陜西煤業化工集團煤化工產業高質量發展研究

論文概要

“雙碳”目標下，我國煤化工產業面臨巨大挑戰。介紹了陜西煤業化工集團及其煤化工產業的發展概況，闡述了煤化工產業發展面臨的主要挑戰與發展方向，提出低階煤分質利用的科學理念，并介紹了該集團在低階煤分質清潔高效利用領域的實踐探索；立足集團煤化工板塊最核心的低階煤清潔高效利用領域，闡釋了相關發展思路和重點任務。認為首先要堅持創新引領,加快成熟技術的轉化應用，大力推動榆林地區煤炭轉化利用產業轉型升級；其次要全力推進示范工程建設，努力打造煤化工高端化、多元化、低碳化發展樣板工程；第三要開展粉煤熱解與電站鍋爐耦合工業化示范，推動低階煤燃燒前先提油氣的高效利用方式；第四要加強與新能源耦合發展，構建完整的低階煤分質清潔高效轉化技術開發和產業發展體系；第五要推動建設國家級富油低階煤分質清潔高效轉化基地。

作者簡介

尚建選，博士，教授級高級工程師，“三秦學者”，中國科技部、石化聯合會、煤炭協會專家庫專家。現任陜西煤業化工集團副總經理，國家能源煤炭分質清潔轉化重點實驗室主任，煤炭綠色安全高效開采國家地方聯合共建工程中心主任；兼任中國煤炭學會副理事長，中國煤炭工業技術委員會煤化工及新材料專委會主任委員，中國石化聯合會煤化工專業委員會副主任委員；受聘煤液化及煤化?國家重點實驗室、煤基能源清潔高效利用國家重點實驗室、國家能源煤炭分質清潔轉化重點實驗室及懷柔國家能源實驗室山西基地學術委員會委員；太原理工大學客座教授，華東理工大學兼職教授，西安交大兼職教授，《煤化工》雜志副主編。

曾參加中國工程院主持的《中國煤炭清潔高效可持續開發利用戰略研究》《能源金三角煤炭資源開發戰略研究》《中國能源生產與消費革命戰略研究》國家重大戰略咨詢項目研究，主持國家重點研發計劃2項，出版主要學術著作3部、發表主要論文7篇、獲權主要發明專利26件，所獲省部級、行業級獎勵15項、所獲其他獎勵3項。

主要內容

首先，作者介紹了陜煤集團煤化工產業的發展概況。煤化工產業是陜煤集團重點發展的主導產業之一，陜西化工集團公司是陜煤集團負責化工板塊運營管理和產業發展的專業化管理公司，目前擁有17家生產企業，資產總額1270億元，產業員工２萬余人，目前已初步形成煤制烯烴、煤制乙二醇、煤制合成氨－尿素、煤焦化/熱解、焦油深加工、氯堿化工、碳纖維材料等多條工藝路線，主要生產裝置50余套，主要化工產品20余種，產能規模2100萬t/a，年轉化煤炭約2700萬t，2021年完成營業收入830億元、實現利潤總額84.5億元。

其次，提出低階煤分質清潔高效利用的科學理念。指出，低階煤(褐煤、長焰煤、不黏煤、弱黏煤)的有機質是由芳環、脂肪鏈及各種官能團縮合形成的大分子聚集體，其碳含量相對較低、氫氧含量相對較高，結構單元芳核較小，結構單元之間由橋鍵和交聯鍵相連。通過加熱，低階煤中弱的橋鍵易于斷裂形成自由基，繼而引發煤熱解自由基反應，與氫結合生成小分子的有機揮發物、富氫氣體產物,富含芳烴的焦油產率較高。低階煤這種結構和加熱特性，決定了可以通過低能耗、低物耗的中低溫熱解方式將其分質轉化為氣、液、固３種能源狀態，進而對煤氣、煤焦油、半焦進一步分質轉化，即可獲得油、氣等清潔燃料及高附加值化工產品。這個過程就是低階煤的分質利用。

第三，闡述了陜煤集團在低階煤分質利用領域進行的實踐探索及其主要科研平臺建設。2010年陜煤集團系統地提出了低階煤分質清潔高效轉化多聯產的科學理念，創立了煤炭分質清潔高效轉化多聯產技術開發系統，建立了研發體系和工業化試驗示范基地，先后搭建起國家能源煤炭分質清潔轉化重點實驗室、甲醇制烯烴國家工程實驗室、煤制化學品國家地方聯合共建工程研究中心等一批國家級科研平臺，廣泛匯聚了業內頂級煤化工科研力量。同時，陜煤集團先后組建起包括陜西煤業化工技術研究院、陜西煤業化工技術開發中心、上海勝幫煤化工科技公司、神木富油能源科技公司、神木天元化工公司、陜西聯合能源化工技術公司等十余家實體科研機構，培育起一支從煤化工技術研發、工程設計、項目咨詢到工業化試驗示范和技術推廣服務的專業化科研團隊。

第四，對陜煤集團煤化工產業目前面臨的主要挑戰進行了研究分析。認為集團煤化工板塊覆蓋領域廣，產品眾多，在新形勢下要實現產業的高端、多元和低碳發展還面臨諸多挑戰：煤制烯烴產品結構仍較為單一，存在同質化競爭風險；陜北地區仍有技術水平較低的傳統直立炭化爐在運轉，存在低效、污染風險；陜化公司、渭化公司的高價值化學品研發亟待進一步創新；低階煤分質清潔高效利用產業鏈亦存在尚未徹底突破的關鍵技術產業化瓶頸。

第五，今后，陜煤集團將以低階煤分質清潔高效轉化多聯產為主線，加快推進關鍵核心技術產業化示范應用進程,提升煤化工高端化、多元化、低碳化發展水平。主要任務如下：加快成熟技術推廣應用，大力推動榆林地區煤炭轉化利用產業轉型升級；全力推進“陜煤集團榆林1500 t/a煤炭分質清潔高效轉化示范項目”建設；開展粉煤熱解與電站鍋爐耦合工業化示范，推廣低階煤燃燒前先提油氣的高效利用方式；加強與新能源耦合發展，構建完整的低階煤分質清潔高效轉化技術開發和產業發展體系；推動建設國家級富油低階煤分質清潔高效轉化基地。

論文刊登于《中國煤炭》雜志