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我国成功突破煤化工核心技术
2009-12-3 来源:中国聚合物网
关键词:煤化工 丙烯 甲醇

    搭建联盟平台:整合行业优势资源
    说到FMTP项目开发成功的关键因素,“新一代煤(能源)化工产业技术创新战略联盟”功不可没。
    据了解,FMTP工业技术是联盟的首个重大技术创新项目。项目开发过程中,联盟充分发挥了组织结构优势和资源整合能力,特别是工业工程公司牵头组织并积极参与到技术开发的各个环节中来,发挥了很好的桥梁和纽带作用,使产业化技术开发进程得以顺利推进,从而形成了最优的技术创新模式。
    据了解,在大专院校和科研院所中,更多的科研成果只能做到小试或中试阶段,实现工业化的成果较少。煤化工技术开发更是如此。单个高校、科研院所或单个企业仅能参与工业技术开发某一环节或几个环节的工作,都不足以承担全过程、全系统的技术开发任务,技术成果很难实现工业化。而我国传统的产学研结合基本局限于单个技术的合作开发,大多数的开发项目仅依靠个别企业和科研院所在自愿的基础上自由结合,结构松散,责、权、利关系不够明确,无法有效整合行业优势资源,发挥行业整体合力,并最终形成集成化、系统化的工业技术。“新一代煤(能源)化工产业技术创新战略联盟”理事长金克宁坦言,这正是我国煤化工重大产业化技术开发中的瓶颈。
    联盟全新的技术创新模式恰恰解决了这个问题。据金克宁介绍,联盟集合了国内一大批煤化工领域优秀的技术研发单位、工业工程公司、装备制造企业和煤化工生产企业,一直以来“单兵作战”和“单线联系”的煤化工各路人马在加入联盟的那一刻实现了统一。这种成员结构使得联盟内部就可以完成“基础研究—小试—中试—工业示范—工业化生产”产业技术创新链条的全部过程。尤其是联盟中的工业工程公司从技术小试阶段就开始介入,对技术进行了全系统、全流程的集成和优化,以适应工程化的需要,使技术更有利于工业放大和推广。
    金克宁接着说,联盟还是一种“以企业为主体,以市场为导向,以契约为纽带”全新的技术创新模式。具体来说,联盟根据成员单位各自的资源和优势,在国家重点项目的引导下,以煤的清洁高效开发和综合利用中新一代煤化工的重点关键技术创新和重要标准需求为纽带,在平等自愿的基础上制定并签署了联盟协议,以契约的方式明晰了联盟成员单位的责、权、利关系,确立了投入、决策、风险承担、利益分配、知识产权归属等机制,规范各方主体的行为,形成了共同投资、利益共享、风险共担、共同发展的长期、稳定、制度化的产学研利益共同体,为联盟形成强大的资源整合能力奠定了坚实的基础。
    “FMTP工业技术开发项目既是联盟创新模式的一个实践,同时也是这种创新模式成功的一个明证。”金克宁说。FMTP工业技术开发中,联盟各类成员单位分兵作战又紧密配合,共同完成了这一艰巨的攻坚任务。作为技术研发单位,清华大学对技术总负责,天津大学等重点高校和科研院所也对FMTP工业技术提出了很好的改进意见;中国化学工程集团公司作为牵头单位和主要投资方,承担了工程设计和建设,并从小试就开始介入,在科研成果工业转化过程中起到了桥梁和纽带作用;安徽淮化集团有限公司等生产企业提供建设场地、公用工程,并负责装置运行。联盟的各类成员单位充分利用各自优势,在FMTP工业技术开发过程中都发挥了重要作用。联盟内的多个研究机构参加了联合攻关,共有包括中国工程院院士、长江学者、国家级设计大师等在内的约300余名科研人员、工程技术人员开展了补充小试、工程放大、工业试验装置建设和开发运行等环节的技术攻关。联盟这种独特的项目组织模式克服了传统产学研模式存在的资源分散、组织松散、权责不清等弊端,有效地整合了资源,形成了联盟成员的非竞争性的“食物链”关系。  
    第一个吃螃蟹:道路充满曲折艰辛
    回首FMTP工业技术的开发过程,大家的共同感受是,开发道路充满了曲折与艰辛。
    实验室小试不断深化。近年来,中国化学工程集团公司根据国家规划、市场需求和自身战略发展的需要,一直积极寻求新一代煤化工关键技术的突破;此时,清华大学十几年间所积累的烃类催化裂解制丙烯的许多研究成果正“待字闺中”。共同的需求使双方很快找到了合作的契合点。中国化学工程集团公司决定联合清华大学和安徽淮化集团有限公司共同开发FMTP工业技术。很快,清华大学组织了FMTP小试成果评审会,评审会肯定了FMTP工业技术的先进性及其工业应用的可行性。为使小试成果更加可靠,中国化学工程集团公司和清华大学在此基础上又进一步开展了小试补充试验。在10个月的时间里,技术开发人员进行了上百次的试验,最终取得了令人满意的效果,顺利通过了中国化学工程集团公司组织的专家评审。至此,FMTP小试工作告一段落。
