改革開放不僅引進了資金,還引進了先進的技術(shù)。對國外先進技術(shù)消化、吸收和在此基礎(chǔ)上自主創(chuàng)新,是很多領(lǐng)域幾十年不懈的追求。魯南化工廠上世紀80年代從美國引進的德士古水煤漿氣化技術(shù),經(jīng)過幾十年創(chuàng)新攻關(guān),2009年,其所在的兗礦集團的多噴嘴水煤漿氣化爐銷往美國。
兗礦集團開發(fā)的具有自主
知識產(chǎn)權(quán)的多噴嘴對置式新型氣化爐技術(shù),向美國Valero能源公司進行了石油焦化技術(shù)實施許可授權(quán)。
1983年,我從東北工學院(現(xiàn)在的東北大學)自動化控制系工業(yè)自動儀表專業(yè)畢業(yè)后,被分配到魯南化肥廠(以下簡稱魯化)。在這里,我見證了中國煤化工技術(shù)的成功逆襲,我們自主研制的多噴嘴水煤漿氣化爐成功銷往美國。
為什么選擇魯化
魯化是“三五”期間國家計委批準在全國建設(shè)的8個中型氮肥廠之一,1972年正式投產(chǎn)。氮肥廠采用固定層焦氣技術(shù),規(guī)模較小,燃料單一且價格較高,污染嚴重。
上世紀70年代末80年代初,中國剛剛開始改革開放,土地承包到戶,農(nóng)民的積極性空前高漲,隨之而來氮肥出現(xiàn)緊缺。當時的化工部意識到這個問題的嚴重性,在出訪美國時,化工部領(lǐng)導了解到美國德士古水煤漿氣化技術(shù)非常先進,當時世界上只有幾個國家有三四套示范裝置。化工部決定引進這項技術(shù)。
引進這項先進的技術(shù),交給哪家企業(yè)?
當時,全國有8家氮肥廠,工藝流程技術(shù)都不太成熟。為扭轉(zhuǎn)這種局面,化工部組織專家和大專院校學者在魯化進行聯(lián)合攻關(guān)。在攻關(guān)過程中,魯化率先達產(chǎn)達效。隨后幾年,魯化在產(chǎn)量、效益等方面都保持全國第一位。最終,化工部決定引進的德士古技術(shù)落戶魯化。
三次設(shè)備國產(chǎn)化
1988年,魯化德士古水煤漿加壓氣化及氣體凈化制合成氨、尿素工程列入國家重大節(jié)能科技攻關(guān)項目。在項目建設(shè)中,除了購買許可證,由外商提供基礎(chǔ)設(shè)計、引進部分關(guān)鍵設(shè)備材料外,其余工程設(shè)計、設(shè)備制作與安裝、試車投產(chǎn),都由我們自己完成。
德士古水煤漿氣化技術(shù)項目是上世紀80年代國際煤化工新技術(shù),我們這個項目是世界第五套、國內(nèi)第一套裝置,在我國屬于工業(yè)示范裝置,化工部計劃采用國產(chǎn)設(shè)備,實驗成功后在國內(nèi)推廣。我們承擔的攻關(guān)任務(wù)非常重,到1993年3月投料,我們從工藝上進行了三次大的設(shè)備國產(chǎn)化攻關(guān)。當時,魯化成立基建指揮部安裝科,我在那年參與了項目建設(shè)。
這三次大的工藝攻關(guān),第一次是工藝流程的攻關(guān)。化工企業(yè),除了管子就是罐子,一條條管道、一個個罐體,需要無數(shù)個接頭,直的、彎的,該用什么樣的材質(zhì),多大的尺寸最合適,需要攻關(guān)驗證。第二次是設(shè)備的技術(shù)攻關(guān),哪些必須用進口的,哪些可以用國產(chǎn)替代,也要實踐。第三次是自動控制攻關(guān),主要在儀器、儀表、閥門等領(lǐng)域。
1993年3月,萬事俱備,只等投料了。各路專家都到了現(xiàn)場。第一次投料,過了3個小時,出問題了:漏料!經(jīng)過檢查,發(fā)現(xiàn)是法蘭出了問題。在高溫高壓和濕潮環(huán)境下,法蘭墊片很快被擊穿,要全部更換,老外兩手一攤:半個月完不成。我們不信邪,組織全廠職工,分工分段負責,連夜干,一夜就更換完畢。
為了設(shè)備攻關(guān),我們還成立了“國產(chǎn)化辦公室”,圍繞國產(chǎn)設(shè)備聯(lián)合攻關(guān)。煤漿泵,由上海兩家企業(yè)聯(lián)合攻關(guān)拿下;燒嘴,國內(nèi)一家民營廠家生產(chǎn);水處理,與中石油水處理中心聯(lián)合研制水處理劑;耐火磚原由法國進口,在后來更換時,也全部換成國內(nèi)產(chǎn)品。特別是渣水系統(tǒng)的閥門,用量特大,損耗也很快,我們找到一家企業(yè),這家企業(yè)聯(lián)合專家攻關(guān),破解了關(guān)鍵技術(shù),最終實現(xiàn)了國產(chǎn)化。
1993年8月,德士古水煤漿氣化技術(shù)工藝全流程打通,設(shè)備國產(chǎn)化率達到95%,關(guān)鍵是,我們實現(xiàn)了自動化控制。
化工行業(yè)有句俗語,“開氣化就是開儀表”。當時的化工部副部長成思危說:“關(guān)鍵是自動化,要培養(yǎng)好人才!”
