在前不久舉行的2014年度國家科學技術獎勵大會上，神華寧夏煤業(yè)集團“寧東特大型整裝煤田高效開發(fā)利用及深加工關鍵技術”項目獲得了國家科學技術進步獎二等獎。
這項技術使神寧人實現(xiàn)了科技引領產(chǎn)業(yè)發(fā)展轉(zhuǎn)型升級三級跳，走出了一條科技引領產(chǎn)業(yè)發(fā)展的創(chuàng)新驅(qū)動之路。
技術研發(fā)緣于煤炭就地轉(zhuǎn)化
寧東主要指寧夏第一鎮(zhèn)——寧東鎮(zhèn)，位于寧夏靈武市東部。307國道、銀青高速公路、磁馬公路、大古鐵路橫穿而過，是寧夏與東部地區(qū)的重要經(jīng)濟通道。寧東鎮(zhèn)資源豐富，目前已探明煤炭儲量近300億噸，煤炭遠景儲量2029億噸，是全國14個大型煤炭基地之一。
寧夏雖富煤，但地域狹小，自身消耗量有限;地處內(nèi)陸深處，寧夏處在多個富煤省份的環(huán)抱中，東有山西和陜西，北有內(nèi)蒙古，東南有甘肅的華亭，向缺煤的沿海省份銷售煤炭，地理位置比陜西、山西和內(nèi)蒙古這些產(chǎn)煤省份遠，競爭處于劣勢。因此，如何開發(fā)好寧東，把大量煤炭就地轉(zhuǎn)化，成為寧夏經(jīng)濟發(fā)展的關鍵所在。
這一課題落到了寧煤集團的頭上。
周光華，現(xiàn)任寧煤集團總工程師，曾任寧東第一個千萬噸級煤礦——羊場灣煤礦的建設總工程師。作為寧東開發(fā)的見證者，周光華說，新中國成立后，寧東發(fā)現(xiàn)煤炭，后被作為國家后備儲備。直到上世紀80年代中期，國家才首開礦區(qū)，批了3個礦，年產(chǎn)量為1040萬噸。建成靈新煤礦后，煤炭市場開始低迷，寧東煤礦開發(fā)建設停了下來。2002年，寧夏回族自治區(qū)政府提出開發(fā)寧東。
作為特大型煤田，寧東煤田地質(zhì)條件并不好。技術上，煤田傾角大，平均在20度左右;采高大，最厚的煤層12米，平均煤層厚度8.5米。
為此，寧煤集團與高等院校合作，逐個解決問題。在煤炭開采方面，寧煤集團研發(fā)了大傾角復雜特厚煤層6.2米大采高新工藝及其國產(chǎn)化裝備的配套技術，形成了寧東煤炭基地4米至6.2米大傾角大采高國產(chǎn)綜采裝備系列化，解決了寧東煤田4.5米至6.2米大傾角大采高的高效開采問題，打破了國外公司長期壟斷國內(nèi)高端煤機產(chǎn)品市場的局面。
在寧東基地開發(fā)過程中，針對不同井型、不同煤層賦存條件，寧煤集團相繼研發(fā)出多方位分區(qū)域可控頂煤弱化技術，解決了寧東煤田6米以上高韌性難冒放煤層的高效、高回收率開采技術難題;創(chuàng)新了折返式緩坡斜井開拓方式，解決了大埋深傾斜煤層輔助運輸無軌膠輪化問題，實現(xiàn)了重型設備地面—井下工作面一站式整體長距離(7000米以上)快速便捷運輸;結合寧東煤化工基地液氮副產(chǎn)品，在國內(nèi)外首次研發(fā)出大規(guī)模液氮高效立體化防滅火成套技術，破解了寧東煤田易自燃煤層防滅火難題;建立了基于千米定向鉆進探放水技術的工作面頂板離層水防突技術體系，解決了工作面頂板離層水突水災害防治難題，保障了千萬噸級礦井群的安全高效生產(chǎn)。
同時，棗泉煤礦、梅花井煤礦、紅柳煤礦、石槽村煤礦等特大型現(xiàn)代化礦井相繼建成投產(chǎn)，寧東千萬噸級煤礦群初具雛形。
“僅在煤田開采技術研發(fā)及首套設備購買方面，寧煤集團花費就不下50億元。”周光華說，但效益是可觀的。按照規(guī)劃，到2020年，寧煤集團在寧東的原煤年產(chǎn)量可達1.2億噸。經(jīng)過10多年的大規(guī)模開發(fā)建設，寧煤集團羊場灣等14個高產(chǎn)高效大型煤礦相繼建成投產(chǎn)，原煤年產(chǎn)量由基地建設之初的1574萬噸增長到目前的8000多萬噸。
