中國煤炭報10月28日3版

煤炭分質清潔利用的陜煤樣本

近日，從2021年全國石油和化工行業碳達峰、碳中和發展論壇暨能效“領跑者”、水效“領跑者”發布會上獲悉，陜西煤業化工集團所屬的陜西北元化工集團、蒲城清潔能源化工公司（簡稱蒲潔能化）榮獲“十三五”石油和化工行業節能先進單位和2020年度能效領跑者標桿企業，產品綜合能耗分別達到176.7千克標準煤/噸（聚氯乙烯第三名）、2768千克標準煤/噸（煤制烯烴第三名）。

這是在“雙碳”背景下，陜煤集團化工板塊有針對性地制定節能降耗減排措施，探索推動高質量發展路徑的階段性成果。

以綠色低碳倒逼化工產業轉型

陜煤集團現有10家化工企業，50余套生產裝置，涉及煤制烯烴、甲醇、合成氨、尿素、焦化、電石、PVC、煤炭分質利用等9個領域，達到2100萬噸/年的產能規模。2020年化工產品產量1870萬噸。

碳達峰、碳中和以及能耗雙控目標，對煤化工產業發展提出了更高要求。“十四五”時期是化工產業轉型發展的關鍵期，面臨政策、技術、市場環境等諸多挑戰，陜煤集團對在建和規劃的化工項目重新審視，從產品設計、技術方案等方面入手，推動資源高效綜合利用。

“‘雙碳’目標涉及諸多方面的變革，將倒逼我們更好發揮制度優勢、政策動力和技術潛力。”在2021上半年經濟分析會上，陜煤集團黨委書記、董事長楊照乾以《“雙碳”目標下陜煤何去何從》為主題，提出了陜煤集團產業發展新思路。“高碳產業低碳發展”成為化工板塊在綠色新經濟體系下持續發展的必然選擇。

近年來，陜煤集團先后投產了多個千萬噸級礦井，建成了世界首套DMTO-Ⅱ工業示范裝置，形成了以煤炭分質利用為龍頭的現代煤化工產業集群。

“在目前政策背景下，做優做強企業存量成為穩步發展的關鍵，而陜煤集團化工板塊各企業具備了這一優勢條件。”陜煤集團化工板塊相關負責人表示。

具體來說，一是有技術裝備的先進優勢，如潔凈煤氣化技術、DMTO-II技術、煤炭分質綜合清潔利用技術等，都為企業做優做強存量提供了基礎保障；二是化工新材料將長期利好，如可降解塑料等產品的發展，將有利于化工板塊產業鏈向下游延伸；三是市場對化工產品的需求將保持穩定增長態勢，存量企業產品市場份額將逐步增加，傳統化工產品利潤將得到提高，精細化工產品市場價值將被重估。

數據顯示，陜煤集團化工板塊近年來的節能減排成效顯著。據統計，2018年至2020年化工板塊各企業實施節能減排項目，共計46項，投入資金62174.48萬元，節約用煤7.54萬噸/年、節約用電34940.65萬千瓦時/年、二氧化碳減排85.03萬噸/年。

實現煤炭分質轉化多聯產利用

“陜煤集團自成立以來，一直向著煤炭綠色高效智能化開采和分質清潔高效利用的方向奮進。”陜煤集團黨委委員、副總經理、國家能源煤炭分質清潔轉化重點實驗室主任尚建選說，“特別是立足陜北儲量豐富的低階富油煤的特點，提出了煤炭分質清潔高效多聯產利用的理念，即兼顧煤炭作為能源和有機質統一載體的雙重屬性，以追求低階煤轉化利用全過程的高效總能源轉化率和高效碳氫氧原子利用率為目標，以低能耗、低水耗的中低溫熱解為龍頭，實現分質轉化多聯產技術的優化集成，獲取清潔高效能源和高端化產品。”

