煤炭分質利用產業發展調研報告

時間：2024-05-27 06:55:16 調研報告

煤炭分質利用產業發展調研報告

　　如何開發低階煤的清潔高效利用新途徑，提高低階煤提質和資源利用率，是當前我國能源發展的重要課題。下面是應屆畢業生小編為大家搜集整理出來的有關于煤炭分質利用產業發展調研報告，歡迎閱讀!

煤炭分質利用產業發展調研報告

　　為了解國內煤炭分質轉化利用工藝技術及發展現狀，學習借鑒示范項目成功經驗，推動我市煤炭分質轉化利用產業發展，近期我局派員對陜西省榆林地區煤化工全業、陜西省煤業化工集團有限責任公司(以下簡稱陜煤化集團)“國家能源煤炭分質清潔轉化重點實驗室”及西安科技大學進行了考察調研。

　　一、陜西省煤炭分質轉化利用產業發展情況

　　陜西省煤炭分質轉化利用產業起步較早，上世紀90年代末期就有一些小型示范項目開始生產運行。近年來，該省重點科研機構及專業院校對煤炭分質清潔轉化利用領域關鍵技術的研發和工藝優化取得了重大突破，兩項現代煤化工科研項目達到世界先進水平，其中“中低溫煤焦油全餾分加氫制成品油成套工業化技術”為世界首創。目前，以陜煤化集團為代表的一大批煤炭分質清潔轉化利用項目在陜北低變質煤炭富集區實現了產業化運行。

　　(一)科研機構為煤炭分質利用產業提供技術支撐

　　20xx年，國家能源局為構建國家能源科技體系，滿足能源行業發展和技術進步，批準由陜煤化集團主導建設首個“國家能源煤炭分質清潔轉化重點實驗室”。該實驗室聚集了大量國內優秀煤化工人才，立足煤炭分質清潔轉化領域，以重大關鍵技術的研究、開發、推廣與應用為核心，是集基礎研究、應用研究、工程化開發、產業化應用服務為一體的國際一流煤炭清潔利用技術重點實驗室。實驗室組建兩年來，在煤炭分質清潔轉化利用領域關鍵技術的研發和工藝優化方面取得了重大突破，“甲苯甲醇制對二甲苯聯產低碳烯烴技術”和“中低溫煤焦油全餾分加氫制成品油成套工業化技術”兩項科研成果達到世界先進水平。其中，“中低溫煤焦油全餾分加氫制成品油成套工業化技術”已在陜西省XX縣建成12萬噸/ 年工業化生產裝置，經中國石化聯合會考核評定，為世界首創。“甲苯甲醇制對二甲苯聯產低碳烯烴技術”目前雖沒有工業化示范生產線，但作為煤化工領域的關鍵技術，開辟了px生產的新技術路線，實現了石油化工與煤化工的有機結合。

　　此外，由陜煤化集團主導建設的這個實驗室還攻克了一系列煤熱解領域的焦點、難點問題，構筑起以“粉煤固體熱載體快速熱解、輸運床、滾筒床、帶式爐”等為基礎的“煤熱解技術體系”和以“輕質化煤焦油加氫、高溫煤焦油加氫”為主要內容的“煤焦油加氫裂解技術體系”。使傳統煤干餾技術原料適應范圍更廣、資源利用更充分、產品附加值更高、生產過程更清潔環保。與此同時，陜煤化集團還針對煤干餾規模擴大引發的半焦(或焦粉)產量激增、市場供大于求等現狀，積極開拓半焦(或焦粉)應用市場，完成了半焦(或焦粉)高爐噴吹、鍋爐噴燒、制漿、造氣等工業化應用試驗，均取得了成功，為日益增長的半焦(或焦粉)探尋了廣闊出路。尤其焦粉成漿、流變、管輸與氣化試驗的成功，徹底消除了此前人們對于“焦粉能否順利用于大型煤氣化裝置”的擔憂，掃除了煤分質利用技術路徑的最后一道障礙，使得抽提了煤焦油及氫質組分的半焦(或焦粉)不僅可以用于電石、鐵合金、民用等領域，還可像優質煙煤或無煙煤那樣，應用于高爐噴吹、工業鍋爐噴燒、大型煤化工裝置以及超超臨界發電等領域，有效緩解了半焦(或焦粉)產能過剩的矛盾。

