建立煤化工工程建设标准体系的思考

李永红

（中国石化宁波工程有限公司，浙江 宁波 315103）

煤炭主要由植物遗体经煤化作用转化而成的富含碳的固体可燃有机沉积岩。煤炭主要分动力煤、炼焦煤、煤化工用煤。无烟煤可用于制造煤气或直接用作燃料；烟煤用于炼焦、配煤、动力锅炉和气化工业；褐煤一般用于气化、液化工业、动力锅炉等。煤化工是以煤为原料，经化学加工使煤转化为气体、液体和固体燃料以及化学品的过程，煤化工是一个笼统的概念，原指以煤为原料的碳一化工产业链。新型煤化工以生产洁净能源和可替代石油化工的产品为主，如柴油、汽油、航空煤油、液化石油气、乙烯原料、聚丙烯原料、替代燃料（甲醇、二甲醚）等，目前时髦的提法是洁净煤技术。煤化工的大规模建设需要煤化工工程建设标准作支撑，但是我国工程建设标准体系建设尚存在着发展不协调、不配套等，如何建立煤化工工程建设标准体系，使建设工程有法可依是需要迫切思考和解决的问题。

1 煤化工的发展趋势

1.1 技术发展

煤化工是以煤为原料生产各种油品和化工品的产业。煤气化技术是煤化工的龙头和关键技术，目前我国煤气化技术正呈现出多样化和多元化发展的趋势，装置规模和工程技术水平位于世界前列，自主技术的开发形成了适于不同原料的不同气化炉型式和不同热量回收方式的各种气化技术[1]。煤制油主要有煤直接液化和间接液化两类技术，煤的间接液化是先对原料煤进行气化，再净化得到一氧化碳和氢气，然后在一定温度、压力以及催化剂的作用下合成油品或化工产品；南非 Sasol公司煤间接制油装置已经有二十多年的工业运行历史；我国也开展了催化剂的相关研究，并在山西潞安集团和内蒙古伊泰集团成功得到工业化验证；煤的直接液化是将煤在高温高压条件下，通过多次催化加氢直接液化合成液态烃类燃料，神华集团采用自主知识产权技术已建设了百万吨级煤直接液化示范工程。煤制烯烃技术的开发核心是甲醇转化制烯烃技术（MTO），大连化学物理研究所等开发的MTO技术是甲醇在固体酸催化剂作用下脱水为二甲醚，通过氢转移、烷基化和缩聚反应生成乙烯、丙烯等低碳烯烃；利用该技术，在国内已经建成多套工业化生产装置。合成气制乙二醇技术是以合成气为原料，经过氧化脱氢、氧化酯化、CO偶草酸二甲酯加氢等工艺单元生产乙二醇产品[2]；合成气制乙二醇工业示范装置于2013年底建成等。

煤化工、煤制油都是专业性极强的业务，且都是高危产业，不仅资金密集，而且技术密集，其工艺过程及产品加工应用属石油化工范畴[3]。

1.2 公司的资源战略

近年来，受到国际油价高位运行及国内石化产品需求旺盛的影响，全国各地出现煤化工发展热潮。石油价格预期促使大公司纷纷介入煤化工，如中海油投资建设的内蒙古鄂尔多斯80亿立方米/年煤制天然气项目、内蒙古包头60万吨/年MTO；神华集团投资建设的鄂尔多斯108万吨/年煤直接制油、18万吨/年煤间接制油、包头 60万吨/年 MTO、宁东52万吨/年MTP、鄂尔多斯20亿方/年煤制天然气；大唐集团投资建设的内蒙多伦46万吨/年MTP、赤峰40亿方/年煤制天然气；中煤集团与中国石化合作在鄂尔多斯建设的MTO项目；兖矿集团投资建设的陕西榆林100万吨/年煤间接制油；河南煤业化工集团投资建设的煤制乙二醇；大批地方企业也挤入煤化工大军，如内蒙古汇能集团、通辽金煤集团、内蒙古伊泰集团、山西潞安集团、皖北煤电集团等。

