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中科合成油公司研发中心中试车间。 佘惠敏摄
在北京全国科创中心的怀柔科学城里，有个特殊的实验室。这里既有化工厂般管道纵横的中试厂房，也有能探测物质原子结构的世界顶尖实验设备。它就是中科合成油公司研发中心，也是煤转化国家重点实验室，实验室的研究目标单纯却又十分重要——如何将我国储量丰富的黑乎乎的煤炭，转变成我国急需的优质清洁油品？
请跟随《经济日报》记者的脚步，到这个实验室看一看吧。
核心技术打造大国重器
研发中心里，最大最醒目的建筑是中试厂房，这里管道林立、纵横交错，一套套反应装置就是一个个小型的化工厂，验证着实验团队开发出的各种新工艺技术。其实，实验团队已经开发出了世界领先的煤制油核心技术，并成功用于生产实践。
2016年12月21日，神华宁煤400万吨/年煤制油工程打通全厂工艺流程，实现一次性投料试车成功，生产出费托轻质油、高品质清洁柴油等系列产品，标志着我国已自主掌握了百万吨级规模的煤制油工业技术，并处于国际领先水平。这是开创中国煤制油工业的历史时刻，是国产核心技术打造大国重器的又一范例。
那座矗立在贺兰山下茫茫荒漠中的世界级煤制油工程，是全球单套规模最大的煤制油生产线。该工程采用的是首席科学家李永旺带领1000多人、历时20年自主研发出的高温浆态床合成成套工艺技术。
“煤制油是一个综合集成。”中国科学院山西煤炭化学研究所研究员、中科合成油技术有限公司总经理李永旺说，煤制油主要有直接液化和间接液化两个技术路线。间接液化路线是先将煤进行气化，转化为一氧化碳和氧气的合成气，合成气在催化剂作用下反应生成碳氢化合物的混合物，继而加工生产液态油。从20世纪80年代起，中国科学院山西煤炭化学研究所开始攻关煤炭间接液化技术，并于2006年联合多个大型煤炭企业组建了中科合成油技术有限公司，将科研技术成果推向产业化。
技术研发中，团队发表国际论文300多篇，申请国内专利130多件，国际PCT专利7件，制订国家标准6项……专利技术覆盖了煤制油全过程，形成了完备的知识产权保护体系，保障了国家煤制油产业的自主性。
“可以说，中科院30年的科研底蕴、20年的创新超越、10年的产业推广，铸就了中国煤制油今天的辉煌。”中科院山西煤化所副所长房倚天说。
高新科技面向崭新未来
“煤制油工艺发展潜力还很大，还能继续往高精尖走。”李永旺说。
位于怀柔科学城的研发中心，正用实际行动阐释着他所说的“高精尖”。原位表征实验平台中，科学家们利用近常压扫描探针显微镜等先进实验设备，从原子层面观测到不同催化剂下“煤制油”的化学反应机理，验证理论预测和设计是否正确；理论方法及计算模拟平台中，科学家们又通过理论评价和理论工具开发，预测并设计新的催化剂、新的实验工艺，再通过实验平台反馈的数据验证理论工具是否有效。
“我们在走向设计的催化科学基础研究中，做到了基础与开发、实验与理论充分结合。”研发中心主任杨勇说。
目前，中科合成油公司开发的高温浆态床煤制油成套工艺技术具有突出的技术优势：费托合成技术可实现在较高温度下的浆态床中运行，提高了过程综合热效率；催化剂生产技术为独创配方，产油能力比低温浆态床合成技术提高了3倍以上，达到1000吨油/吨催化剂；产业化项目能量利用效率可达43%至45%，使吨油耗水从8吨至10吨降到5吨以下；生产出的高清洁油品无硫、无氮、低芳，优于京VI和欧V标准，一氧化碳、氮氧化物、颗粒物排放大幅度减少，对消除雾霾能起到重要作用。
据悉，采用高温浆态床合成油技术的煤制油项目，总规模达1350万吨/年。针对我国拥有大量低阶煤资源却难以有效利用的现实，中科合成油公司研发团队提出了低阶煤分级液化的煤制油新工艺，已经完成中试，打通了全部工艺技术流程，为中国储量丰富的低阶煤实现高效清洁转化提供了全新技术。目前，这一技术正在新疆规划和设计百万吨级的商业装置……
中科合成油还将进一步开拓天然气制油、生物质制油等技术，同时积极开拓美洲、非洲、澳洲、东南亚、中东、欧洲等海外市场，积极响应国家“一带一路”倡议。“我们是‘中科系’企业，做，就要做到最好。”李永旺说。(经济日报记者 佘惠敏)