　　由此，陜煤化集團的“國家能源煤炭分質清潔轉化重點實驗室“已經成為陜西省乃至全國煤炭資源富集區域煤炭分質利用產業發展的科研“孵化器”及技術應用支撐平臺。

　　(二)示范項目為煤炭分質利用產業發揮帶動效應

　　陜西省神木富油能源科技有限公司是承擔陜煤化集團“煤低溫快速熱解、煤焦油全餾分加氫”等煤炭分級分質綜合利用的高新科技示范企業。總投資9.6億元的 “2×60萬噸/年煤熱解及12萬噸/年中低溫煤焦油綜合利用工程”項目已實現工業化生產，可轉化原煤120萬噸/年，生產柴油餾分9.21萬噸、石腦油 1.69萬噸、尾料0.9萬噸、半焦72萬噸。該項目采用已獲得多項發明專利的“煤固體熱載體低溫快速熱解技術”和“煤焦油全餾分加氫多產中間餾分油成套工業化技術(fth)”。

　　陜西省神木天元化工有限公司50萬噸/年“煤焦油輕質化”項目，轉化原煤210萬噸/年，加工煤焦油50萬噸，生產蘭炭135萬噸，輕質化煤焦油38萬噸，石焦油8.5萬噸，液化氣2.9萬噸，液氨0.25萬噸，硫磺0.1萬噸。項目采用“中低溫煤焦油加氫技術”，是國內目前單套最大的“中低溫焦油加氫”裝置。

　　從煤分質利用的綜合效益看，無論是神木富油能源科技公司2×60萬噸/年煤熱解及12萬噸/年中低溫煤焦油綜合利用項目,還是神木天元化工公司135萬噸 /年半焦、50萬噸/年中溫煤焦油加氫項目，投產后均實現了較好盈利。其中，天元化工公司裝置自20xx年10月投產以來，已累計實現利潤超過15億元，堪稱煤炭分質利用板塊最賺錢的企業之一。

　　從天元化工煤分質利用示范項目3年多的運行結果看，與直接或間接煤制油項目相比，其噸油品水耗大幅下降，綜合能耗和二氧化碳排放量分別只有煤直接或間接液化的2/3和1/2，經濟、環保與節能減排效益十分顯著。

　　陜西省以上兩個煤炭分質利用示范項目均采用陜煤化集團“國家能源煤炭分質清潔轉化重點實驗室”自由知識產權專利技術，為我國煤代油戰略開辟了一條經濟、環保、節能、可行的新途徑。同時，對于全國煤炭資源富集地區實施煤炭轉化戰略，應對目前煤炭市場嚴峻形勢，延長煤炭產業鏈，提高煤炭附加值，推動產業結構調整和轉型升級具有十分重要的意義。

　　(三)物盡其用是煤炭分質利用產業發展最終目標

　　煤炭分質轉化是將低階煤通過中、低溫煤炭熱解技術，將煤炭熱解為氣體(熱解氣)、液體(中、低溫煤焦油)和固體(塊狀或粉狀半焦、蘭炭)，再根據其各自不同的理化性質，結合周邊原料供給和項目布局狀況，進行分質轉化利用，梯級延伸加工，生產大宗化工原料和各類精細化學品。這與我們通常講的煤制甲醇、烯烴、天然氣和煤制油等現代煤化工產業在轉化方式上有著明顯的區別：

　　1.物盡其用。煤炭分質轉化是在較低的溫度下實現煤炭資源的分質與利用，并對原煤各個分級產物(包括煤矸石、煤泥)進行梯級利用，吃干榨盡，實現物盡其用。因此，這種轉化方式和轉化路線具有較好的節能減排優勢。

　　2.清潔高效。煤炭分質轉化工藝路線的龍頭是煤炭中低溫熱解，核心是分質利用，途徑是延伸發展煤基多聯產，載體是由項目群與技術群集合而成的規模化大項目。對熱解產物吃干榨盡、分質利用，資源利用率高，熱能效率高，是一種清潔高效利用煤炭的轉化方式。

　　我們通過調研發現，目前煤炭分質轉化的梯級利用技術路線為：

　　第一步，先將煤炭經固體熱載體催化熱解技術處理，產出煤焦油、蘭炭(塊焦、粉焦)和焦爐煤氣等初級產品，完成對原料煤炭的分質;

　　第二步，從焦爐煤氣中提取氫氣用于精餾出酚等高附加值產品后的煤焦油加氫，產出石腦油、柴油、液化氣、等石油產品;

　　第三步，將提氫后的焦爐煤氣中的甲烷成分分離出來，用于生產壓縮天然氣或液化天然氣，焦爐煤氣中剩余的一氧化碳用于生產甲醇、合成氨，或作為工業燃料。對蘭炭根據產品質量和粒度大小進行分質利用，塊狀蘭炭用于生產電石、鐵合金，粉狀蘭炭進行煤氣化后生產甲醇、天然氣、乙二醇、合成氨、合成油、石蠟等化工品，或作為高爐噴吹料、工業燃料，碳一基礎化學品甲醇與石腦油用于耦合生產碳二基礎化學品乙烯。