將資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟優(yōu)勢的根本途徑
寧煤集團副總工程師焦洪橋算過這樣一筆賬：以當前價格來計算，寧東動力煤1噸賣300元，寧東一年產(chǎn)煤1.2億噸，年銷售收入約為400億元。如果轉(zhuǎn)化成煤化工產(chǎn)品，年銷售收入為1000億元。
實施煤炭轉(zhuǎn)化戰(zhàn)略，寧夏不僅有煤炭資源保障，還有多方面的優(yōu)越條件。通過農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉，進行黃河水權轉(zhuǎn)換，能夠滿足大規(guī)模發(fā)展能源化工用水之需。寧東地廣人稀，工業(yè)用地成本較低，環(huán)境承載能力比較強。寧夏鐵路、公路、航空等交通運輸網(wǎng)絡已經(jīng)形成，交通運輸十分便利。發(fā)展煤化工，走煤炭轉(zhuǎn)化、煤炭深加工之路，是發(fā)展優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，提高自我發(fā)展能力，將煤炭資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟優(yōu)勢的必然選擇和根本途徑。因此，早在決定開發(fā)寧東時，國家和寧夏回族自治區(qū)政府就決定走煤化工之路。
“2004年5月，我在北京大學進修。一天，時任寧煤集團副總裁王儉找我談話，讓我擔任甲醇項目籌建處處長，負責基地第一個煤化工項目的籌建。同時，他送給我兩本書，一本是《甲醇操作問答》，另一本是《炭—化工產(chǎn)品生產(chǎn)技術》。”寧煤集團副總經(jīng)理兼煤化工分公司總經(jīng)理姚敏回憶。
寧煤集團利用首鋼閑置了10年的一套城市煤制氣進口設備，2004年開工建設了第一個煤化工項目——25萬噸/年煤基甲醇項目，拉開了寧東煤化工基地建設的序幕，邁出了基地建設艱難的第一步?！澳翘自O備閑置了10年，圖紙、配件等都不全，開不了車、點不著火、除不盡渣。”焦洪橋?qū)ν掠洃洩q新。
此后的幾年里，一個個大型煤化工項目陸續(xù)開工建設。2007年3月，60萬噸/年煤基甲醇項目全面開工建設。2010年3月，一次投料試車成功，實現(xiàn)了項目當年建成、當年達產(chǎn)。
2009年8月，寧東煤炭基地首個精細化工項目——6萬噸/年聚甲醛項目開工建設，這是當時國內(nèi)最大的聚甲醛生產(chǎn)裝置。該項目于2011年9月打通全廠工藝流程，并產(chǎn)出合格聚甲醛產(chǎn)品，拓寬了寧煤集團煤化工探索發(fā)展的領域。
2007年，投資178億元的50萬噸/年煤基烯烴項目正式開工建設，這是寧夏的“一號工程”，是寧夏歷史上投資最大的項目。2010年10月8日，甲醇制丙烯(MTP)裝置試車成功，年底打通全廠工藝流程。2011年4月28日，該項目產(chǎn)出終端合格聚丙烯產(chǎn)品。該項目集成了世界上最先進的新型煤化工技術，成功實現(xiàn)了MTP和干煤粉加壓氣化(GSP)等核心技術的首次工業(yè)化應用，開啟了一條以煤炭為原料生產(chǎn)聚丙烯的全新技術路線;項目單項工程近萬個，鋪設電纜1780公里、各類管道596公里，安裝設備5380臺(套);MTP裝置C3分離塔直徑8米、總高100.3米、重2024噸。該項目創(chuàng)造了當時煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的多個“第一”，其成功運營開啟了世界煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新紀元。
