中国华电世界首套万吨级煤基甲醇制芳烃工业试验成功纪实

一次点火成功！

一次投料试车成功！

世界首套万吨级煤基甲醇制芳烃工业试验在陕西试验成功！

又一项历史空白被填写。

今年4月中旬，从人民大会堂传来消息，中国华电集团公司与清华大学合作开发建设的甲醇制芳烃工业试验装置通过国家鉴定，填补了甲醇制芳烃工业化技术的空白，使我国煤制芳烃大型产业链基本成型。煤制芳烃技术，将进一步推动煤炭资源的清洁高效利用，解决高端化工原料来源单一的现状，有效缓解我国原油短缺的现状。

“世界首套”、“填补空白”——这样的字眼无疑引人注目。然而，为什么在陕西？为什么是华电？追寻煤制芳烃试验成功的路径，我们看到了——

陕西省委、省政府矢志建设陕北能源化工基地、实现“三强一富一美”的坚定决心；

中国华电集团公司转方式、调结构，打造循环经济，建设具有国际竞争力的世界一流能源集团的魄力与担当；

华电煤业集团有限公司和清华大学成功实现央企与高校强强联合，所有试验参与者那一次次争论、修改，那一次次离别、奋进，那一道道汗水、泪水……

从2011年3月试验装置奠基，到2013年1月试验成功，600多个日日夜夜转瞬即逝。一座科技丰碑在三秦大地上昂扬崛起，一个能源企业凭借不断的创新为“中国梦”书写下可持续发展的注脚。

科技创新实现“深度融合”

目前，国际上采用的是石油制芳烃，但煤制芳烃在该领域尚属空白。

芳烃主要包括苯、甲苯、二甲苯，是化纤、工程塑料及高性能塑料等的关键原料，广泛用于服装面料、航空航天、交通运输、装饰装修、电器产品和移动通信等领域。作为大宗基础有机化工原料，芳烃与我们的生活息息相关，目前我国年消耗量超过2000万吨。

传统芳烃制造97%以上来源依赖于石油原料，随着石油资源的越来越短缺，芳烃发展也因此受到制约。以二甲苯为例，2012年我国进口量为620万吨，进口依存度约45%。在中国石油对外依存度逐渐提高的背景下，原来的芳烃增产道路变得越来越不可持续。

针对我国“缺油少气富煤”的资源现状，“深度融合”使利用我国丰富的煤炭资源优势生产高端石油化工产品成为现实。“在建设绿色能源产业的进程中，华电集团十分重视煤炭资源清洁高效利用。煤制芳烃技术的成功开发，开创了煤基能源化工新途径，对我国石油化工原料替代，抓住世界能源化工新的发展机遇具有重要意义。”华电集团总经理云公民说。

据悉，煤制芳烃需经过三个主要步骤，煤制甲醇为成熟传统煤化工单元，甲醇进一步转变成为芳烃，芳烃分离及转化为炼化行业常设单元。目前，煤制甲醇及芳烃分离转化在煤化工和石油化工行业均有完善成套的工业化技术，但是甲醇制芳烃的工业化技术尚属空白。

与芳烃缺口形成鲜明对比的是甲醇的产能过剩。来自氮肥工业协会统计数据显示，2012年我国甲醇产量为3164万吨，同比增加19.08%，装置开工负荷仅61.3%。近年来，我国每年芳烃缺口约为600万至700万吨，如果按1吨芳烃消耗3吨甲醇计算，那么仅用来制芳烃的甲醇就将达到每年2000多万吨。这将有效缓解我国甲醇过剩的局面。

华电煤业董事长丁焕德表示：“就企业自身来说，积极开发应用煤制芳烃技术，能够延长产业链条，促进产业优化升级和结构调整，以技术创新形成企业的核心竞争力，实现可持续发展。”

经过十余年的技术攻关，以金涌院士、魏飞教授为首的清华大学化工系研发团队，通过对甲醇芳构化反应机理、反应动力学和催化特性的研究，在国际上率先成功开发出高活性、高选择、宽温域的甲醇制芳烃催化剂。在此基础上，通过对催化剂、工艺过程深入剖析和上万次的试验室验证，开发出以双段流化床为基础的环流化床连续反应再生技术，并申请了多项发明专利。为加快实现技术的产业化，清华大学与中国华电采取“以企业为科技创新主体，产学研相结合”的方式共同开发其成套工业技术，建成了世界首套包括反应和分离的全流程甲醇芳构化系统，为工业示范装置的建设奠定了基础。

