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人物篇|孙启文:缔造现代煤化工“大国利器”

更新时间:2018-11-26 08:31

  

  改革开放以来,特别是“十一五”以来,我国现代煤化工产业在关键技术攻关、重大装备自主化研制、产品品种开发和生产规模扩大等方面,都取得了突破性进展,整体技术水平和产业规模领跑世界。

  孙启文,这位我国煤炭间接液化技术的研发带头人、百万吨级煤制油示范工程建设的总指挥、大型现代煤化工企业的掌舵人,就是其中的重要推动者。

  潜心研发 推动煤间接液化技术规模化产业化

  国庆前夕,在陕西未来能源化工有限公司,深受业内瞩目的10万吨级高温费托合成工业化示范装置一次投料试车成功,并实现满负荷连续稳定运行。这是我国首套采用完全自主知识产权技术建设的高温费托合成工业化示范装置。它的建成投产,标志着我国高温费托合成技术完全具备了产业化条件。此前曾到陕西未来能源化工有限公司现场调研该项目建设和试车情况的院士、专家们评价道:“高温费托合成技术的开发成功,意味着我们国家掌握了又一项大国利器。”

  而这一的成果的缔造者,就是孙启文和他带领的团队。

  从2002年牵头组建上海兖矿能源科技研发有限公司以来,孙启文一直致力于一件事,那就是推动中国煤间接液化技术的规模化产业化发展。

  煤间接液化技术是立足于我国资源禀赋,将煤转化为清洁油品、高端化学品的先进技术。当时,国内在这一领域,没有成熟的技术体系、没有工业化实验的数据、没有大型生产装置,就是国外也没有更多可借鉴的经验。孙启文从组建研发团队开始,全力以赴研究煤间接液化技术中的低温费托合成和高温费托合成两大反应体系。在实验室阶段,他亲自把关每一个实验结论和数据,在一点一滴的积累中不断总结、不断改进、不断攻破关键技术。

  在多年的努力钻研下,他们创建了以生产油品为主的低温费托合成,及联产油品、烯烃、化工产品、电力的高温费托合成煤间接液化技术体系。他承担的煤间接液化催化剂及工艺关键技术被列为国家“十五”期间的“863”计划课题,并于2005年顺利通过科技部验收。2007年,科技部批准以兖矿集团为依托单位,建设煤液化及煤化工国家重点实验室,孙启文任该国家重点实验室主任。

  孙启文团队先是在低温费托合成领域取得了技术和工程上面的突破,采用他们的自主研发技术建设的百万吨级煤间接液化项目目前稳定运行。2018年1月,2017年度中国煤炭工业协会科学技术奖获奖项目出炉,兖矿集团陕西未来能源公司的百万吨级煤间接液化关键及系统集成技术开发与工业示范项目斩获唯一的特等奖。专家指出,该项目中的低温费托合成催化剂、超大型反应装置、整体系统集成等核心成果开国内先河,对我国现代煤化工产业发展具有重要示范意义。

  高温费托合成技术的产业化则更加值得期待。它承载着现代煤化工向高端化、多元化发展的希望。孙启文认为,煤液化的生命力就在于向下游、向高端延伸,形成与石油化工差异化的产业链。高温费托合成在工艺流程、催化剂、反应条件等方面与低温费托合成工艺存在较大差别,其合成产物碳数分布较窄、烯烃含量更高,特别是α-烯烃含量高,采用先进的分离和深加工技术,可生产石油化工路线很难获取的精细化工品和专用化学品。这一技术的产业化将促进我国高端聚烯烃、高清洁油品、高端精细化学品等行业的发展,进一步加深我国煤化工与石油化工产业的有机融合。

  孙启文带领团队,在高温费托合成的工艺流程、反应器、催化剂等核心技术相继取得突破后,于2007年在鲁南化肥厂建成了 5000吨级中试装置并成功运行。2017年6月,在陕西未来能源公司建设了10万吨级工业示范装置。该装置于2018 年8 月25日实现中交,9月19日一次投料试车成功并产出产品。

  为使低温和高温费托合成技术形成更具实力的“组合拳”,他们又承担了国家“十二五”“863”计划课题大型高温与低温费托合成多联产技术,开展高温与低温费托技术的优化和集成工作,使总体能量利用效率达47%以上。

  十几年来,孙启文先后承担了重点和重大国家“863”计划课题3项,国家“973”计划课题2项;获得省部级科技进步二等奖2项,中国煤炭工业协会科学技术奖特等奖1项,中国石油和化学工业联合会技术发明奖二等奖1项,国家专利优秀奖1项,山东省自然科学学术创新奖一等奖1项;取得科研成果11项;获得授权发明专利37项、实用新型专利4项;出版学术专著1部;发表学术论文40余篇,还先后两次荣获山东省政府“泰山学者”特聘专家荣誉称号。