1.3 国家产业政策

2006年7月发改工业[2006]1350号《关于加强煤化工项目建设管理促进产业健康发展的通知》规定：新建煤制油品不得低于300万吨/年，煤制烯烃不低于 60万吨/年，煤制甲醇和二甲醚不低于 100万吨/年。2009年 5月国务院《石化产业调整和振兴规划》规定：2011年以前原则上不再安排新的煤化工试点项目，重点抓好现有煤制油、煤制烯烃、煤制二甲醚、煤制甲烷气、煤制乙二醇等五类示范工程。2009年9月国发[2009]38号《关于抑制部分行业产能过剩和重复建设引导产业健康发展若干意见的通知》规定：要严格执行煤化工产业政策，遏制传统煤化工盲目发展，今后三年停止审批单纯扩大产能的焦炭、电石项目。2010年 6月发改能源[2010]1205号《关于规范煤制天然气产业发展有关事项的通知》规定：要求煤制天然气及配套项目由国家发改委统一核准。这些政策的制定在一定程度上遏制了煤化工盲目建设和过度发展。2013年6月14日国务院总理李克强主持召开国务院常务会议，部署大气污染防治十条措施，其中提出用法律、标准“倒逼”产业转型升级。随着国家逐步实现资源型经济从“资源依赖型”到“资源效益型”，最终实现“资源生态型”的转变，煤化工技术也必将趋向于清洁化、大型化、多样化。

2 煤化工工程技术标准现状和存在问题

2.1 标准管理部门及发布标准情况

2008年7月31日国家能源局成立，2011年，国家能源局批复成立了包括“煤制燃料标准化技术委员会”在内的21个标准化技术委员会。依托能源行业标准化支撑机构和行业标委会，能源局分年度下达能源领域行业标准制（修）订计划，2011年共633项，2012年共366项。国家能源局公告发布了500余项能源行业标准并完成了相关备案。2011年末向相关行业发出了“关于征集2012年能源领域煤制燃料行业标准计划项目的通知”，并提出了能源行业煤制燃料标准化体系框架，该框架包括综合、原料及产品、建设、设备、安全环保等5个领域。在建设领域的3个环节（设计、工程建设、运行维护）提出了诸如煤制燃料装置详细工程设计内容规定、煤制燃料建设工程项目监理规范、煤制燃料装置试车工作规范等20多项标准的编制愿望。事实上，这些标准从形式上，甚至有些可能在内容上与相关行业已经制订的标准将会是相同的，不利于标准体系的建设和执行。

2.2 煤化工方面已发布的国家标准、行业标准

在煤化工方面，国家发展与改革委员会作为标准主管部门发布了《固定床气化用型煤技术条件》（MT/T 1010—2006），该标准规定了一般常压固定床煤气发生炉用型煤和合成氨固定床气化用型煤的技术要求和试验方法，适用于30～70 g扁圆形煤球。国家质量技术监督检验检疫总局发布的《常压固定床气化用煤技术条件》（GB/T 9143—2008）规定了常压固定床气化用煤的类别、技术要求、试验方法和检验验收依据，适用于混合煤气发生炉、水煤气发生炉、水煤气两段炉等常压固定床气化炉；《煤化工用煤技术导则》（GB/T 23251—2009）规定了各种煤化工技术和项目用原料煤的技术要求、资源量要求和优化配置及合理规划要求的指导性原则；《直接液化用原料煤技术条件》（GB/T 23810—2009）规定了直接液化用原料煤的类别、技术要求、测定方法和检验验收依据。一些行业还结合企业实际编制了自己的企业用煤标准，但除了正在编制中的《煤化工工程设计防火规范》外，缺少建设煤化工装置可依据的煤化工工程建设标准。

2.3 行业归口部门

住房和城乡建设部负责建立科学规范的工程建设标准体系，组织制订工程建设实施阶段的国家标准，拟定部管行业工程建设标准。国家工业和信息化部是国家标准化主管部门之一，主管所辖工业领域工程建设行业标准制订工作，包括标准的立项、起草、审查、报批、批准发布、出版、复审、修订、修改等，其所辖行业包括化工、石化、核工业等，煤化工的管辖没有明确。国家能源部主管能源领域行业标准化工作，其任务是组织能源领域国家标准和行业标准的制（修）订、实施和对标准的实施进行监督，其所辖行业包括石油、天然气、煤炭、煤层气、燃料、核电等。中国石油化工股份有限公司受国家标准化主管部门委托，完成归口管理的石油和石油化工专业领域内的国家标准和行业标准的制定和修订任务，其所归口管理的行业标准均冠以SH。中国石油和天然气集团公司受国家标准化主管部门委托，归口管理石油天然气国家标准、行业标准的制（修）订工作，其所归口管理的行业标准均冠以 SY。由于中国石化和中国石油两家国有企业主营业务雷同，按照两公司的分工，中石油负责石油、天然气开采、储存、输送等方面国家和行业标准的制（修）订工作，中国石化负责石油、天然气加工等后处理方面的国家和行业标准的制（修）订工作。