項目建成后,我調(diào)任計控處儀表控制科擔任主管工程師。
產(chǎn)學研結(jié)合的結(jié)晶
1997年,我擔任魯化副總工程師,負責儀器儀表和自動化控制。
德士古水煤漿氣化項目達產(chǎn)后,效果非常好。原料、污染問題解決了,自動化程度高,用人還少。特別是德士古水煤漿氣化技術(shù)采用煙煤也就是高硫煤作為燃料,很符合中國國情。當時國內(nèi)六分之一的煤是高硫煤,我們采用德士古技術(shù),燃料改無煙煤為煙煤,大大降低了成本。我們試燒混燒了多種煙煤,有時多達6種煙煤混燒,在這方面取得了豐富經(jīng)驗。由于德士古技術(shù)是單噴嘴,很難實現(xiàn)大型化,而當時的中國國情急需大型化生產(chǎn),于是,我們聯(lián)合華東理工大學,提出四噴嘴水煤漿氣化爐的技術(shù)設(shè)想。
1999年12月31日,兗礦集團兼并魯化。兗礦集團煤炭資源開發(fā)比較早,后續(xù)儲備資源已經(jīng)不足,而且煤炭儲量中40%是污染嚴重的高硫煤,無法民用和直接燃燒。解決這一難題的出路就是發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè)。華東理工大學在水煤漿氣化技術(shù)和粉煤氣化技術(shù)兩條戰(zhàn)線上研發(fā),要實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,必須找到合適的企業(yè)伙伴。
雙方一拍即合,聯(lián)合技術(shù)攻關(guān)。2000年,“新型(多噴嘴對置)水煤漿氣化爐”被列入國家863計劃,由我們兩家共同承擔,在魯化建成第一個日投煤22噸的中試裝置。
同年10月,該裝置通過了石油和化學工業(yè)局的技術(shù)鑒定驗收。專家認為,該技術(shù)在消化吸收德士古水煤漿氣化技術(shù)的基礎(chǔ)上,通過自主創(chuàng)新,超越了原有技術(shù),達到了國際領(lǐng)先水平。
2005年10月,第一個多噴嘴對置式水煤漿氣化技術(shù)商業(yè)示范項目在兗礦國泰化工公司投入工業(yè)運行,同年12月通過中國石油和化學工業(yè)協(xié)會168小時現(xiàn)場考核。2006年,國泰生產(chǎn)甲醇23.6萬噸,第一年就基本達到了設(shè)計能力。2007年又實現(xiàn)穩(wěn)定連續(xù)運行68天,工藝燒嘴連續(xù)使用83天,創(chuàng)造了該種爐型連續(xù)運行時間的新紀錄。
實踐表明,在同煤種、同等操作環(huán)境的情況下,該技術(shù)碳轉(zhuǎn)化率達到98.8%,項目每年能夠節(jié)約純氧2000萬立方米,節(jié)約標準煤1.8萬噸,完全達到國際先進水平。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓費用突破6億元
多噴嘴水煤漿氣化技術(shù)研發(fā)成功,我們特別激動。從此,中國煤化工技術(shù)不再受制于人,煤化工成本大大降低。國外的設(shè)計理念、安全理念和管理理念,都給我們煤化工產(chǎn)業(yè)帶來了積極影響。
更讓我們自豪的是:多噴嘴氣化爐成功銷往美國!
2009年2月29日,中方和美國Valero能源公司簽訂了商業(yè)合同。合同分“氣化技術(shù)專利許可協(xié)議”和“工藝軟件包開發(fā)”兩部分,美國 Valero能源公司為此支付專利技術(shù)授權(quán)使用費1510萬美元。
這開啟了中國向發(fā)達國家出口先進清潔能源化工技術(shù)的先河。
為更好地推廣和服務(wù)多噴嘴水煤漿氣化技術(shù),2010年,兗礦成立了國拓科技工程有限公司,我擔任了公司第二任董事長。現(xiàn)在,多噴嘴氣化爐在國內(nèi)外已安裝172臺,其中美國6臺、韓國2臺,我們的技術(shù)轉(zhuǎn)讓許可費已經(jīng)突破6億元人民幣,公司已在新三板成功上市。全國煤化工行業(yè)使用多噴嘴氣化爐技術(shù)處理的煤炭,每年達6000萬噸。
目前,日處理4000噸的多噴嘴水煤漿氣化爐在兗礦榮信化工開工建設(shè),有望明年投產(chǎn),我們正在研發(fā)多噴嘴干煤粉氣化技術(shù)。前段時間,我去北京出差,見到原化工部成思危副部長的秘書,聽了我的匯報,他高興地說:“真是沒想到啊!這項技術(shù)終于成了大氣候!”