绿色发展破解环保难题

一个对环境负责任的企业，才是一个令人尊敬的企业。

实践证明，中国煤化工需要更先进、更清洁、更绿色的生产工艺，这是中国化学工业决策者的思考，更是人类共同家园地球村的绿色宣言！

“华电集团要坚持电为主体、煤为基础、产融结合、科技支撑，注重煤、电、路、港、运四大产业的价值联接，巩固和扩大产业协同优势，形成‘四位一体’深度融合的产业价值链。”华电集团党组书记李庆奎表示。

然而，对于华电集团这样一家中央直属骨干能源企业来说，在主体发电的上游产业链煤炭领域继续延伸产业链，而且采用世界领先技术，力求清洁、绿色，真可谓是一次大胆、创新的尝试，这无疑将带来环保产业和煤化工产业的一次革命。

在甲醇制芳烃技术的开发过程中，华电集团为发展新型煤化工积累了丰富的建设和运行经验。同时，煤电企业如何有效开展煤化工项目建设，也成为了华电集团新的思考。

据华电煤业总经理管春峰介绍，华电煤业专门设立煤化工管理部，负责煤化工项目开发，着力推进煤炭资源循环经济综合利用，延伸产业链，拓展价值链，实现绿色发展和可持续发展。成功收购陕北重点化工企业——华电榆林天然气化工有限公司，拥有了一支实力雄厚的化工技术队伍。

煤制芳烃技术的研发自始至终都贯彻了绿色理念。据清华大学化学工程系教授、中国工程院院士金涌介绍，该技术的先进性主要体现在核心流化床装置操作非常平稳且弹性大，连续化与自动化程度也很高，甲醇可以实现完全转化，3.07吨甲醇就可以生产1吨芳烃，并副产大量氢气，工艺废水不含氨氮，废气不含硫氮。

据了解，煤基甲醇生产工艺由于进行了脱硫、脱氮处理，制备的芳烃产品会更加清洁，同时催化剂的高选择性也使芳烃产品中的组分远少于石油基路线所得的产品组分，从而使芳烃分离环节避免了石油基芳烃抽提的复杂工序，产品能耗大幅降低。此外，甲醇制芳烃过程副产的大量氢气以及部分低碳烷烃还可作为生产甲醇的原料，这极大降低了甲醇制芳烃的原料消耗。通过煤矿、电厂和化工厂的能量与物料综合利用，煤制芳烃技术实现了资源综合利用最大化和大幅减少污染物排放的目标。

在榆林市榆横煤化工园区，华电榆横煤化工公司厂区的旁边是榆天化凯越煤化公司，这是一家利用水煤浆气化工艺生产合成气制甲醇的企业。榆横煤化工公司合成芳烃过程中的废水输送到凯越煤化公司，该公司利用这些废水生产水煤浆，同时该公司生产的甲醇则为芳烃生产提供了原材料，从而实现了循环再利用。
“世界首套”的精神基石

煤制芳烃的成功，在世界能源化工领域铸就了新的丰碑，而这丰碑的基石，正是华电人默默奉献的精神。

经过多方努力，2010年12月2日，华电煤业“华电榆林煤炭资源循环经济综合利用项目”经陕西省发展和改革委员会批复备案，项目规划在榆林建设300万吨/年煤制甲醇、100万吨/年甲醇制芳烃装置、1000万吨/年配套煤矿、下游深加工装置及自备电厂等配套工程和辅助装置，先期建设万吨级甲醇制芳烃中试装置。项目已被列入陕西省“十二五”重点建设项目。2011年3月，华电煤业与清华大学签订了“万吨级流化床甲醇制取芳烃工业化技术”开发合同，正式启动了甲醇制芳烃的技术开发工作。

然而，试验之路并非一帆风顺。每天下午4点，榆横煤化工公司的领导、技术骨干和专家齐聚厂区会议室开调度会，研究解决当天问题并布置第二天工作。从日落到深夜，调度室的灯始终亮着，争论声始终持续着。

榆横煤化工公司总经理梁彦鸿是这项工程的直接组织者。他说：“不管白天黑夜，无论工作日节假日，工地上总会出现大家的身影。”