2011年，經國家能源局批準，陜煤集團聯合13家煤化工科研及設計單位，建立了國家能源煤炭分質清潔轉化重點實驗室。在前期探索的基礎上，依托該產學研平臺，開展了大量的核心關鍵技術攻關和產業化試驗示范，形成了一系列國際領先的產業技術成果。三項粒塊煤清潔高效熱解技術、兩項煤焦油加氫技術以及兩項煤制乙、丙烯技術已實現大規模產業化運行；兩項粉煤快速熱解高油收率技術和一項氣化熱解一體化技術已完成萬噸級工業化試驗，120萬噸/年粉煤快速熱解工業化示范裝置即將建成投運；50萬噸/年煤焦油制環烷基特種油品工業化示范裝置已實現滿負荷穩定運行，年產50萬噸煤焦油制特種油品聯產芳烴工業化示范裝置即將建成投運；一項甲醇制丁、丙烯技術和兩項苯、甲苯與甲醇耦合制PX技術已完成工業化試驗；兩項綠色MDI、TDI技術正在進行工業化試驗；一項半焦用于發電粉煤鍋爐技術已完成工業化試驗，一項半焦與高濃度有機廢水耦噴氣化大型工業化試驗裝置即將建成投運；乙烯彈性體、鋰電池電解液級DMC、多種可降解塑料等一批領先技術正在開展試驗研究。目前，陜煤集團化工板塊的主要關鍵核心技術已具備大型產業化示范條件。

低階煤分質轉化形成的中低溫煤焦油，經加氫飽和后，環烷烴可達95%以上，具有高熱值、高閃點、高安定性、低凝點、大比重的特點。2020年12月8日，陜煤集團與中國航天科技集團第六研究院共同研制的煤焦油基航天煤油首次成功應用在航天火箭發動機整機熱試車上。試車表明，采用煤基火箭燃料比現役燃料比沖提高了1.03秒，標志著我國煤焦油基航天煤油研制取得重要成果。

用“外科手術”思維科學精準“降碳”

“中控，2號尾煤泵出口閥門已全開，現在是否可以啟泵？”

“收到，可以啟泵。”金秋十月，在陜煤集團蒲潔能化公司甲醇中心的細渣提碳項目現場，一名工作人員此刻正手握扳手，使勁兒轉動著2號尾煤泵的出口閥門，一旁的監護人員正拿著對講機向中控值班人員匯報著閥門開度，請求是否可以啟動尾氣泵。

細渣提碳項目是蒲潔能化公司今年的重點技改項目，于2020年7月立項，歷經一年建設，于今年7月正式投用。該項目主要是提取氣化細渣煤中的固定碳，用于公司鍋爐摻煤燃燒，真正實現了“廢物”資源化利用。據統計，該項目投用后，可年產精煤5萬噸至6萬噸，為公司每年節約成本2000萬元。

位于渭北煤化工綜合產業園的蒲潔能化MTO技術升級示范項目，可生產聚丙烯產品，該產品中有3個牌號可廣泛應用于無紡布、醫用手術品、民用衛生用品等領域，是制作防疫物資的基礎原材料。疫情防控期間，蒲潔能化公司及時調整產品牌號，根據市場情況進行重點排產，為緊缺的醫療物資供應了原材料，彰顯了國企擔當。

蒲潔能化MTO技術升級示范項目中采用的DMTO-II（68萬噸/年）技術，通過對MTO反應系統的優化調整，借鑒石化系統百萬噸級乙烯裝置的急冷、水洗及烯烴分離系統的設計，與DMTO-I（60萬噸/年）相比，生產效率更高，產品單耗進一步降低。

目前，蒲潔能化公司正在積極實施包括蒸汽管網差壓發電、氣化細渣提取精煤、烯烴尾氣回收、鍋爐燃燒器改造、MTO余熱鍋爐改造等6項節能降耗改造項目，同時正在考察MES生產管理系統，擬加快智能工廠建設，實現智能化操作，進而實現工藝操作最優化。