中国石化归口管理行业标准在适用范围上一般冠以“本标准适用于石油化工……”的描述，从一定意义上讲，其标准本身限制了其适用范围。在煤化工工程建设方面，从煤炭的气化或液化到产品方面的工程建设标准的制（修）订业务尚没有明确的归口部门，在标准制定方面尚没有统一。由于主管部门的对标准管理界限的不统一，导致新型行业缺乏统一的规划、标准编制的滞后，在一定程度上影响了行业的发展。

3 从煤化工产业链看煤化工标准体系

3.1 煤化工及其产业链

近年来，在高油价的推动下，我国新型煤化工产业得到了较快发展，在煤液化合成油、煤基甲醇制烯烃、煤基甲醇制二甲醚、煤制乙二醇等方面取得了突破性进展，新型煤化工及其产业链典型流程见图1。图1中虚线图框内的装置由于煤的特殊性，在原料的储存、输送和煤的转化方面明显有别于石油化工装置，而实线图框内的装置与石油化工装置相比，在经气化或液化加工后的初期化工产品的进一步处理方面基本没有区别。为提高资源利用效率，充分发挥石油化工和煤化工的优势，煤化工的发展已不再游离于石油化工之外，正逐步实现与传统石油化工产业的结合[4]。对石油化工产业，无论在原燃料结构、产品结构，还是环境影响等方面，都产生了一定的影响。

3.2 当代煤化工特点及工程建设采标情况

除输储煤装置、备煤装置、煤气化装置、煤液化装置和后续的灰渣处理单元以外，在新型煤化工及其产业链中的其他装置与传统石油化工、天然气化工等相比差别甚微。完全可以采用石油化工行业标准体系或相应的国家标准。在输储煤装置、备煤装置方面，电力系统等有完善的标准体系。但在煤气化、煤液化和后续的灰渣处理等方面，国家尚未出台相应标准，一般均参照国家或行业相关标准进行工程设计和施工安装。

图1 新型煤化工及其产业链典型流程图

此外，我国煤化工项目在向大型、超大型规模发展的同时，一些新技术、新工艺、新材料开始应用，而项目设计及选材大都是参照其他标准，许多企业都是边摸索、边设计、边施工，这就使煤化工项目因设计选材不合理造成的安全隐患比较隐蔽，而这些隐患在设备投用后，企业在生产过程中无法预防事故发生。煤化工的大型化，给我国压力容器行业、超大规格管道、阀门、管件的设计和制造提出了许多新的课题，其中标准规范、设计方法、设备用材、制造技术必须相应跟上发展和得到完善[5-6]。一大批大型的煤化工项目纷纷上马，其中不乏世界上首次商业化示范性工程。这些煤化工项目的消防安全尤为重要，但是，我国还没有专门消防技术规范标准可循，国家现行设计防火规范的适用范围也未能完全涵盖其某些工艺单元的防火设计[7]。目前大型煤化工项目总图布置缺乏相应的规范作为设计依据，基本是参考现有规范，并结合和参照相应的国外规范开展大型煤化工项目总图布置。随着大型煤化项目建设日益增多，国内规范出台也指日可待[8]。煤化工产业不论是生产甲醇及其下游产品、还是生产煤制油产品，都要消耗大量的水资源，水资源可靠与否是建设大型煤化工企业的先决条件。我国煤炭资源丰富的西北地区，是煤化工规划发展的重点地区，但也是严重缺水地区，煤化工企业必须实行严格的节水制度，因此控制生产用水、实现“废水零排放”应成为新上煤化工项目的准入条件之一。