2012年12月，陕北高原天寒地冻。在零下30多度的户外，华电人经常不眠不休，生产运营部的人手不够，科研人员和安全技术人员就顶上去。多少次，冰雪和汗水浸湿了他们的衣衫，寒风一吹，冻得浑身发抖，尤其是晚上，刺骨冰冷的寒风甚至让人无法呼吸，但没有一个人退缩。员工们迎着严寒，一干就是几个小时。大家始终坚定一个信念：不管情况多么危急，困难多么大，一定要确保试验成功！

凝心聚力让企业获得了巨大能量，严格制度规范起到了保驾护航的作用。华电煤业抽调了60多名高素质员工，聘请清华大学的教师对他们进行培训，每周对每名操作人员进行全方位考核；按规定，在高危行业每60人需配备1名安全人员，而他们则配了15名安全人员；同时，切实保护员工的健康权益，多次为员工安排体检……

“试验可能有1000个风险点，其中只有1个会导致最后的事故。因此，必须把这1000个风险点全部管控住，才能做到真正的放心。”梁彦鸿说。

调结构转方式的“华电”样本

由于流化床反应器放大和催化剂稳定性这两个关键问题目前都已得到有效解决，装置放大到百万吨级已经有了技术保障。

据悉，华电集团下一步将加快推进百万吨级甲醇制芳烃工业示范装置建设，打造从煤—甲醇—芳烃—聚酯的煤基芳烃及下游衍生物产业链，构建煤电一体化资源综合利用的产业集群。

华电集团计划在年内完成百万吨级示范项目的工艺包设计、可研报告、初步设计等，启动项目现场“四通一平”施工准备工作。在万吨级甲醇制芳烃工业试验装置成功的基础上，华电陕西榆林煤化工基地年内将全面启动，世界首套百万吨级煤制芳烃示范装置将在未来数年后逐步实现工业化。

无疑，煤制芳烃项目是华电集团“调结构、转方式”的战略性、标志性示范工程，是大型发电集团着眼实现企业可持续发展的一次成功尝试。

近年来，华电集团领导班子审时度势，将企业的发展定位于国家调整产业结构、转变发展方式的战略大格局下。在结合宏观经济形势，综合分析企业内部和外部发展环境的基础上，他们认为只有眼光向内，实施战略性煤炭开发、改变单纯依赖煤炭企业供应的格局，才是当前发电行业“突围”的正确方向。目前，华电集团已不再是传统意义上的单纯电力生产单位，而是从单一发电企业转型为发电、煤炭、金融、工程技术四大产业协同发展的综合性能源集团。2013年，华电集团列世界500强企业第389位。

有品质的增长是可持续的增长。以发电为主体上下延伸的产业链，才是实现企业做强做优的惟一出路。华电集团提出了创造可持续价值的理念，全面落实“转方式、调结构、推创新、提效益”的工作思路，开始了建设具有国际竞争力的世界一流能源集团的“二次创业”。

华电煤业秉承华电集团创造可持续价值发展理念，在积极探索大型煤炭企业集团科学发展之路的同时，实现了产业规模快速扩张，盈利能力大幅提升，综合实力显著增强。为了加大煤制芳烃项目的建设力度，华电煤业同步配套建设了年产1000万吨的煤矿和配套工程及辅助装置，项目总投资380亿元，是华电集团在榆林投资建设的第三个大型煤炭深加工项目。

“要加大煤炭开发力度，积极参与国家大型煤炭基建建设，高起点、大规模发展煤炭项目，重点建设一批千万吨级的煤炭生产基地，不断提高煤炭开发和跨区域调运保障能力，创造出一个电力企业进行煤炭开发的成功范例。”这是华电集团总经理云公民上任之初对华电煤业的期许。

目前，华电煤业已经跻身国内5000万吨级特大型煤炭企业集团行列，天然气制甲醇年产能达51万吨、在建煤制甲醇项目规模60万吨，在建发电装机规模198万千瓦，投产码头年吞吐能力1800万吨、在建码头年吞吐能力5000万吨，拥有运营船舶7艘、总运力42万载重吨，参股投资运煤铁路总里程2800多公里，初步构建了煤、电、化一体，路、港、航协同的产业格局。2012年，华电煤业实现营业收入167亿元，利润总额22.9亿元。

未来，华电人将进一步加大科技成果转化力度，推进低层次能源开发向高端化资源经济转变，做强做大煤化工产业。