論文概要

“雙碳”目標(biāo)下，我國(guó)煤化工產(chǎn)業(yè)面臨巨大挑戰(zhàn)。介紹了陜西煤業(yè)化工集團(tuán)及其煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展概況，闡述了煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的主要挑戰(zhàn)與發(fā)展方向，提出低階煤分質(zhì)利用的科學(xué)理念，并介紹了該集團(tuán)在低階煤分質(zhì)清潔高效利用領(lǐng)域的實(shí)踐探索；立足集團(tuán)煤化工板塊最核心的低階煤清潔高效利用領(lǐng)域，闡釋了相關(guān)發(fā)展思路和重點(diǎn)任務(wù)。認(rèn)為首先要堅(jiān)持創(chuàng)新引領(lǐng),加快成熟技術(shù)的轉(zhuǎn)化應(yīng)用，大力推動(dòng)榆林地區(qū)煤炭轉(zhuǎn)化利用產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)；其次要全力推進(jìn)示范工程建設(shè)，努力打造煤化工高端化、多元化、低碳化發(fā)展樣板工程；第三要開展粉煤熱解與電站鍋爐耦合工業(yè)化示范，推動(dòng)低階煤燃燒前先提油氣的高效利用方式；第四要加強(qiáng)與新能源耦合發(fā)展，構(gòu)建完整的低階煤分質(zhì)清潔高效轉(zhuǎn)化技術(shù)開發(fā)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展體系；第五要推動(dòng)建設(shè)國(guó)家級(jí)富油低階煤分質(zhì)清潔高效轉(zhuǎn)化基地。

作者簡(jiǎn)介

尚建選，博士，教授級(jí)高級(jí)工程師，“三秦學(xué)者”，中國(guó)科技部、石化聯(lián)合會(huì)、煤炭協(xié)會(huì)專家?guī)鞂＜摇，F(xiàn)任陜西煤業(yè)化工集團(tuán)副總經(jīng)理，國(guó)家能源煤炭分質(zhì)清潔轉(zhuǎn)化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任，煤炭綠色安全高效開采國(guó)家地方聯(lián)合共建工程中心主任；兼任中國(guó)煤炭學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)，中國(guó)煤炭工業(yè)技術(shù)委員會(huì)煤化工及新材料專委會(huì)主任委員，中國(guó)石化聯(lián)合會(huì)煤化工專業(yè)委員會(huì)副主任委員；受聘煤液化及煤化?國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、煤基能源清潔高效利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家能源煤炭分質(zhì)清潔轉(zhuǎn)化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室及懷柔國(guó)家能源實(shí)驗(yàn)室山西基地學(xué)術(shù)委員會(huì)委員；太原理工大學(xué)客座教授，華東理工大學(xué)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(guó)工程院主持的《中國(guó)煤炭清潔高效可持續(xù)開發(fā)利用戰(zhàn)略研究》《能源金三角煤炭資源開發(fā)戰(zhàn)略研究》《中國(guó)能源生產(chǎn)與消費(fèi)革命戰(zhàn)略研究》國(guó)家重大戰(zhàn)略咨詢項(xiàng)目研究，主持國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃2項(xiàng)，出版主要學(xué)術(shù)著作3部、發(fā)表主要論文7篇、獲權(quán)主要發(fā)明專利26件，所獲省部級(jí)、行業(yè)級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)15項(xiàng)、所獲其他獎(jiǎng)勵(lì)3項(xiàng)。

主要內(nèi)容

首先，作者介紹了陜煤集團(tuán)煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展概況。煤化工產(chǎn)業(yè)是陜煤集團(tuán)重點(diǎn)發(fā)展的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)之一，陜西化工集團(tuán)公司是陜煤集團(tuán)負(fù)責(zé)化工板塊運(yùn)營(yíng)管理和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的專業(yè)化管理公司，目前擁有17家生產(chǎn)企業(yè)，資產(chǎn)總額1270億元，產(chǎn)業(yè)員工２萬(wàn)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(chǎn)裝置50余套，主要化工產(chǎn)品20余種，產(chǎn)能規(guī)模2100萬(wàn)t/a，年轉(zhuǎn)化煤炭約2700萬(wàn)t，2021年完成營(yíng)業(yè)收入830億元、實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)總額84.5億元。