图为孙启文在未来能源煤制油产品上市首发仪式上讲话。

  工程示范 追求项目运行高质量高效益

  要使自主研发的煤间液化技术真正变成生产力,就必须实现工程放大和项目落地。此刻,孙启文又成为了我国首套百万吨级煤液化示范项目的总设计师和总指挥。从2005年起,他主持了对采用自主研发的煤间接液化技术建设百万吨级煤制油工业化示范项目的技术经济性分析,对项目建设所在地的煤炭资源、水资源、场地平整性等因素进行综合比较和分析,确定了以陕西榆林作为项目建设地。

  在兖矿集团获得批准开展百万吨级煤间接液化制油工业示范项目后,孙启文就担上了全面负责推动这一项目落地的重任。

  2011年,由兖矿集团有限公司、兖州煤业股份有限公司、陕西延长石油(集团)有限责任公司共同出资组建的陕西未来能源化工有限公司在陕西榆林成立,孙启文任董事长。未来能源公司一成立,就立即全面展开百万吨级煤间接液化项目各装置的详细基础工程设计工作。

  2012年7月,百万吨级煤间接液化项目正式开工建设。孙启文对各单元各环节的设计和引进工作都保持高度严谨。他主导了低温甲醇洗、硫回收、低温费托合成、油品加工、低碳烃回收、PSA提氢及甲醇制氢技术、脱碳技术等工艺技术软件包的引进工作;在实验室的研发基础上再进行工程研究和设计,完成各类大型、超大型反应装置的建设。

  在整个项目建设中,由孙启文带头完成的国内首创性工作就包括高效铁基低温费托合成催化剂及其工业化生产成套技术、大型低温浆态床费托合成反应器及其内构件技术、百万吨级反应器串联费托合成工艺技术、百万吨级费托合成油品加工催化剂和加工工艺技术、煤间接液化优化集成设计平台、动态模拟系统和操作员培训系统、百万吨级煤间接液化系统集成技术、建成并高效运行国内首套百万吨级煤间接液化工业示范装置等。

  2015年8月23日,全国首套百万吨级煤间接液化示范项目实现全流程打通,一次投料成功,并产出优质的柴油、石脑油、液化石油气等油品。这一项目的成功投产不仅填补了我国煤间接液化技术的工业发展空白,更直接提升了我国煤化工技术的国际地位。

  无论是在工程建设阶段还是项目运行、企业日常管理中,孙启文都引入了现代先进的管理理念和机制方法,追求项目运行的高质量和高效益。在工程建设中,为节省投资,他先后组织专家对设计方案进行了16次优化和完善,最终完成项目投资154.73亿元,比概算节约投资10亿元。在项目运行过程中,他合理调整负荷,严格成本控制,科学评估市场,最大限度地保证项目运行经济性。在管理机制上,他创建高效实用的业务流程,完善激励措施,多方引进人才,保持企业发展的后劲和活力。

  目前,这套采用低温费托合成技术的百万吨级煤间接液化示范项目已平稳运行3年多,并在油价低迷时期顶住了压力,现阶段已显示出较好的经济性,为我国现代煤化工发展积累了宝贵经验。


图为在百万吨级煤间接液化项目试车期间,孙启文坐镇指挥,监控有关数据。

  着眼未来 建设区域性多联产产业集群

  孙启文给他实现煤液化梦想的企业取名为“未来能源”,体现了他着眼于未来的高瞻远瞩。为了保证大型煤间接液化项目的经济性和竞争力,孙启文在规划之初就提出要分两期三步建设年产1000吨油品和化学品的综合煤洁净利用工程。已投产运行的百万吨级煤间接液化示范项目是整个工程的一期启动部分,一期后续400万吨/年煤间接液化(低温费托和高温费托多联产)项目目前已列入国家“十三五”能源发展规划重点建设项目和《煤炭深加工产业示范“十三五”规划》。

  在首套百万吨级煤间接液化示范项目运行步入正轨后,孙启文将更多的精力投入了一期后续项目的研发和建设,其中的核心技术就是大型高温与低温费托合成多联产专利技术。今年9月10万吨高温费托合成工业化示范装置的建成投产,为一期后续项目、百万吨级工业化装置的建设奠定了技术基础。一期后续项目的推进实施,将生产出系列烯烃、芳烃等化学品,发展高附加值和差异化的化工工艺路线,进一步实现对传统石油的补充和部分替代,对当前我国供给侧结构性改革及煤炭高效清洁利用具有重要意义。

