建立煤化工工程建設標準體系的思考

李永紅

（中國石化寧波工程有限公司，浙江 寧波 315103）

煤炭主要由植物遺體經煤化作用轉化而成的富含碳的固體可燃有機沉積巖。煤炭主要分動力煤、煉焦煤、煤化工用煤。無煙煤可用于制造煤氣或直接用作燃料；煙煤用于煉焦、配煤、動力鍋爐和氣化工業；褐煤一般用于氣化、液化工業、動力鍋爐等。煤化工是以煤為原料，經化學加工使煤轉化為氣體、液體和固體燃料以及化學品的過程，煤化工是一個籠統的概念，原指以煤為原料的碳一化工產業鏈。新型煤化工以生產潔凈能源和可替代石油化工的產品為主，如柴油、汽油、航空煤油、液化石油氣、乙烯原料、聚丙烯原料、替代燃料（甲醇、二甲醚）等，目前時髦的提法是潔凈煤技術。煤化工的大規模建設需要煤化工工程建設標準作支撐，但是我國工程建設標準體系建設尚存在著發展不協調、不配套等，如何建立煤化工工程建設標準體系，使建設工程有法可依是需要迫切思考和解決的問題。

1 煤化工的發展趨勢

1.1 技術發展

煤化工是以煤為原料生產各種油品和化工品的產業。煤氣化技術是煤化工的龍頭和關鍵技術，目前我國煤氣化技術正呈現出多樣化和多元化發展的趨勢，裝置規模和工程技術水平位于世界前列，自主技術的開發形成了適于不同原料的不同氣化爐型式和不同熱量回收方式的各種氣化技術[1]。煤制油主要有煤直接液化和間接液化兩類技術，煤的間接液化是先對原料煤進行氣化，再凈化得到一氧化碳和氫氣，然后在一定溫度、壓力以及催化劑的作用下合成油品或化工產品；南非 Sasol公司煤間接制油裝置已經有二十多年的工業運行歷史；我國也開展了催化劑的相關研究，并在山西潞安集團和內蒙古伊泰集團成功得到工業化驗證；煤的直接液化是將煤在高溫高壓條件下，通過多次催化加氫直接液化合成液態烴類燃料，神華集團采用自主知識產權技術已建設了百萬噸級煤直接液化示范工程。煤制烯烴技術的開發核心是甲醇轉化制烯烴技術（MTO），大連化學物理研究所等開發的MTO技術是甲醇在固體酸催化劑作用下脫水為二甲醚，通過氫轉移、烷基化和縮聚反應生成乙烯、丙烯等低碳烯烴；利用該技術，在國內已經建成多套工業化生產裝置。合成氣制乙二醇技術是以合成氣為原料，經過氧化脫氫、氧化酯化、CO偶草酸二甲酯加氫等工藝單元生產乙二醇產品[2]；合成氣制乙二醇工業示范裝置于2013年底建成等。

煤化工、煤制油都是專業性極強的業務，且都是高危產業，不僅資金密集，而且技術密集，其工藝過程及產品加工應用屬石油化工范疇[3]。

1.2 公司的資源戰略

近年來，受到國際油價高位運行及國內石化產品需求旺盛的影響，全國各地出現煤化工發展熱潮。石油價格預期促使大公司紛紛介入煤化工，如中海油投資建設的內蒙古鄂爾多斯80億立方米/年煤制天然氣項目、內蒙古包頭60萬噸/年MTO；神華集團投資建設的鄂爾多斯108萬噸/年煤直接制油、18萬噸/年煤間接制油、包頭 60萬噸/年 MTO、寧東52萬噸/年MTP、鄂爾多斯20億方/年煤制天然氣；大唐集團投資建設的內蒙多倫46萬噸/年MTP、赤峰40億方/年煤制天然氣；中煤集團與中國石化合作在鄂爾多斯建設的MTO項目；兗礦集團投資建設的陜西榆林100萬噸/年煤間接制油；河南煤業化工集團投資建設的煤制乙二醇；大批地方企業也擠入煤化工大軍，如內蒙古匯能集團、通遼金煤集團、內蒙古伊泰集團、山西潞安集團、皖北煤電集團等。