其次，提出低階煤分質(zhì)清潔高效利用的科學(xué)理念。指出，低階煤(褐煤、長(zhǎng)焰煤、不黏煤、弱黏煤)的有機(jī)質(zhì)是由芳環(huán)、脂肪鏈及各種官能團(tuán)縮合形成的大分子聚集體，其碳含量相對(duì)較低、氫氧含量相對(duì)較高，結(jié)構(gòu)單元芳核較小，結(jié)構(gòu)單元之間由橋鍵和交聯(lián)鍵相連。通過(guò)加熱，低階煤中弱的橋鍵易于斷裂形成自由基，繼而引發(fā)煤熱解自由基反應(yīng)，與氫結(jié)合生成小分子的有機(jī)揮發(fā)物、富氫氣體產(chǎn)物,富含芳烴的焦油產(chǎn)率較高。低階煤這種結(jié)構(gòu)和加熱特性，決定了可以通過(guò)低能耗、低物耗的中低溫?zé)峤夥绞綄⑵浞仲|(zhì)轉(zhuǎn)化為氣、液、固３種能源狀態(tài)，進(jìn)而對(duì)煤氣、煤焦油、半焦進(jìn)一步分質(zhì)轉(zhuǎn)化，即可獲得油、氣等清潔燃料及高附加值化工產(chǎn)品。這個(gè)過(guò)程就是低階煤的分質(zhì)利用。

第三，闡述了陜煤集團(tuán)在低階煤分質(zhì)利用領(lǐng)域進(jìn)行的實(shí)踐探索及其主要科研平臺(tái)建設(shè)。2010年陜煤集團(tuán)系統(tǒng)地提出了低階煤分質(zhì)清潔高效轉(zhuǎn)化多聯(lián)產(chǎn)的科學(xué)理念，創(chuàng)立了煤炭分質(zhì)清潔高效轉(zhuǎn)化多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)開發(fā)系統(tǒng)，建立了研發(fā)體系和工業(yè)化試驗(yàn)示范基地，先后搭建起國(guó)家能源煤炭分質(zhì)清潔轉(zhuǎn)化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、甲醇制烯烴國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室、煤制化學(xué)品國(guó)家地方聯(lián)合共建工程研究中心等一批國(guó)家級(jí)科研平臺(tái)，廣泛匯聚了業(yè)內(nèi)頂級(jí)煤化工科研力量。同時(shí)，陜煤集團(tuán)先后組建起包括陜西煤業(yè)化工技術(shù)研究院、陜西煤業(yè)化工技術(shù)開發(fā)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(lián)合能源化工技術(shù)公司等十余家實(shí)體科研機(jī)構(gòu)，培育起一支從煤化工技術(shù)研發(fā)、工程設(shè)計(jì)、項(xiàng)目咨詢到工業(yè)化試驗(yàn)示范和技術(shù)推廣服務(wù)的專業(yè)化科研團(tuán)隊(duì)。

第四，對(duì)陜煤集團(tuán)煤化工產(chǎn)業(yè)目前面臨的主要挑戰(zhàn)進(jìn)行了研究分析。認(rèn)為集團(tuán)煤化工板塊覆蓋領(lǐng)域廣，產(chǎn)品眾多，在新形勢(shì)下要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的高端、多元和低碳發(fā)展還面臨諸多挑戰(zhàn)：煤制烯烴產(chǎn)品結(jié)構(gòu)仍較為單一，存在同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)風(fēng)險(xiǎn)；陜北地區(qū)仍有技術(shù)水平較低的傳統(tǒng)直立炭化爐在運(yùn)轉(zhuǎn)，存在低效、污染風(fēng)險(xiǎn)；陜化公司、渭化公司的高價(jià)值化學(xué)品研發(fā)亟待進(jìn)一步創(chuàng)新；低階煤分質(zhì)清潔高效利用產(chǎn)業(yè)鏈亦存在尚未徹底突破的關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)業(yè)化瓶頸。

第五，今后，陜煤集團(tuán)將以低階煤分質(zhì)清潔高效轉(zhuǎn)化多聯(lián)產(chǎn)為主線，加快推進(jìn)關(guān)鍵核心技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范應(yīng)用進(jìn)程,提升煤化工高端化、多元化、低碳化發(fā)展水平。主要任務(wù)如下：加快成熟技術(shù)推廣應(yīng)用，大力推動(dòng)榆林地區(qū)煤炭轉(zhuǎn)化利用產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)；全力推進(jìn)“陜煤集團(tuán)榆林1500 t/a煤炭分質(zhì)清潔高效轉(zhuǎn)化示范項(xiàng)目”建設(shè)；開展粉煤熱解與電站鍋爐耦合工業(yè)化示范，推廣低階煤燃燒前先提油氣的高效利用方式；加強(qiáng)與新能源耦合發(fā)展，構(gòu)建完整的低階煤分質(zhì)清潔高效轉(zhuǎn)化技術(shù)開發(fā)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展體系；推動(dòng)建設(shè)國(guó)家級(jí)富油低階煤分質(zhì)清潔高效轉(zhuǎn)化基地。

論文刊登于《中國(guó)煤炭》雜志