    工业试验稳步推进。在FMTP和催化剂小试研究成果的基础上,2007年9月,中国化学工程集团公司和清华大学共同完成了FMTP和催化剂工业试验装置的工艺包编制工作。10月,处理甲醇3万吨/年的FMTP工业装置和55吨/年(含水60%)的催化剂原粉工业装置,在淮南开始建设。9个月后,催化剂原粉装置建成并开始进行开发试验。通过一次又一次的摸索,一次又一次的改进,2008年10月,终于生产出了合格的催化剂原粉,其产能达到了设计值的1.95倍。2008年11月,2吨/天的催化剂造粒工业试验装置在天津北辰科技园区内建成,技术开发人员在经过了数百次的试验后,终于得到了合格的催化剂,其物理性能和反应性能均达到了FMTP工业技术试验的要求。在FMTP工业试验装置机械竣工后,2009年9月19日,FMTP工业技术试验迎来了最后也是最为关键的时刻——化工投料。MTO、ETP、EBTP及各种工况下的不同试验依次展开,历经470个小时连续、稳定、安全运行后,主要技术指标达到了国际领先水平。经过3年多的努力,FMTP工业技术开发宣告成功。
    开发人员拼搏奋进。参与试验的全体人员以强烈的责任心和使命感,使每项技术难题逐一化解。他们在攻关历程中留下了一串串拼搏奋进的足迹,走出了一条前人从未走过的路。在项目开发遇到巨大阻碍时,“新一代煤(能源)化工产业技术创新战略联盟”理事长金克宁挺身而出,坚毅的话语掷地有声:“FMTP工业技术项目对国家意义重大,即使有风险也要坚持走下去,一旦开发失败,责任由我来承担。”金克宁的鼓励和敢于承担责任的精神打消了各开发单位的顾虑,坚定了开发人员的信心。专家委员会副主任严义培早已过了退休年龄,可为了FMTP工业技术的开发,他全身心地投入到繁忙的工作中来,在项目现场安营扎寨、坐镇指挥,为FMTP工业技术开发立下了汗马功劳。来自中国化学工程集团公司、清华大学、安徽淮化集团有限公司等联盟单位的技术开发人员同样对FMTP工业技术的开发倾注了无数心血。他们中有的人以智慧和辛劳破解了一个个技术难题,有的人用丰富的生产经验力保装置试车顺利进行,有的人在项目现场默默承受着亲人辞世的沉重打击。每天只能睡上三四个小时,几个月不能和家人团聚在他们中是常有的事。某种程度上说,正因为拥有这样勇于奉献的研发团队,才收获了今天的巨大成功。
    业界高度评价:意义重大影响深远
    11月27日,中国石油和化学工业协会在北京举行了FMTP工业技术开发成果鉴定会,包括汪燮卿、李洪钟、杨启业等3位院士在内的11位煤化工领域专家对FMTP工业技术进行了权威鉴定。业内专家对FMTP工业技术给予了高度评价,一致认为,FMTP工业试验装置工艺科学、合理,运行安全、可靠,技术创新性强,主要技术指标和总体技术处于国际领先水平。
    记者从鉴定会上了解到,在FMTP工业技术试验中通过调整反应器的有关操作条件,装置的甲醇处置量由原设计的3万吨/年提高到近5万吨/年,这有利于工业规模生产装置主要设备尺寸的减小,降低投资成本;甲醇单程转化率可达到100%,丙烯总收率高于原确定的技术标的;反应气中,丙烯的含量大于乙烯,有利于实现本技术开发的目标——甲醇制丙烯,也证明了开发的催化剂是一个适用于FMTP的催化剂;催化剂强度良好,在工业试验过程中没有出现明显破损现象,同时催化性能也没有出现明显降低,证明该催化剂完全可用于大型工业生产装置。
    FMTP工业技术开发成功意义重大,影响深远。概括起来有三大意义:第一,标志着我国第一个具有自主知识产权的煤制丙烯技术的诞生,实现了丙烯生产原料多样化和“对石油的部分替代”,对于突破我国资源瓶颈、推进国家能源结构调整,具有十分重大的意义。第二,FMTP工业技术是适应我国煤化工产业状况的重要技术之一,它的开发成功对于高效清洁利用煤炭资源,缓解甲醇产能过剩局面,延伸煤化工产业链,促进煤化工产业的持续、健康发展都将起到重要作用。第三,FMTP工业技术的开发成功不仅填补了煤制丙烯技术上的一大空白,而且打破了国外对煤化工重大关键技术的垄断局面,对于我国从煤化工生产大国向煤化工技术强国转变将产生重大影响。

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(苒儿)
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