陕西煤业化工集团煤化工产业高质量发展研究

论文概要

“双碳”目标下,我国煤化工产业面临巨大挑战。介绍了陕西煤业化工集团及其煤化工产业的发展概况,阐述了煤化工产业发展面临的主要挑战与发展方向,提出低阶煤分质利用的科学理念,并介绍了该集团在低阶煤分质清洁高效利用领域的实践探索;立足集团煤化工板块最核心的低阶煤清洁高效利用领域,阐释了相关发展思路和重点任务。认为首先要坚持创新引领,加快成熟技术的转化应用,大力推动榆林地区煤炭转化利用产业转型升级;其次要全力推进示范工程建设,努力打造煤化工高端化、多元化、低碳化发展样板工程;第三要开展粉煤热解与电站锅炉耦合工业化示范,推动低阶煤燃烧前先提油气的高效利用方式;第四要加强与新能源耦合发展,构建完整的低阶煤分质清洁高效转化技术开发和产业发展体系;第五要推动建设国家级富油低阶煤分质清洁高效转化基地。

作者简介


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尚建选,博士,教授级高级工程师,“三秦学者”,中国科技部、石化联合会、煤炭协会专家库专家。现任陕西煤业化工集团副总经理,国家能源煤炭分质清洁转化重点实验室主任,煤炭绿色安全高效开采国家地方联合共建工程中心主任;兼任中国煤炭学会副理事长,中国煤炭工业技术委员会煤化工及新材料专委会主任委员,中国石化联合会煤化工专业委员会副主任委员;受聘煤液化及煤化⼯国家重点实验室、煤基能源清洁高效利用国家重点实验室、国家能源煤炭分质清洁转化重点实验室及怀柔国家能源实验室山西基地学术委员会委员;太原理工大学客座教授,华东理工大学兼职教授,西安交大兼职教授,《煤化工》杂志副主编。

曾参加中国工程院主持的《中国煤炭清洁高效可持续开发利用战略研究》《能源金三角煤炭资源开发战略研究》《中国能源生产与消费革命战略研究》国家重大战略咨询项目研究,主持国家重点研发计划2项,出版主要学术著作3部、发表主要论文7篇、获权主要发明专利26件,所获省部级、行业级奖励15项、所获其他奖励3项。

主要内容

首先,作者介绍了陕煤集团煤化工产业的发展概况。煤化工产业是陕煤集团重点发展的主导产业之一,陕西化工集团公司是陕煤集团负责化工板块运营管理和产业发展的专业化管理公司,目前拥有17家生产企业,资产总额1270亿元,产业员工2万余人,目前已初步形成煤制烯烃、煤制乙二醇、煤制合成氨-尿素、煤焦化/热解、焦油深加工、氯碱化工、碳纤维材料等多条工艺路线,主要生产装置50余套,主要化工产品20余种,产能规模2100万t/a,年转化煤炭约2700万t,2021年完成营业收入830亿元、实现利润总额84.5亿元。

其次,提出低阶煤分质清洁高效利用的科学理念。指出,低阶煤(褐煤、长焰煤、不黏煤、弱黏煤)的有机质是由芳环、脂肪链及各种官能团缩合形成的大分子聚集体,其碳含量相对较低、氢氧含量相对较高,结构单元芳核较小,结构单元之间由桥键和交联键相连。通过加热,低阶煤中弱的桥键易于断裂形成自由基,继而引发煤热解自由基反应,与氢结合生成小分子的有机挥发物、富氢气体产物,富含芳烃的焦油产率较高。低阶煤这种结构和加热特性,决定了可以通过低能耗、低物耗的中低温热解方式将其分质转化为气、液、固3种能源状态,进而对煤气、煤焦油、半焦进一步分质转化,即可获得油、气等清洁燃料及高附加值化工产品。这个过程就是低阶煤的分质利用。

第三,阐述了陕煤集团在低阶煤分质利用领域进行的实践探索及其主要科研平台建设。2010年陕煤集团系统地提出了低阶煤分质清洁高效转化多联产的科学理念,创立了煤炭分质清洁高效转化多联产技术开发系统,建立了研发体系和工业化试验示范基地,先后搭建起国家能源煤炭分质清洁转化重点实验室、甲醇制烯烃国家工程实验室、煤制化学品国家地方联合共建工程研究中心等一批国家级科研平台,广泛汇聚了业内顶级煤化工科研力量。同时,陕煤集团先后组建起包括陕西煤业化工技术研究院、陕西煤业化工技术开发中心、上海胜帮煤化工科技公司、神木富油能源科技公司、神木天元化工公司、陕西联合能源化工技术公司等十余家实体科研机构,培育起一支从煤化工技术研发、工程设计、项目咨询到工业化试验示范和技术推广服务的专业化科研团队。

第四,对陕煤集团煤化工产业目前面临的主要挑战进行了研究分析。认为集团煤化工板块覆盖领域广,产品众多,在新形势下要实现产业的高端、多元和低碳发展还面临诸多挑战:煤制烯烃产品结构仍较为单一,存在同质化竞争风险;陕北地区仍有技术水平较低的传统直立炭化炉在运转,存在低效、污染风险;陕化公司、渭化公司的高价值化学品研发亟待进一步创新;低阶煤分质清洁高效利用产业链亦存在尚未彻底突破的关键技术产业化瓶颈。

第五,今后,陕煤集团将以低阶煤分质清洁高效转化多联产为主线,加快推进关键核心技术产业化示范应用进程,提升煤化工高端化、多元化、低碳化发展水平。主要任务如下:加快成熟技术推广应用,大力推动榆林地区煤炭转化利用产业转型升级;全力推进“陕煤集团榆林1500 t/a煤炭分质清洁高效转化示范项目”建设;开展粉煤热解与电站锅炉耦合工业化示范,推广低阶煤燃烧前先提油气的高效利用方式;加强与新能源耦合发展,构建完整的低阶煤分质清洁高效转化技术开发和产业发展体系;推动建设国家级富油低阶煤分质清洁高效转化基地。


论文刊登于《中国煤炭》杂志

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