近日，位于陕西靖边的延长中煤榆林能源化工有限公司煤气油综合利用示范项目(简称靖边项目)在北京通过专家鉴定。由中国工程院院士金涌担任主任的鉴定委员会认为，这一成果突破了单一煤制甲醇或天然气制甲醇的传统生产理念和工程模式，开辟了油煤气资源综合利用新模式，节能减排效果显著，创新性强，整体技术处于国际领先水平。
国际领先的煤气油综合利用
“靖边项目是全球首个以煤、气、油为原料的综合性、大型化、资源综合利用的节能减排与循环经济项目。”延长石油集团煤化工首席专家李大鹏这样回答记者的关切问题。
李大鹏说，靖边项目由延长石油集团与中煤能源集团合作建设，双方投资占比分别为70%和30%。项目最初的设想是建设180万吨/年煤制甲醇和60万吨/年甲醇制烯烃。但单一煤化工项目水耗大、能耗高、排放多等弊端与榆林地区水资源短缺、生态环境脆弱的现状形成巨大反差，使得延长石油集团对项目建设顾虑重重。
2008年4月，延长石油集团提出了打破传统单一煤化工、天然气化工和石油化工的发展模式，建设煤气油综合利用项目的思路和课题，即以延长石油集团靖边炼油厂所产的渣油经催化裂解生产烯烃的同时，以煤、天然气、催化裂解副产的干气为原料，建设大型甲醇制烯烃一体化装置。
2008年底，延长石油煤气油资源综合利用方案获得国内权威专家讨论认可;2009年5月，延长石油集团批准了项目《可研报告》。《可研报告》明确：以煤、天然气、渣油催化裂解副产的干气为原料，建设一期年150万吨渣油催化裂解、180万吨甲醇、60万吨甲醇制烯烃、120万吨聚烯烃、9万吨甲基叔丁基醚、4万吨1-丁烯、22万吨裂解石脑油、7万吨裂解重油、20万吨裂解轻油、3万吨碳五、14万吨混合碳四、5万吨硫酸铵和2万吨硫磺生产能力的全球首个煤气油资源综合利用工业化示范项目。而后再依托一期项目已经形成的公共配套服务设施并结合市场变化，酌情启动二、三期工程，最终将靖边项目打造成年销售收入超千亿元的特大型循环经济示范产业园区。
2011年3月，总投资275亿元、占地7000平方千米的一期项目建设全面启动;2014年3月，项目完成中间交接，进入单机调试;2014年7月，装置一次投料试车成功，产出合格产品;2015年8月，项目正式转入生产运营;2016年5月22日至5月25日，该工业化示范项目通过了中国石化联合会组织的72小时现场标定考核;2016年6月16日，靖边项目煤油气综合利用工艺技术集成优化开发及工业应用科技成果被中国石化联合会组织鉴定为“整体技术处于国际领先水平”。
“之所以给予这么高的评价，除了其是名副其实的全球第一套大型煤气油综合利用工业化示范项目外，我们更看重的是项目实施过程中的五大创新。”清华大学教授、中国工程院院士金涌表示。
一是实现了重大理论创新。靖边项目开发了一种煤气油资源综合利用制甲醇技术，通过优化配置煤、油、气等多种资源要素，以碳氢互补机理为核心，将传统以煤、油等资源制取甲醇工艺需大量外排的碳元素转化为甲醇产品，突破了单一原料(煤、石油、天然气)制取甲醇的传统技术理论、理念和工程模式。
二是实现了工艺技术集成创新。首创煤气化-小比例变换、煤制气净化、天然气一段转化、炼厂气回收、多原料气联合合成甲醇，以及单塔精馏加多效蒸发实现粗甲醇除杂工艺，缩减了低温甲醇洗单元的规模，减少了能耗和二氧化碳的产生与排放。
三是粗甲醇精制工艺创新。靖边项目根据甲醇制烯烃单元对甲醇中水分要求并不苛刻的实际，大胆尝试单塔精馏加多效蒸发甲醇除杂工艺，在保证甲醇中水分能够满足甲醇制烯烃工艺要求的同时，着重脱除对甲醇制烯烃影响较大的碱金属及其它杂质，在减少蒸汽消耗的同时，显著减少了设备投资和日常运行费用。
四是无废水外排技术的创新与应用。为最大限度减少项目水耗，靖边项目不仅设计并应用了雨水收集处理与回用系统、建设了先进的空气冷却设施、使用了专利蜂窝型除水器，还对循环系统排污水、脱盐水系统的浓盐水、工艺和蒸汽冷凝液、生产和生活污水等进行分级处理、分级利用;对高浓盐水进行多效蒸发结晶分盐，实现了雨水、处理回收水的全部回用和结晶盐的资源化利用。
五是实现了控制系统的应用创新。根据煤气油多种原料综合利用的特点，延长石油集团提出并开发了甲醇合成碳氢互补多变量复杂控制系统和气化单元空试条件一键式设置系统，通过过程信息的高度集成、各单元子系统与异构系统的高度耦合，以及关键安全仪表系统的物理安全隔离等方式，实现了甲醇联合装置的灵活控制和安全平稳运行。
