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陈俊武:剪不断的煤化工情缘
作者:王玲 发表时间:2014年11月24日

  

  

  从上个世纪50年代开始,陈俊武院士就投身石油化工催化裂化工艺的工程技术开发,他是我国第一套流化催化裂化装置的设计师,为我国培养了一大批石化领域技术人才。随着国家对于煤炭化工的重视,他是国家煤化工发展咨询项目的重要成员,为自主创新的煤化工技术产业化落地提供了宝贵的意见和建议,他所在的中石化洛阳工程公司也以雄厚的技术研发和工程技术实力积极与科研院所展开合作,不断推动着产业的技术升级和生产工艺的完善。

  尽管已是催化裂化领域的标志性人物,但陈俊武院士丝毫没有架子,不管是本单位的同事还是与陈俊武院士合作过的外单位的科研人员都对他赞不绝口。身材清瘦,讲话不徐不疾,思路清晰的陈院士在北京接受了《高科技与产业化》杂志的专访。

  谱写中国煤化工辉煌

  本刊记者:您之前是从事石油化工工艺技术和工程研发的,是什么样的契机促成您进入现代煤化工领域的咨询和研究?

  陈俊武:应该说这是一个巧合。进入本世纪后,国家开始重视现代煤化工产业,那时候煤化工归煤炭部管,石油化工归化工部管,但实际上,煤炭部以往主要是挖煤、洗煤、运煤,并不太懂煤化工。由于煤化工在技术和工艺上和石油化工有很多相似的地方,负责煤化工项目咨询的中国国际工程咨询公司(简称中咨公司)找到我,希望我能够参与咨询,提出建议。

  国内第一个做煤化工的是神华集团的煤直接液化项目,上这个项目还有一段有趣的故事。当时,煤炭部在北京有一个煤炭研究所,做煤炭加氢液化制油的研究已经有几十年了,非常辛苦,期间他们也与日本、德国、美国相关研究部门合作过,外方投过资,捐献过设备,但研究成果一直没有走出实验室,一直是和瓶瓶罐罐打交道,没有真正的工业化示范装置。

  到了2000年初,神华开始项目的前期准备,这个时候美国的一家公司提出想帮中国做实验,当时神华也同意了,把中国的几千吨试验煤运到美国的试验地,并准备将做出的实验结果在中国进行审查。

  当时这个项目是由中咨公司负责审查,里面涉及到直接液化油品作催化裂化原料的技术方案,而我又比较熟悉催化裂化工艺,加之我1948年大学毕业后在抚顺的人造石油(煤制油)厂工作了6年之久,亲历过煤制油的工程实践,对它还是比较熟悉和清楚的,因此我参与了对美国煤制油方案的审查。

  本刊记者:审查的结果如何?

  陈俊武:他们确实提出准备将直接液化油品作催化裂化原料的技术方案,会议一开始我就把这个方案推翻了,我说用这个煤液化的油做催化裂化原料是不可行的,因为煤种很差,必须要加氢才能够生产合格油品,不能因为我是做催化裂化的我就投赞成票。他们也认同我的观点,放弃了美国的技术方案。再加上美国的公司后来也倒闭了,神华集团就决定自己开发。中国在煤化工的技术和人才上已经有几十年的积累,神华集团开发出来煤制油叫“神华技术”不是更好吗?

  就这样,神华煤直接液化项目于2002年9月得到国家计委正式批准,并于2003年12月正式完成了全厂基础设计工作。我的工作主要是在大方向上给他们提一些意见,从这以后,中咨公司就聘请我做了他们煤化工评审项目的专家组长,基本上主要的煤化工项目都请我审查,包括煤直接液化,煤间接液化,煤制烯烃等等。后来由于年纪大了,就没有再管煤制气和煤制乙二醇的评审。

  本刊记者:煤直接制油刚开始是否会在工艺上存在一些挑战?