1.3 國家產業政策

2006年7月發改工業[2006]1350號《關于加強煤化工項目建設管理促進產業健康發展的通知》規定：新建煤制油品不得低于300萬噸/年，煤制烯烴不低于 60萬噸/年，煤制甲醇和二甲醚不低于 100萬噸/年。2009年 5月國務院《石化產業調整和振興規劃》規定：2011年以前原則上不再安排新的煤化工試點項目，重點抓好現有煤制油、煤制烯烴、煤制二甲醚、煤制甲烷氣、煤制乙二醇等五類示范工程。2009年9月國發[2009]38號《關于抑制部分行業產能過剩和重復建設引導產業健康發展若干意見的通知》規定：要嚴格執行煤化工產業政策，遏制傳統煤化工盲目發展，今后三年停止審批單純擴大產能的焦炭、電石項目。2010年 6月發改能源[2010]1205號《關于規范煤制天然氣產業發展有關事項的通知》規定：要求煤制天然氣及配套項目由國家發改委統一核準。這些政策的制定在一定程度上遏制了煤化工盲目建設和過度發展。2013年6月14日國務院總理李克強主持召開國務院常務會議，部署大氣污染防治十條措施，其中提出用法律、標準“倒逼”產業轉型升級。隨著國家逐步實現資源型經濟從“資源依賴型”到“資源效益型”，最終實現“資源生態型”的轉變，煤化工技術也必將趨向于清潔化、大型化、多樣化。

2 煤化工工程技術標準現狀和存在問題

2.1 標準管理部門及發布標準情況

2008年7月31日國家能源局成立，2011年，國家能源局批復成立了包括“煤制燃料標準化技術委員會”在內的21個標準化技術委員會。依托能源行業標準化支撐機構和行業標委會，能源局分年度下達能源領域行業標準制（修）訂計劃，2011年共633項，2012年共366項。國家能源局公告發布了500余項能源行業標準并完成了相關備案。2011年末向相關行業發出了“關于征集2012年能源領域煤制燃料行業標準計劃項目的通知”，并提出了能源行業煤制燃料標準化體系框架，該框架包括綜合、原料及產品、建設、設備、安全環保等5個領域。在建設領域的3個環節（設計、工程建設、運行維護）提出了諸如煤制燃料裝置詳細工程設計內容規定、煤制燃料建設工程項目監理規范、煤制燃料裝置試車工作規范等20多項標準的編制愿望。事實上，這些標準從形式上，甚至有些可能在內容上與相關行業已經制訂的標準將會是相同的，不利于標準體系的建設和執行。

2.2 煤化工方面已發布的國家標準、行業標準

在煤化工方面，國家發展與改革委員會作為標準主管部門發布了《固定床氣化用型煤技術條件》（MT/T 1010—2006），該標準規定了一般常壓固定床煤氣發生爐用型煤和合成氨固定床氣化用型煤的技術要求和試驗方法，適用于30～70 g扁圓形煤球。國家質量技術監督檢驗檢疫總局發布的《常壓固定床氣化用煤技術條件》（GB/T 9143—2008）規定了常壓固定床氣化用煤的類別、技術要求、試驗方法和檢驗驗收依據，適用于混合煤氣發生爐、水煤氣發生爐、水煤氣兩段爐等常壓固定床氣化爐；《煤化工用煤技術導則》（GB/T 23251—2009）規定了各種煤化工技術和項目用原料煤的技術要求、資源量要求和優化配置及合理規劃要求的指導性原則；《直接液化用原料煤技術條件》（GB/T 23810—2009）規定了直接液化用原料煤的類別、技術要求、測定方法和檢驗驗收依據。一些行業還結合企業實際編制了自己的企業用煤標準，但除了正在編制中的《煤化工工程設計防火規范》外，缺少建設煤化工裝置可依據的煤化工工程建設標準。

2.3 行業歸口部門

住房和城鄉建設部負責建立科學規范的工程建設標準體系，組織制訂工程建設實施階段的國家標準，擬定部管行業工程建設標準。國家工業和信息化部是國家標準化主管部門之一，主管所轄工業領域工程建設行業標準制訂工作，包括標準的立項、起草、審查、報批、批準發布、出版、復審、修訂、修改等，其所轄行業包括化工、石化、核工業等，煤化工的管轄沒有明確。國家能源部主管能源領域行業標準化工作，其任務是組織能源領域國家標準和行業標準的制（修）訂、實施和對標準的實施進行監督，其所轄行業包括石油、天然氣、煤炭、煤層氣、燃料、核電等。中國石油化工股份有限公司受國家標準化主管部門委托，完成歸口管理的石油和石油化工專業領域內的國家標準和行業標準的制定和修訂任務，其所歸口管理的行業標準均冠以SH。中國石油和天然氣集團公司受國家標準化主管部門委托，歸口管理石油天然氣國家標準、行業標準的制（修）訂工作，其所歸口管理的行業標準均冠以 SY。由于中國石化和中國石油兩家國有企業主營業務雷同，按照兩公司的分工，中石油負責石油、天然氣開采、儲存、輸送等方面國家和行業標準的制（修）訂工作，中國石化負責石油、天然氣加工等后處理方面的國家和行業標準的制（修）訂工作。