  2017年11月9日,在中国国家主席习近平和美国总统特朗普的共同见证下,兖矿集团与美国空气产品公司就该项目签署投资合作协议,令世界瞩目。且该项目是习主席和特朗普所有见签项目中,唯一一个利用外资在中国建厂的项目,更加说明了我国煤化工项目在世界上的影响力和吸引力。

  然而,孙启文规划的,并不只是一个利用煤炭制取汽柴油和化工品的项目,他要打造的是一个区域性的产业集群、一座西部化工城。围绕未来能源项目,并结合区域附近的其他化工产品,可形成以煤间接液化为核心的高端油品、塑料橡胶、费托特色化工、纺织等多种产业集群,实现产业链优势互补,解决西部地区产业结构单一的问题,带动当地经济发展。

  搭建平台 为陕北能源基地注入科技活力

  孙启文作为煤液化及煤化工国家重点实验室主任,依托该创新平台在煤间接液化技术、煤化工技术等方面的研究、开发优势,积极开展省市科研平台分支机构建设、科研合作、人才引育、成果转化等工作。同时,担任陕西省石油和化工联合会会长后,他又为地区的创新驱动发展、陕北能源基地的建设殚精竭虑。

  为了促进榆林这个煤炭、石油等资源丰富地区的转型发展,推动榆林市建设世界一流高端能源化工基地、陕甘宁蒙晋交界最具影响力城市、黄土高原生态文明示范区,他致力于把研发资源引入榆林,增强陕北地区煤液化及新型煤化工技术研发实力。

  在他的大力推动下,“煤液化及煤化工国家重点实验室—榆林实验与示范基地”于2018年6月落户榆林。该基地是建设榆林科技创新城战略规划的重要组成部分,也是榆林学院新校区建设国家级联合重点实验室、联合研究中心、科学研究院和技术研究院、测试中心等创新港项目的主要基石,同时也是国家级重点实验室在榆林延伸的具体实践应用。该基地的落地,为陕北能源基地发展注入了强大动力和活力,对区域产业结构升级和产业协同发展也将产生深远影响。

  同时,他积极推动创建省级企业技术研发中心。围绕兖矿集团100万吨煤间接液化示范项目及金鸡滩煤矿建设、生产过程技术需求,他主导建设了陕西未来能源化工有限公司技术中心。这个技术中心解决了大量煤液化及煤化工建设、运行期间遇到的技术难题,取得了“脱碳装置优化运行研究”、“费托合成粗蜡排放系统设计与应用”、“控制系统组态优化及配电系统冗余改造”等一系列科技成果,申请发明专利9项、实用新型专利16项,并于2017年11月被认定为陕西省第十三批省级企业技术中心。

  在孙启文的带领下,陕西未来能源化工有限公司被中国石油和化学工业联合会认定为2017年度技术创新示范企业,被陕西省工信厅认定为省级企业技术中心,2018年9月成功申报为高新技术企业。

  从科技研发到工程建设,从掌舵企业到谋划行业发展,孙启文不断开拓,不断前行。如今,他正奔走在未来能源400万吨煤间接液化项目的前期工作中。他的初心从未改变,那就是推动自主煤液化技术的落地生根,推动中国现代煤化工事业的进步和大发展。


图为10万吨高温费托合成工业化示范装置。
 



陕西未来能源化工有限公司董事长、煤液化及煤化工国家重点实验室主任 孙启文

  孙启文,1958年生,研究员。1982年毕业于南京化工学院,1989年获得华东理工大学博士学位,1993年获得荷兰皇家格罗宁根大学博士后。现任兖矿集团副总经理,陕西未来能源化工有限公司董事长,煤液化及煤化工国家重点实验室主任,华东理工大学、厦门大学、青岛科技大学兼职教授,陕西省石油和化学工业联合会会长,陕西省第十三届人大代表,榆林市第四届人大代表。孙启文先后获评全国石油和化工优秀科技工作者、中国石油和化工行业2017年度最具影响力人物、“十二五”中国石油和化工行业风云人物。

  孙启文主要从事反应工程、甲醇合成和F-T合成的研究。主持开发成功了具有我国自主知识产权的低温与高温费托合成煤间接液化技术,包括费托合成催化剂、费托合成工艺、三相浆态床与固定流化床费托合成反应器及其内件、费托合成产品加氢提质工艺及催化剂等。申请专利60余项,获得授权发明专利40余项,取得国家级科技成果11项,出版专著1部,发表论文60余篇;承担国家“863”计划课题5项,国家“973”计划课题2项,作为课题组长,领导了国内首套百万吨级煤间接液化制油工业示范装置的设计、建设和示范运行工作,该项目获得中国化学工业建设优质工程奖, 被评为“十二五”中国石化行业十佳工程。

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