  陈俊武:是这样的,煤直接制油的反应器很大,直径达到5米,高达40米,组装很困难,加之国内的制造能力有限,确实遇到很大的挑战。由于煤制油的厂址在内蒙和陕西的交界处,交通也不方便,制造厂做出来的大型装置运到那里也很费劲,后来神华决定采取就地制造、就地组装、就地焊接、就地热处理的设备制造方案,每一项步骤没有一个是简单的。开工初始的产出效果也不甚理想,因为所用的煤种不同,有些煤的渣滓会和加氢生成的重油混在一起,特别黏稠,杂质很难甩出来,需要稀释才能分离。由于甩出的渣滓会带出来好多重油,造成产油收率下降和产品损耗加大,收率损失了很多。所以我觉得煤直接制油只宜作为战略储备进行开发,推广会受到制约,此后我将更多的精力用于关注煤间接制油技术的开发和进展。

  助推自主创新技术落地

  本刊记者:煤间接制油就和中科院关系比较大了。

  陈俊武:煤间接制油的核心是费-托反应,其实算不上是新技术。德国最先研究,上个世纪60年代锦州就有一个煤间接制油厂,年产3万吨,用贵金属钴做催化剂,经济性差,所以后来也没有再做,改成天然原油的炼油厂了。

  中科院山西煤化所的李永旺博士曾在比利时留学时做的就是这个技术,他非常积极,希望实现该技术的产业化。同时,国外在煤间接制油技术方面也有进步,比如南非,他们吸收了德国的技术,并在美国的帮助下实现了技术工艺的大突破,可以达到年产700万吨油,国内也有很多人去参观过。

  李永旺同志很有志气,相信国内的技术一定不输于国外,但工程的东西必须要中试,中科院拿不出这么多钱,他就找到伊泰煤矿的老板,也是他的老乡,同意赞助他进行煤间接液化的中试。然后他就在太原开发区做了一套露天装置,因为煤气化的工艺非常复杂,他们先配制人工合成气(一氧化碳和氢气的混合气)来进行合成实验。

  巧的是当时中咨公司也正在讨论引进南非某公司的煤间接制油技术,而中科院李永旺博士的技术尚处在中试阶段,还拿不出成套的工艺包数据,但我非常看好中科院的数据和前景,我对中咨公司说,别看李永旺的技术还在中试阶段,但值得支持,我们应该支持他。

  南非的技术虽然成熟,可在讨论转让技术方案时南非公司要主导权,中国基本上没有资格提意见,催化剂也对中国保密,南非公司还准备在上海专门建了一个催化剂工厂,然后再将催化剂卖给中国的合作方(宁夏银川的宁煤公司),明显对中国是不公平的,我们专家组都觉得不合理;再者,南非目前的700万吨产能也是几十年逐步累积起来的,中国一下子上这么大的产能他们也需要重新设计方案,必将耗费很长时间。

  我们鼓励李永旺的中科合成油公司早日拿出结果,他们也不负众望,很快将产能放大到20万吨/年规模,并在山西和内蒙建了三套工业示范装置。完成这一步以后,又继续对装置的运行情况进行了连续72小时的标定,数据很完美,表明装置稳定可靠,大家都很信服。

  至此,我们中国有了自己的煤间接液化技术。而此时南非某公司已经在卡塔尔建设了一个以天然气而非煤炭为原料费-托法年产70万吨合成油的工厂,他们认为可用这个天然气项目的设备来做中国宁煤煤间接液化制油项目,声称设备可以通用。我认为这存在问题,且不说天然气要比煤干净,中国的煤种又比南非复杂得多,绝不能照搬照套。另外南非某公司坚持要采用壳牌的煤气化炉,中方专家组认为这种炉型并不适合宁煤的煤种。技术谈判处于僵持状态,对方又非常固执,在技术方案方面不肯让步,最终迫使我们亮出底牌,告诉他们我们可用中国自己的间接液化技术做宁煤项目。最终国家发改委也批复同意采用中国的技术方案,其核心技术就是中科院山西煤化所研发的。目前神华宁夏煤业集团年产400万吨油品的煤炭间接液化示范项目已于2013年9月开工,计划2016年10月投料试车。这可算是一个中外高新技术较量的“战役”吧,很高兴我们赢了。

  本刊记者:除了煤制油,中科院大连化学物理所的DMTO技术落地产业化装置也是和您所在的洛阳石化工程公司合作的。

  陈俊武:是这样,大连化物所的刘中民一开始确实是科学家的思路,对于工程化、产业化的路径并不是很熟悉,后来大连化物所找到我们,共同商议工程设计放大的事情,现在神华包头煤制烯烃MTO示范项目的工程技术开发和工程设计就是我们洛阳工程公司做的。

  心系高远处

  本刊记者:之前你也提到煤化工产业也面临着很大的环境制约,比如水资源问题,二氧化碳排放问题,这些因素对于煤化工产业的发展有什么样的具体影响?