中國石化歸口管理行業標準在適用范圍上一般冠以“本標準適用于石油化工……”的描述，從一定意義上講，其標準本身限制了其適用范圍。在煤化工工程建設方面，從煤炭的氣化或液化到產品方面的工程建設標準的制（修）訂業務尚沒有明確的歸口部門，在標準制定方面尚沒有統一。由于主管部門的對標準管理界限的不統一，導致新型行業缺乏統一的規劃、標準編制的滯后，在一定程度上影響了行業的發展。

3 從煤化工產業鏈看煤化工標準體系

3.1 煤化工及其產業鏈

近年來，在高油價的推動下，我國新型煤化工產業得到了較快發展，在煤液化合成油、煤基甲醇制烯烴、煤基甲醇制二甲醚、煤制乙二醇等方面取得了突破性進展，新型煤化工及其產業鏈典型流程見圖1。圖1中虛線圖框內的裝置由于煤的特殊性，在原料的儲存、輸送和煤的轉化方面明顯有別于石油化工裝置，而實線圖框內的裝置與石油化工裝置相比，在經氣化或液化加工后的初期化工產品的進一步處理方面基本沒有區別。為提高資源利用效率，充分發揮石油化工和煤化工的優勢，煤化工的發展已不再游離于石油化工之外，正逐步實現與傳統石油化工產業的結合[4]。對石油化工產業，無論在原燃料結構、產品結構，還是環境影響等方面，都產生了一定的影響。

3.2 當代煤化工特點及工程建設采標情況

除輸儲煤裝置、備煤裝置、煤氣化裝置、煤液化裝置和后續的灰渣處理單元以外，在新型煤化工及其產業鏈中的其他裝置與傳統石油化工、天然氣化工等相比差別甚微。完全可以采用石油化工行業標準體系或相應的國家標準。在輸儲煤裝置、備煤裝置方面，電力系統等有完善的標準體系。但在煤氣化、煤液化和后續的灰渣處理等方面，國家尚未出臺相應標準，一般均參照國家或行業相關標準進行工程設計和施工安裝。

圖1 新型煤化工及其產業鏈典型流程圖

此外，我國煤化工項目在向大型、超大型規模發展的同時，一些新技術、新工藝、新材料開始應用，而項目設計及選材大都是參照其他標準，許多企業都是邊摸索、邊設計、邊施工，這就使煤化工項目因設計選材不合理造成的安全隱患比較隱蔽，而這些隱患在設備投用后，企業在生產過程中無法預防事故發生。煤化工的大型化，給我國壓力容器行業、超大規格管道、閥門、管件的設計和制造提出了許多新的課題，其中標準規范、設計方法、設備用材、制造技術必須相應跟上發展和得到完善[5-6]。一大批大型的煤化工項目紛紛上馬，其中不乏世界上首次商業化示范性工程。這些煤化工項目的消防安全尤為重要，但是，我國還沒有專門消防技術規范標準可循，國家現行設計防火規范的適用范圍也未能完全涵蓋其某些工藝單元的防火設計[7]。目前大型煤化工項目總圖布置缺乏相應的規范作為設計依據，基本是參考現有規范，并結合和參照相應的國外規范開展大型煤化工項目總圖布置。隨著大型煤化項目建設日益增多，國內規范出臺也指日可待[8]。煤化工產業不論是生產甲醇及其下游產品、還是生產煤制油產品，都要消耗大量的水資源，水資源可靠與否是建設大型煤化工企業的先決條件。我國煤炭資源豐富的西北地區，是煤化工規劃發展的重點地區，但也是嚴重缺水地區，煤化工企業必須實行嚴格的節水制度，因此控制生產用水、實現“廢水零排放”應成為新上煤化工項目的準入條件之一。

