在前不久舉行的2014年度國家科學(xué)技術(shù)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(guān)鍵技術(shù)”項目獲得了國家科學(xué)技術(shù)進步獎二等獎。
這項技術(shù)使神寧人實現(xiàn)了科技引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展轉(zhuǎn)型升級三級跳，走出了一條科技引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的創(chuàng)新驅(qū)動之路。
技術(shù)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(guān)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(shè)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(shè)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(shù)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(fù)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(shù)，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(shù)，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(shù)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(shè)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(jié)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(shù)，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(shù)的工作面頂板離層水防突技術(shù)體系，解決了工作面頂板離層水突水災(zāi)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(shù)研發(fā)及首套設(shè)備購買方面，寧煤集團花費就不下50億元?！敝芄馊A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(shè)，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(shè)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(dāng)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(quán)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(luò)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(xué)進修。一天，時任寧煤集團副總裁王儉找我談話，讓我擔(dān)任甲醇項目籌建處處長，負責(zé)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(shù)》?！睂幟杭瘓F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(shè)備，2004年開工建設(shè)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(shè)的序幕，邁出了基地建設(shè)艱難的第一步。“那套設(shè)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?！苯购闃?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(shè)。2007年3月，60萬噸/年煤基甲醇項目全面開工建設(shè)。2010年3月，一次投料試車成功，實現(xiàn)了項目當(dāng)年建成、當(dāng)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(shè)，這是當(dāng)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(lǐng)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(shè)，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(shù)，成功實現(xiàn)了MTP和干煤粉加壓氣化（GSP）等核心技術(shù)的首次工業(yè)化應(yīng)用，開啟了一條以煤炭為原料生產(chǎn)聚丙烯的全新技術(shù)路線；項目單項工程近萬個，鋪設(shè)電纜1780公里、各類管道596公里，安裝設(shè)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(dāng)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(shè)、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(shù)首次工業(yè)化應(yīng)用中的難題，打破了國外對核心技術(shù)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(shè)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(lǐng)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(xué)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(dān)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(dāng)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(shè)，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(shù)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(quán)的煤制油技術(shù)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(shè)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(shù)，油品合成采用中科費托合成油技術(shù)。該項目于2013年開工建設(shè)，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。