  陈俊武:煤化工需要合理规划,必须和碳排放限制相结合,不能说发了一笔财就完了,当前现代煤化工的许多技术如煤制油(包括直接法CDTL和间接法CITL)、煤制烯烃(包括MTO和MTP)、煤制替代天然气(SNG)、煤制乙二醇(CTE)尚处于工业化示范阶段,国家发展和改革委员会多次发文要求稳妥、有序地规划和建设煤化工项目,但许多地区和企业上马煤化工项目的热度依然不减,富煤的省区仍然以各种方式和渠道建设或规划各种煤化工项目,几乎达到“逢煤必化”的程度。

  我建议国家应该及早规划和启动低能耗、高效率、热电一体化的现代煤化工产业,尽早将碳捕集与封存(CCS)或碳捕集、利用与封存(CCUS)纳入有大量二氧化碳排放行业的业务范围。如果不限制二氧化碳排放,国内有3亿吨煤来发展煤化工就行了,不能再多。具体到某种煤化工项目,比如煤制天然气,现在议论也很多,毕竟造价也很高,保证居民必要的天然气使用是对的,但不能太多太滥,盲目发展。

  虽然现在973或863项目中有涉及煤化工产业的规划和技术,但我认为还是没有全面科学地统筹和形成技术集成,还是有些杂乱。

  本刊记者:也就是说,煤化工和国家的能源战略发展应该综合考虑,相辅相成,不能单线思维。

  陈俊武:我最近几年也在思考跳出煤化工,站在更高处,我们组织撰写了一本名为《石油替代综论》的书,毕竟石油等不可再生资源是有限的,煤炭能源可以发展一部分,而生物质能、风能、太阳能、核能、地热能都应该纳入到能源发展的考虑范围。我希望能够在自己的认识和能力范围内再尽一些薄力。

  本刊记者:不管是煤化工也好,石油化工也好,人才的作用总是很关键的,您也提到中科院有李永旺,刘中民等这样的人才,您怎样看待这个问题?

  陈俊武:之前我讲的这些应该算是“议事”,我还要讲的一点就是“育人”。我很早的时候就热衷于把自己的知识传给比我年轻的人。1990年代初,中石化的管理干部学院打算举办干部培训班,选拔干部进行政治和业务培训,他们邀请我开一个催化裂化方面的培训班,但后来我觉得只培训一下是不够的,真正要培养人需要办2~3年的研修班,不是讲完就完,要集中和分散相结合,听课和做课题相结合,实践与研讨相结合,把学习和实践有机结合起来。按照这样的思路,我办了两期催化裂化高级研修班,都很成功。主要原因我认为有二个:首先是要挑选好学员,另外我不谦虚地说,自己的教学方法也很重要,我教的是催化裂化的基本思路,讲究融会贯通,从技术入手,进得去,出得来。这两个班的学员水平都很高,现在都是中石化、中石油甚至中海油的技术骨干或重要的管理干部,很多都是企业的一把手,最高的现在已经当了副总裁,我很欣慰。

  本刊记者:很不容易,培养人才要倾注大量的心血。

  陈俊武:是这样。我在自己的单位(中国石化洛阳工程公司)也重点培养了三个人,可惜一个去了加拿大,还有一个离开我们公司去上海开民办设计公司了,只有一位叫刘昱的女同志现在还留在我们单位,她已经是公司的副总工程师,在我的指导下,她把煤制烯烃的产业化做起来了,是我们洛阳公司承担的十几套煤制烯烃(MTO)工程项目的总工程师,前面提到的神华包头的煤制烯烃项目就是采用大连化物所研发的催化剂,我们两家合作完成工艺包,我们公司完成工程开发和工程设计,实现了设备的大型化和产业化,这项工作主要由她来负责。

  本刊记者:可以说您不论是在研发、议事、育人方面还是著书立说方面都取得了令人羡慕的成绩,您对自己满意吗?

  陈俊武:我觉得还是有进步的空间。我是做炼油催化裂化工艺研究和开发的,但微观的分子层面到底是发生怎样的反应,我想把它弄清楚,也查了很多资料,综合了很多工业的实际结果,前些年也与别的同志合作在石油学报上发表了几篇学术论文。但那个时候的数据有限,设备也不够,学识水平也不够,发表几篇文章以后就停了。前年我了解到中国石化石油化工科学研究院利用当今先进的分析仪器可将各种类型的石油馏分(甚至重油)中成百上千种的化合物组分都可以分析出来,具备了弄清楚微观分子层面到底是发生怎样的反应的条件,促使我就萌发了配合他们把这项工作继续做下去的想法,不过目前只是取得了一些小成果,还没有大的突破。

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