“上述创新共同作用的结果，使得靖边项目成为目前全球独一无二的、也是最大的煤气油综合利用项目，整体技术国际领先。”金涌说。
低耗水低排放令专家惊叹
“根据标定采集的数据，结合国家、行业相关计算方法和规定，靖边项目的能源转化效率为61.88%，与单一煤制甲醇的先进值相比，提高16.88个百分点;吨甲醇综合能耗35.1吉焦(1.2吨标煤)，比目前最先进的单一煤制甲醇降低15.5%以上;碳资源利用率为55.74%，与单一煤制甲醇35%～38%的碳资源利用率相比提高17.74%～20.74%;吨甲醇新鲜水消耗1.78吨，比单一煤制甲醇先进值降低70.33%以上;吨甲醇二氧化碳排放1.03吨，比单一煤制甲醇2.6吨排碳量降低60.38%;吨甲醇二氧化硫排放0.093千克，减排幅度达59%……”当项目72小时现场标定考核组组长、中石油咨询中心教授级高工门存贵通报完这组数据后，包括5位院士、9位能源化工领域资深专家，以及中国石化联合会会长李寿生、国家工信部原材料司副司长潘爱华等与会领导和专家无不感到吃惊。他们纷纷要求考核组详细汇报采样方法、计算办法、采样数据的具体细节，并重新仔细翻阅项目72小时标定考核的所有资料。因为上述指标实在太令人震撼。尤其吨甲醇1.78吨新鲜水消耗指标简直“逆天”。这个小插曲，一度使本次技术成果鉴定会耗时增加近1小时。
但当仔细翻阅了靖边项目72小时现场标定考核采样数据、计算方法、标准依据，并听取了李大鹏有关项目节能减排的措施说明后，众人疑云顿消。
根据李大鹏的介绍，传统单一煤制甲醇或天然气制甲醇，由于要对大量粗煤气进行变换(或对甲烷氧化反应后再补充一氧化碳)，以制取氢与一氧化碳的比例为2.05～2.1的合成气，导致甲醇生产的能耗居高不下。依目前国内先进的煤、天然气制甲醇装置实际运行情况推算，每生产1吨甲醇，需消耗1.53吨煤或950立方米天然气。但靖边项目由于采用煤、天然气、渣油裂解副产的干气为原料，实现了碳氢互补，其一氧化碳变换率较单一煤化工降低60%、低温甲醇洗规模降低66%，不仅大幅减少了项目投资、水煤气变换单元的消耗和甲烷氧化后补充一氧化碳增加的能耗，使得同样生产1吨甲醇的煤炭和天然气(含渣油催化裂解副产的干气)消耗分别只有1.246吨或905.6立方米，还因单位产品能耗尤其煤炭用量的减少而大幅减少了项目二氧化碳和二氧化硫的产生与排放。
又由于靖边项目将甲醇制烯烃副产的水以及相关工序产生的处理后的水用来制备水煤浆，实现了水的梯级利用、污水分级处理、处理水与收集雨水全部回收利用。加之碳氢互补和资源的高效利用等条件，相同原辅料投入可多产甲醇15.95万吨，减少了吨甲醇的原料消耗、水耗、二氧化碳和二氧化硫排放，最终使项目水耗、能耗、二氧化碳和二氧化硫排放量大幅下降。根据近两年的运行结果测算，与国内目前单一煤制甲醇先进水平相比，靖边项目年节水1000万立米，减排二氧化碳282.53万吨，减排二氧化硫242.5吨，节能93万吨标煤。
国家工信部原材料司副司长潘爱华、石油和化学工业规划院院长顾宗勤、国家设计大师曾纪龙、陕西省决策咨询委员会委员贺永德等专家认为，多联产已经成为煤化工发展的方向和各方共识。但此前所谓的多联产还主要停留在产业链的延长和产品的多样性，即只关注后续的延长与联合。靖边项目给我们打开了另一种思路，即多联产也可以从原料、源头开始，通过不同工艺、不同行业的跨界耦合，实现资源高效利用，促进清洁生产和行业间、企业间的优势互补、互利共赢。如果将这一理念用于焦炉煤气、电石炉尾气、黄磷尾气、炼钢尾气、炼油厂干气，以及煤气化的对接耦合，生产甲醇等碳一化学品或合成氨、尿素等化学品，相信同样会因较好的协同效应而使单位产品能耗、水耗、排放量大幅下降，使多个行业受益。
良好的运行效果令各方振奋
如果说，靖边项目显著的节能环保效果令专家们震撼，那么，项目投产以来良好的运营业绩则令所有关心煤化工的人士备受鼓舞和兴奋。
据延长中煤靖边能源化工有限公司总经理李伟介绍，靖边项目自2014年7月投料试车以来经不断的工艺参数优化、人机料法环磨合，以及数次消漏补缺后，主要装置很快实现了安稳长满优运行。目前，气化单元运行负荷率约104%，净化单元运行负荷率115%，甲醇合成单元运行负荷率97%，甲醇制烯烃及聚烯烃单元的运行负荷率超过100%。