　　第四步，結合多聯產，利用碳一、碳二基礎產品，以及尿素等大宗化學品按照多品種、差異化原則，進一步延伸發展種類數量繁多的煤化工下游深加工產品，使煤炭資源在更加廣泛的'化工領域替代原油。在高瓦斯煤礦周邊區域則采用適度補充利用煤層氣，進行“煤氣互補，碳氫平衡”的煤炭綜合利用多聯產路線。

　　神木富油能源科技和天元化工的兩個煤分質利用示范項目均采用了上述梯級利用技術路線，實現了“物盡其用”、“清潔高效”，對生產過程中產生的氣化爐渣、電石渣、粉煤灰等廢棄物進行了“無害化、資源化、減量化”處理利用，高鋁粉煤灰用于生產氧化鋁，其它的粉煤灰用于生產免燒磚、水泥等建筑材料，真正實現了煤炭資源的高效綜合利用，達到了“節能減排”的效果，構建了循環經濟產業鏈條。

　　(四)高效清潔是煤炭分質利用產業發展基本方向

　　調研中，我們還有幸參觀了西安科技大學化學與化工學院的“煤分質利用實驗室”，并與該校周安寧院長、張亞婷副院長等專家就煤炭分質利用產業的發展進行了深入交流。我們了解到，煤的利用方式概括起來有三種：即燃燒、干餾和氣化。由于燃燒僅利用了煤的熱能，且將一些寶貴的輕質組分化為灰燼，還伴有大量廢氣排放，資源利用效率低下，算不上對煤的高效清潔利用。而煤氣化需要將高熱量的碳連同煤中的輕質易揮發組分全部轉化為氣體，雖然得益于新型煤氣化技術的應用，可以基本實現煤的清潔利用，但由于要破壞掉煤的大分子結構，并將寶貴的煤焦油等物質全部高溫轉化為氣體，資源利用效率同樣不盡人意。至于傳統的煤干餾工藝，則存在原料來源受限(只適用塊煤)、能耗高、排放多、污染重、產品單一且附加值低等弊端，已經成為“兩高一資”的代表，正遭遇政策打壓和淘汰。

　　周安寧院長介紹，煤分質利用是根據構成煤的要素特點，利用不同的工藝組合，最大限度地對煤炭各組分進行深度開發和利用，做到高效清潔。

　　西安科技大學主導的煤分質利用產業必須包括煤的分級開采和分質利用兩大部分：

　　1.在煤的開采過程中，對原煤進行洗選加工，將其分為精洗塊煤、末煤、中煤、煤泥和矸石。精洗塊煤和末煤用于煉焦或化工生產，中煤、煤泥和矸石用來燃燒發電。同時，對礦井疏水及廢水收集沉降、過濾凈化后回用，實現煤炭清潔開采。

　　2.在煤的轉化利用階段，要改變煤氣化、燃燒、干餾等單一模式，將傳統煤的干餾工藝經技術升級改造后，與現代化先進氣化技術或超超臨界發電技術耦合，通過煤干餾，將其分離為固、液、氣三大組分(即熱值較高的半焦、富含co+h2的焦爐煤氣、煤焦油)。此后再對焦爐煤氣進行深度處理，生產甲醇、乙二醇、醋酸、合成氨等化工產品，或液化天然氣、氫氣等清潔能源;煤焦油在提取分離了其中的苯、甲苯、二甲苯、酚、萘、蒽等精細化工產品后，對其加氫裂解生產市場俏銷的清潔液體燃料;去掉了氮、硫、磷及揮發分的清潔半焦或焦粉，既可民用，又可用于工業鍋爐或發電，還可通過先進的氣化技術生產更多碳一化學品，或者經特殊加工后變為活性炭、炭黑等高附加值產品。甚至連煤焦油中原本最不值錢且難以處理的焦油瀝青，也可加工成國內十分短缺的高強度碳纖維，最終實現煤中不同組分的資源化高效清潔利用。

　　周安寧院長告訴我們，目前國內包括煤熱解、煤氣化、煤焦油加氫、超超臨界發電等眾多技術均獲得突破，并得到工業化裝置運行驗證，從而為煤分質利用產業提供了強大的技術支撐和較好的實施條件。其中，低階煤分質梯級利用成熟技術有：

　　1.北京神霧環境能源科技集團無熱載體蓄熱式旋轉床煤熱解新工藝;

　　2.陜西煤業化工集團低階煤分質高效轉化多聯產技術;

　　3.神木富油能源科技有限公司中/低溫煤焦油全餾分加氫多產中間餾分油成套工業化(fth)技術;

　　4.山東天力干燥股份有限公司褐煤過熱蒸汽干燥及絕熱洗滌水回收技術;