與蒲潔能化公司一樣，陜煤集團化工板塊各企業用“外科手術”的思維，大刀闊斧對整個裝置、生產系統進行全面優化，達到節能降碳的目的。

碳達峰、碳中和目標提出后，陜煤集團化工板塊各企業完成了《“碳達峰、碳中和”目標下化工板塊可持續發展研究報告》，形成節能降碳“一企一策”工作措施，共梳理出10條建議和20余項低碳節能推薦技術，化工板塊節能降碳水平整體提升，綜合能耗大幅下降。

研發生產更多高附加值煤基產品

深秋季節，早晨8點，地處毛烏素沙漠南緣的陜西省神木市高新技術產業開發區一派生機。站在煤焦油全餾分加氫制環烷基油裝置的五層平臺上，操作員白龍龍深深吸了一口氣。朝陽將光芒灑在嶄新的廠房管線上，他準備開始新的作業。

白龍龍腳下占地800余畝的廠區，就是陜煤集團神木煤化工富油科技50萬噸/年煤焦油全餾分加氫生產環烷基油項目現場。

2018年9月，建設者打下第一根樁基，拉開項目建設的序幕。

今年2月5日，煤焦油全餾分加氫裝置投料，次日產出合格油品。隨后，石腦油加氫及分離裝置、環烷基油加氫裝置、環烷基油分離裝置相繼投產并產出可廣泛應用于工業、農業、航空航天、醫療及生活用品等領域的10大類30余種精細化、高附加值煤基產品。

投產以來，該項目實現了安全、穩定、長周期、高負荷運行，節能環保效果顯著，累計加工煤焦油35.55萬噸、中高餾分油6.54萬噸，生產高質量航空航天燃料、環己烷系列化工品、輕質白油系列產品、工業級白油系列產品、橡膠增塑劑系列產品、冷凍機油系列產品、變壓器油系列產品、燃料油品等煤基產品共38.31萬噸。單位產品綜合能耗0.32噸標煤/噸，單位產品新鮮水耗1.77噸標煤/噸，單位產品原料煤耗0.35噸標煤/噸，能源轉化效率達到82.5%，對于我國煤化工產業戰略轉型升級、帶動能源化工行業高質量發展起到示范和引領作用。

瞄準低階煤分質利用全產業鏈“升級”

“陜煤集團十多年來持之以恒在煤炭分質清潔高效多聯產利用方面的不懈探索，恰好契合了‘提高煤炭作為化工原料的綜合利用效能，促進煤化工產業高端化、多元化、低碳化發展’這一要求。”中國工程院院士、中國工程院原副院長、國家能源煤炭分質清潔轉化重點實驗室專家委員會主任謝克昌表示。

據介紹，“十三五”時期，陜煤集團低階煤分質利用重點示范內容為熱解、焦油加氫等單項工程，而“十四五”時期，陜煤集團將繼續開展低階煤大型化全產業鏈的分質利用示范項目建設。

在“雙碳”目標下，陜煤集團煤化工產業發展規劃思路為，整合升級煤炭分質利用多聯產技術，生產高附加值材料、煤基特種燃料，促進煤化工產業“高端化、多元化、低碳化發展”。

同時，陜煤集團探索煤炭分質利用技術與現有化工裝置、發電裝置耦合，整體提升資源利用率，節能減排；探索煤炭分質利用技術與新能源結合，引入綠氫、綠氧，減少煤化工裝置空分負荷，降低煤氣變換深度，減少二氧化碳排放量；探索研究能量循環利用技術、采煤沉陷區生態重構問題、CO2強光和植物與高效光伏發電協同技術等。

中國石油和化學工業聯合會會長李壽生表示：“期待我國在‘十四五’期間繼續支持開展低階煤分質利用的全系統、多聯產工業化升級示范，進一步驗證煤炭分質利用的綜合效果，促進我國化工產業實現高質量發展。”（梅方義 汪琳）