截至2016年6月15日，靖边煤气油综合利用项目的甲醇装置累计运行568天，生产甲醇291.52万吨，生产硫磺12044吨。其中，2014年累计运行96天，2015年累计运行305天，2016年累计运行167天。包括甲醇制烯烃、烯烃聚合、渣油催化裂解等主要化工装置及配套的公用工程，也全部实现安全、平稳、环保、高效运行，各项指标均达到设计要求。
2015年，靖边项目共生产甲醇133.75万吨，吨甲醇制造成本1143元，完全成本1377元;累计生产各类化工产品140.76万吨，其中聚烯烃产品81.85万吨，全年实现销售收入74.13亿元，实现利润5.06亿元。
2016年以来，随着装置负荷率和运行水平的提高，靖边项目月产量持续大幅提升，单位产品消耗显著下降。1—5月，共生产甲醇77.27万吨;吨甲醇生产成本降至900元，吨甲醇完全成本降至1062元;生产聚烯烃47.55万吨，实现销售收入38.84亿元，实现利润4.19亿元。预计全年可生产甲醇176万吨、生产聚烯烃100万吨，实现利润8亿元。
“这还是项目产生的直接经济效益，如果算上环保及节能减排等间接效益，靖边项目的效益更加可观。”李伟说。
比如，根据2015年《中美元首气候变化联合声明》，2017年，中国将全面启动碳排放交易，加征碳税势在必行。由于靖边项目吨甲醇二氧化碳排放量仅1.03吨，较单一煤制甲醇工艺减少1.5吨，按180万吨/年甲醇和10元/吨碳税起征点计算，每年可节约碳税2826万元;若碳税标准升至100元/吨，每年可为企业节约2.8亿元碳税。
舒兴田、贺永德表示，靖边项目煤气油综合利用的工艺特点、原料结构，以及弹性较大的柔性设计，使得企业可以根据煤、天然气、石油供需状况和价格变化，灵活调整煤、天然气、渣油裂解干气制甲醇的比例，实现成本最小化和效益最大化。这一先天优势，不仅使得企业能够在当前低油价下依然实现较好盈利，也为企业未来应对更加复杂的市场变化和外部环境创造了条件。
李寿生对靖边项目低水耗、低能耗、低排放，以及良好的经济效益与发展前景感到欣慰。他说，“我国煤化工面临的一个大问题就是依托煤炭资源布局在西部尤其西北地区的高耗水、高耗能、高排放煤化工项目，与当地短缺的水资源和脆弱的生态环境之间的矛盾。由于这一矛盾将长期存在并随着煤化工项目的增多日益加剧，甚至已经出现部分项目无水可用、煤化工项目与民争水、与农业生态争水的严峻态势，以致国家高层对发展煤化工顾虑重重，煤化工政策也因此起伏不定。再加上受环境压力增大和国际油价低位运行导致煤化工项目盈利能力减弱甚至亏损等不利因素影响，2015年下半年以来，各方对发展煤化工信心不足，煤化工其实已经到了一个关键节点。靖边项目的成功运行和取得的显著经济、环保、节能减排与社会效益，无疑坚定了各方信心。
它用事实证明：只要敢于创新、善于创新，并认真做好项目前期技术与产品方案选型、论证与优化，科学严谨地组织项目建设，严格控制项目建设投资，扎实做好生产运营管理工作，煤化工项目完全可以冲破高耗水、高耗能、高排放的魔咒，在取得良好经济效益的同时，实现生态、社会、经济协调发展。以良好的形象，赢得各方认可，取得更好的民意基础、社会基础和宽松的政策环境，助推行业健康可持续发展。
据记者了解，靖边项目的良好表现已经引起国内外及社会各界关注与重视。
2009年，靖边项目被陕西省发改委列为陕西省循环经济试点示范项目;同年6月，靖边项目被联合国开发计划署、联合国工业发展组织、联合国环境规划署、联合国全球契约组织等共同授予联合国清洁煤技术示范和推广项目;2012年，靖边项目被列入国家《能源发展“十二五”规划》煤炭深加工升级示范工程;2015年，靖边项目被中国石化联合会授予“十二五”十佳工程……
2016年7月上旬，参加“院士陕西行”活动的多位院士和业内专家，对靖边项目的运行状况、低油价下的经济效益、环保与节能减排效果，尤其水耗情况进行实地调研。专家们认为，随着配套设施的不断完善、装置各项运行指标的持续向好和良好的节能减排效果，靖边项目最终可以成为全国乃至国际上有影响的能源化工领域循环经济示范工程。
原标题：靖边煤气油综合利用示范项目为何令专家惊叹