4 从专业技术角度看煤化工标准体系

4.1 已形成的标准体系

工程建设标准是从事各类工程建设活动的技术依据和准则，是政府运用技术手段规范建筑市场、推动科技进步和提高建设水平的重要途径。我国已形成了涵盖房屋建筑、城镇建设、城乡规划、公路、铁路、水运、航空、水利、电力、电子、通讯、煤炭、石油、石化、冶金、有色、机械、纺织等 18个行业领域的工程建设标准分体系，建设环节包括勘察、规划、设计、施工、安装、验收、运行维护、鉴定、加固改造、拆除等。在各领域中，按照专业属性将标准分成基础标准、通用标准和专用标准三大类。基础标准是指在某一专业范围内作为其他标准的基础并普遍使用，具有广泛指导意义的术语、符号、计量单位、图形、分类、原则等；通用标准是指针对某一类标准化对象制订的覆盖面较大的共性标准。它可作为制订专用标准的依据，如通用的设计、施工要求与试验方法等；专用标准是指针对某一具体标准化对象或作为通用标准的补充、延伸制订的专项标准，如某种工程的勘察、规划、设计、施工、安装及质量验收的要求和方法等。

从现行有效标准的数量来看，我国煤化工技术标准的数量比较多，但从标准技术的分布来看，我国标准主要集中在对各种煤化工用煤要求、粉煤灰水泥和混凝土、煤焦油等煤化工产品方面[9]，忽视了工程建设标准体系的完善。在煤化工工程建设中，经煤气化或煤液化以后的产品的进一步加工，其装置建设均可以完全依据现有石化等行业的工程建设标准。除此之外，在以上领域中，无论是煤炭，还是石油、石化均未包含煤化工的内容，在煤化工工程建设各个环节中，多数参考或执行石化行业、电力行业标准。

4.2 缺少依据暴露的问题

只要在国内发展煤化工、进行工程建设，必须要在我国相关法律和法规的框架下进行。根据煤化工项目所涉及的内容，需要遵循的国家、部委级法律法规和工程建设规范等，当煤化工项目坐落于某地，还要执行地方政府的相关法规和规章。从煤化工项目建设的角度，其法律法规分两个大部分，第一部分为健康、安全、环保方面，第二部分为项目建设的项目工程质量管理、项目管理和总承包管理等规范。

煤化工工程建设中，煤炭的储运、煤粉、碎煤和煤浆的制备、煤气化、煤液化、灰渣输送和处理等有其特点，现有工程建设标准已经不能满足需要。例如，粉煤气化技术要求建设高层建构筑物，这就带来诸如电梯设置、疏散通道安排、地面排水要求不能同时满足现有标准规范的要求；由于煤炭资源地大部分集中在我国中西部，环境比较恶劣，高层建构筑物希望采用全封闭形式，这样的要求就不能满足现有石油化工防火规范要求，而需要进行性能化试验来验证；高层建构筑物还会带来消防设施的能力或压力不匹配、布置密集带来消防喷淋问题。对于气固相环境下使用的设备、管道及其附件，缺少材料选择依据和物料输送过程中带来的磨损、腐蚀、冲刷问题，以及对管道的弯曲半径、自流角度等的要求。此外，煤化工装置的日益大型化，带来大直径管道设备化、大型管廊的装置化等安全隐患。这些问题和担心一方面需要在实践中进行摸索，逐渐积累经验，解决问题和打消顾虑；另一方面还需要进行深入研究，为编制安全、先进、适用的工程建设标准打下良好的基础。

5 结 语

目前，我国经济和科学技术迅速发展，新技术、新工艺、新设备、新材料大量涌现，迫切需要工程建设标准不断地得到补充和完善。同时，现行的工程建设标准历经几十年发展之后，不同程度地存在着不协调、不配套、内容构成不合理、相互重复或矛盾等问题。因此，建立科学的工程建设标准体系十分重要。

在目前已建或在建的煤化工装置，突出的表现是已有的规范没有涵盖各专业的工程设计，在煤气化或煤液化工艺过程之前的煤化工装置中针对性的规范少，基本上借用和参照电力、机械、石化等行业规范，建议标准主管部门能够协调相关委员会和标准编制单位开展煤化工标准的系统研究。单独建立煤化工行业标准体系，将带来大量人力浪费和重复标准，不利于煤化工技术进步和煤化工行业发展。石化行业工程建设标准在多数情况下均适用于煤化工工程建设，可基于石化行业工程建设标准体系，在综合标准方面可补充完善现有防火规范或出台煤化工工程设计防火规范等综合性标准；在基础标准和通用标准方面，根据实际情况对石化或电力等行业有关标准的适用范围进行扩充，必要时对其标准进行补充、修改以适应煤化工工程建设需要；在专用标准方面，制订有针对性的煤化工专项标准。

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[7]庞集华. 煤化工项目中煤粉仓的消防设计方案初探[J]. 工业用水与废水，2008，39（5）：92-95.

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