散釜,砂磨機,真空分散機,高粘度攪拌機,雙行星攪拌機,臥式砂磨機,高粘度攪拌釜信息請訪問http://0392.org.cn/