寧煤集團的煤化工“土專家”對25萬噸/年甲醇這套“洋裝置”實施了近千項改造，裝置連續(xù)運行時間從最初的不足6天到現(xiàn)在的150天。在烯烴項目建設、試車和試生產(chǎn)期間，煤化工的“土專家”實施了3個階段5200余項技改，逐步解決了制約裝置安全穩(wěn)定長周期滿負荷運行的問題，成功攻克了GSP、MTP技術首次工業(yè)化應用中的難題，打破了國外對核心技術的壟斷局面。
曾有專家斷言，這樣的煤化工項目打通全流程、實現(xiàn)穩(wěn)定運行至少需要2年時間，而神寧人僅花費了半年時間。
基地建設過程中，上演了一個又一個感人的故事。
勇挑重任的張玉柱，帶領一個平均年齡不足30歲的年輕團隊，在沒有任何經(jīng)驗可以借鑒的情況下，成功使50萬噸/年烯烴項目進入高質(zhì)、高效商業(yè)化運營的軌道。
烯烴公司氣化總工程師黃斌，每天連續(xù)工作十幾個小時，有一次在控制室竟然站著睡著了。
上世紀60年代畢業(yè)于北京化工學院的梅占魁，花甲之年，放棄了大都市的舒適生活，和老伴將家安到烯烴施工現(xiàn)場。
被稱為“白求恩”的外國專家、烯烴項目副總監(jiān)蓋瑞·穆可森，為了保證試車質(zhì)量與安全，體重90公斤的他，在十幾層的框架上下跑，來回近4公里的施工現(xiàn)場走了無數(shù)回。
煤炭深加工項目瓜熟蒂落
如今，寧煤集團初步建成了煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的人才高地，建成了國家批準的院士工作站、博士后工作站。幾年來，寧煤集團承擔國家、寧夏、神華集團重大科技支撐計劃及國際合作項目17項，申報發(fā)明專利51項、實用新型專利55項，獲得中國煤炭工業(yè)協(xié)會特等獎1項、寧夏回族自治區(qū)科技進步獎二等獎1項，投產(chǎn)和在建的煤化工項目達8個。
當寧煤集團年產(chǎn)400萬噸煤炭間接液化示范項目獲得核準的消息從北京傳來時，神寧人創(chuàng)業(yè)的激情再次被點燃。這一標志性項目的開工建設，開啟了國家煤制油產(chǎn)業(yè)示范項目發(fā)展的新篇章。
為了這一刻，神寧人追尋了整整10年。早在2002年，寧煤集團就啟動了煤制油項目，在其后的9年，與掌握煤炭間接液化核心技術的南非沙索公司進行了數(shù)十輪的艱苦談判。
2011年，我國擁有自主知識產(chǎn)權的煤制油技術研制成功，有力推動了重大裝備國產(chǎn)化進程。
如今，寧煤集團的煤制油項目已到了瓜熟蒂落的時候。到目前，作為國家批準建設的唯一煤炭間接液化示范項目，估算總投資550億元，年產(chǎn)柴油273萬噸、年產(chǎn)石腦油98萬噸、年產(chǎn)液化石油氣33萬噸、年產(chǎn)硫黃12.8萬噸。煤氣化采用GSP干煤粉加壓氣化技術，油品合成采用中科費托合成油技術。該項目于2013年開工建設，計劃于2016年建成投產(chǎn)。
按照規(guī)劃，到2020年，寧煤集團寧東煤化工基地完成總投資2600億元，主要產(chǎn)品產(chǎn)能將分別達到：煤基二甲醚21萬噸、聚甲醛6萬噸、煤基烯烴500萬噸、煤制油800萬噸、煤制天然氣40億立方米，每年就地轉(zhuǎn)化原煤7000多萬噸，總產(chǎn)值突破1000億元。
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