4 從專業技術角度看煤化工標準體系

4.1 已形成的標準體系

工程建設標準是從事各類工程建設活動的技術依據和準則，是政府運用技術手段規范建筑市場、推動科技進步和提高建設水平的重要途徑。我國已形成了涵蓋房屋建筑、城鎮建設、城鄉規劃、公路、鐵路、水運、航空、水利、電力、電子、通訊、煤炭、石油、石化、冶金、有色、機械、紡織等 18個行業領域的工程建設標準分體系，建設環節包括勘察、規劃、設計、施工、安裝、驗收、運行維護、鑒定、加固改造、拆除等。在各領域中，按照專業屬性將標準分成基礎標準、通用標準和專用標準三大類。基礎標準是指在某一專業范圍內作為其他標準的基礎并普遍使用，具有廣泛指導意義的術語、符號、計量單位、圖形、分類、原則等；通用標準是指針對某一類標準化對象制訂的覆蓋面較大的共性標準。它可作為制訂專用標準的依據，如通用的設計、施工要求與試驗方法等；專用標準是指針對某一具體標準化對象或作為通用標準的補充、延伸制訂的專項標準，如某種工程的勘察、規劃、設計、施工、安裝及質量驗收的要求和方法等。

從現行有效標準的數量來看，我國煤化工技術標準的數量比較多，但從標準技術的分布來看，我國標準主要集中在對各種煤化工用煤要求、粉煤灰水泥和混凝土、煤焦油等煤化工產品方面[9]，忽視了工程建設標準體系的完善。在煤化工工程建設中，經煤氣化或煤液化以后的產品的進一步加工，其裝置建設均可以完全依據現有石化等行業的工程建設標準。除此之外，在以上領域中，無論是煤炭，還是石油、石化均未包含煤化工的內容，在煤化工工程建設各個環節中，多數參考或執行石化行業、電力行業標準。

4.2 缺少依據暴露的問題

只要在國內發展煤化工、進行工程建設，必須要在我國相關法律和法規的框架下進行。根據煤化工項目所涉及的內容，需要遵循的國家、部委級法律法規和工程建設規范等，當煤化工項目坐落于某地，還要執行地方政府的相關法規和規章。從煤化工項目建設的角度，其法律法規分兩個大部分，第一部分為健康、安全、環保方面，第二部分為項目建設的項目工程質量管理、項目管理和總承包管理等規范。

煤化工工程建設中，煤炭的儲運、煤粉、碎煤和煤漿的制備、煤氣化、煤液化、灰渣輸送和處理等有其特點，現有工程建設標準已經不能滿足需要。例如，粉煤氣化技術要求建設高層建構筑物，這就帶來諸如電梯設置、疏散通道安排、地面排水要求不能同時滿足現有標準規范的要求；由于煤炭資源地大部分集中在我國中西部，環境比較惡劣，高層建構筑物希望采用全封閉形式，這樣的要求就不能滿足現有石油化工防火規范要求，而需要進行性能化試驗來驗證；高層建構筑物還會帶來消防設施的能力或壓力不匹配、布置密集帶來消防噴淋問題。對于氣固相環境下使用的設備、管道及其附件，缺少材料選擇依據和物料輸送過程中帶來的磨損、腐蝕、沖刷問題，以及對管道的彎曲半徑、自流角度等的要求。此外，煤化工裝置的日益大型化，帶來大直徑管道設備化、大型管廊的裝置化等安全隱患。這些問題和擔心一方面需要在實踐中進行摸索，逐漸積累經驗，解決問題和打消顧慮；另一方面還需要進行深入研究，為編制安全、先進、適用的工程建設標準打下良好的基礎。

5 結 語

目前，我國經濟和科學技術迅速發展，新技術、新工藝、新設備、新材料大量涌現，迫切需要工程建設標準不斷地得到補充和完善。同時，現行的工程建設標準歷經幾十年發展之后，不同程度地存在著不協調、不配套、內容構成不合理、相互重復或矛盾等問題。因此，建立科學的工程建設標準體系十分重要。

在目前已建或在建的煤化工裝置，突出的表現是已有的規范沒有涵蓋各專業的工程設計，在煤氣化或煤液化工藝過程之前的煤化工裝置中針對性的規范少，基本上借用和參照電力、機械、石化等行業規范，建議標準主管部門能夠協調相關委員會和標準編制單位開展煤化工標準的系統研究。單獨建立煤化工行業標準體系，將帶來大量人力浪費和重復標準，不利于煤化工技術進步和煤化工行業發展。石化行業工程建設標準在多數情況下均適用于煤化工工程建設，可基于石化行業工程建設標準體系，在綜合標準方面可補充完善現有防火規范或出臺煤化工工程設計防火規范等綜合性標準；在基礎標準和通用標準方面，根據實際情況對石化或電力等行業有關標準的適用范圍進行擴充，必要時對其標準進行補充、修改以適應煤化工工程建設需要；在專用標準方面，制訂有針對性的煤化工專項標準。

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