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谁能想到,如今令碳素行业“疯狂追捧”的煤液化沥青,曾经也有过一段“黑历史”,油渣、减渣、残渣都曾是它不起眼的名字。经过煤制油人锲而不舍的探索,曾经“不起眼”的油渣早已脱胎换骨,完成了“华丽转身”,成为公司盈利的“强劲品牌”,同时也衍生出下游多层次的煤液化沥青基碳素材料品牌。
风雨兼程,只为油渣“淬炼成金”
“质检中心来电话了,灰分0.06%,软化点146℃,正己烷不溶物96.77%,优级品指标合格了!指标合格了!”已经连续坚守油渣萃取装置现场两个礼拜的工艺技术员张源兴奋地跳起来喊道。
旁边的小李打趣道:“不知道的还以为你中了五百万呢!”
“简直比中了大奖还高兴!”张源仍然难掩心中的喜悦。
原来是鄂尔多斯煤制油公司35万吨/年油渣萃取装置打通工艺主流程后产出了合格煤液化沥青产品。
时间回到2008年,世界首套百万吨级煤直接液化示范装置已实现平稳长周期运行。装置年产约70万吨油渣,虽然是一种稀缺的原材料,但因为认识不足,起初被定义为危废,严重制约了油渣外销利用,给煤制油公司带来较大的环保压力。
油渣的高附加值资源化利用任重而道远。但煤制油人不畏艰难,势必啃下这块硬骨头。
时光飞逝,煤制油人马不停蹄。2009年,煤制油化工公司联合有关单位承担了国家“863”计划课题“煤液化残渣沥青类物质的萃取和利用技术开发”。2015年,煤制油化工公司上海研究院成功开发了具有自主知识产权的煤液化油渣萃取制取沥青技术、编制了处理能力为35万吨/年的煤制油残渣萃取工艺包。2016年8月,国家能源集团批复立项,煤液化油渣萃取项目正式落户煤制油公司。2018年4月,占地面积21亩的油渣萃取项目,在煤制油正式拉开建设施工的大幕。2019年12月,油渣萃取项目正式建成,全面完成检查验收。2020年4月28日,经上级严格审查确认,油渣萃取装置全面具备试车投料条件,正式开始引物料测试。
如今的油渣萃取装置繁忙有序,三条沥青生产线开足马力稳定运行,煤液化沥青国家标准已于2020年正式发布,煤液化沥青优级品市场价一路飙升至每吨5000多元,煤液化沥青品牌因其具有低灰、低硫、高软化点的优势响彻业内。该项研究成果有效延伸了煤直接液化产业链,为后续高端碳材料的开发奠定了基础。
“小阳人”开起来的“精品工程”
2022年年底,一个名叫“高等沥青基碳材料”的微信群炸翻了天,这个微信群里集聚了碳材料行业的优秀科学家、设计师和工程师。这一天,大家在群里讨论的话题正是神华鄂尔多斯煤制油公司的针状焦中试装置一次投料开车成功,产出合格针状焦的消息。大家纷纷咋舌,国内针状焦行业即将改天换地。
这一年冬天,新冠肺炎疫情防控形势严峻,感染人数激增,装置里的技术员和操作员纷纷感染,有人被隔离在家,有人被隔离在装置现场,可是针状焦项目验收迫在眉睫。
“兄弟们,我是呆不住了,我有一个提议,虽然大家都阳了,但是我们现在工作量不大,大家辛苦一下,把我们的新装置开起来,怎么样?”
话音刚落,隔离在装置里的员工纷纷响应,“是啊,我们前期经历了那么多困难,好不容易把装置建起来,不能让进度耽误在开工试车这最后一步啊。”
说干就干,已经感染的人员主动穿上了防护服,混配原料、进油、进料、生焦,整个流程有条不紊地进行着。大家拖着疲惫的身体,有的人咳嗽不止,有的人高烧接近40度,可没有一个人抱怨,大家的心里只有一个目标:产出合格针状焦。
功夫不负有心人,针状焦装置一次投料开车成功。如今,该装置已实现连续6周期稳定运行,产品指标可达到国标优级品水平,部分指标较传统煤系针状焦相比优势明显,该项目紧抓新能源赛道,可为超高功率电极和高品质负极提供优质原料。
这无疑是煤制油公司科技创新道路上的又一项重要成果,是高端碳素材料研发进程中迈出的关键一步,为煤液化沥青资源化和高附加值利用找到一条切实可行的道路。
构建多层次高端碳材料品牌体系
傍晚20点30分,煤制油公司的科研推进会仍在热火朝天地进行,超级活性炭、高软化点改性沥青、道路沥青改性剂等多项碳材料开发项目取得的进展得到了与会专家的一致认可。
时间回到2023年5月11日,“千吨级高软化点改性沥青制备技术开发”“煤液化重质产物梯级分离关键技术研究”项目获国家能源集团立项批复,得到消息后的碳材料创新孵化团队欢呼雀跃,团队成员前期夜以继日所做的技术调研、可行性研究、立项申请终于得到了肯定,同时也意味着更大的挑战即将到来。
为了能尽早得到高软化点改性沥青项目中试生产线的设计输入条件,团队成员小高长期驻扎在位于湖北武穴的一个中试基地。由于地处工业园区,外加交通条件不便利,往返市区需要3个小时时间,为了节省通勤时间,小高买了一箱泡面,从网上购置了一张行军床,直接将食宿搬到了实验现场。
世上无难事,只要肯攀登。经过上百次的反复试验,团队成员克服了采样困难、反应温度难以控制等难点,终于确定了最佳试验条件范围。未来还有无数个日日夜夜需要在试验基地度过,小高揉了揉惺忪的眼睛说道,“只要能早点获得准确的设计输入条件,我现在辛苦一点没关系。”
高软化点改性沥青项目负责人刘付升说:“高软化点改性沥青项目目前已进入了设计阶段,该项目的顺利实施,是高端碳素材料研发进程中迈出的关键一步,改性沥青产品可用于锂电负极包覆和通用级碳纤维纺丝。近年来,我们紧盯碳素行业市场需求,为煤液化沥青资源化和高附加值利用找到了切实可行的出路,具有显著的环境效益和经济效益。”
习近平总书记在现场考察国家能源集团榆林化工时指出,“加快关键核心技术攻关,积极发展煤基特种燃料、煤基新材料”。惟创新者进,惟创新者强,惟创新者胜,煤制油公司的科技工作者们,秉持着开拓进取的精神,在特种燃料和碳材料领域刻苦钻研,点煤成油,让煤炭成功实现“上天入海”;转炭为碳,让煤炭固化为驰骋新能源领域的新型材料。十几年来,煤制油公司在推动煤炭清洁高效利用的道路上一路深耕,为煤炭增添新的色彩,亮出全新的身份,打造出了一系列亮丽的煤直接液化品牌。