　　5.北京神霧環境能源科技集團蓄熱式低熱值煤火力發電新技術;

　　6.北京低碳清潔能源研究所(nice)煤分級煉制技術;

　　7.華福工程有限公司煤焦油溶劑萃取和加氫改質組合工藝技術;

　　8.浙江大學熱能工程研究所低階煤熱解燃燒分級轉化熱電煤氣焦油聯產技術;

　　9.中國天辰工程有限公司硬褐煤無粘結劑輥壓成型技術;

　　10.哈爾濱工業大學高酚氨煤化工廢水處理及回用技術。

　　二、鄂爾多斯煤炭分質轉化利用產業現狀及存在問題

　　(一)鄂爾多斯煤炭分質轉化利用產業現狀

　　鄂爾多斯煤炭資源得天獨厚，已探明煤炭儲量近2000億噸，約占全國總儲量的1/6、內蒙古的一半。如果計算到地下1500米，總儲量超過1萬億噸。鄂爾多斯的煤炭資源不僅儲量大，分布面積廣，而且煤質品種齊全，有褐煤、長焰煤、不粘結煤、弱粘結煤、氣煤、肥煤、焦煤等，大多埋藏淺，垂直儲煤深，易開采，且高發熱量、高揮發分、高灰熔點、低灰、低硫、低磷，是優質的動力和化工用煤，約占全國優質動力煤保有儲量的80%。其中，褐煤、長焰煤等低階煤占鄂爾多斯煤炭總儲量的25%，與煤伴生的矸石、洗選煤泥等低階煤占鄂爾多斯煤炭總開采量的20%。

　　鄂爾多斯水資源也較為豐富，是世界少有的既富煤又富水的區域。黃河流經鄂爾多斯728公里，占黃河總長度的1/7，年過境水量316億立方米。近水近煤的成本優勢，使鄂爾多斯近年來新型煤化工產業發展迅猛，形成了以神華集團煤制油公司為龍頭企業的烏蘭木倫項目區、以匯能煤電集團為龍頭企業的匯能煤化工項目區、以伊東集團為龍頭企業的準格爾經濟開發區和以伊泰煤間接液化項目為龍頭的大路煤化工基地等現代煤化工產業聚集區。

　　但是，鄂爾多斯目前建成及規劃實施的煤炭分質轉化項目卻寥寥無幾，僅有的13個項目也多為傳統的“兩高一資”煤焦化項目，即原料煤經固體熱載體催化熱解技術處理，生產煤焦油、蘭炭(塊焦、粉焦)和焦爐煤氣等初級產品。

　　1.主要產品及產能。蘭炭，建成項目6項，產能690萬噸;在建項目7項，產能610萬噸，擬建項目4項，產能3100萬噸。焦炭，建成項目7項，產能616萬噸;在建項目5 項，產能720萬噸，擬建項目3項，產能550萬噸。搗固焦，在建項目1項，產能130萬噸，擬建項目1項，產能100萬噸。焦油加氫，在建項目2項，產能70萬噸，擬建項目1項，產能30萬噸。

　　2.重點企業及項目。伊東集團東方能源化工有限責任公司循環經濟產業項目，年轉化原煤300萬噸，生產120萬噸/年蘭炭聯產10萬噸甲醇項目、40萬噸/年型焦項目、30萬噸/年煤焦油加氫項目、0.4萬噸/年粗苯。該循環綜合利用項目是國家級循環經濟試點示范項目，焦油加氫項目選擇山西煤化所作為技術支撐機構，現因工藝技術不完善，項目還在規劃設計階段，其他項目均已建成投產。正能化工集團有限公司循環產業鏈項目是集原煤洗選、蘭炭、金屬鎂冶煉、鎂合金擠壓壓鑄、提質煤氣制液化天然氣(lng)和煤氣發電、煤焦油深加工于一體的煤化項目，一期工程180萬噸蘭炭、5.5萬噸鎂合金項目已建成，二期180萬噸蘭炭、50萬噸煤焦油深加工、16億立方米提質煤制氣和2.4億立方米lng項目正在建設。

　　(二)鄂爾多斯煤炭分質轉化利用產業存在的問題

　　1.產業鏈條延伸較短。目前，我市煤炭分質利用產業項目較多為中小企業投資建設的蘭炭、焦炭等，均屬煤炭分質利用產業鏈前端初級產品項目。工藝路線大多選用傳統的煤干餾技術，僅完成對原煤的分質，工藝較為簡單。同時，這類初級產品項目產能較大甚至過剩，雖然一定時期市場行情走高，銷售利潤可觀，但這些產品完全受牽制于鋼鐵、電石等行業，市場缺乏穩定性。雖然，我市目前規劃建設的煤熱解多聯產項目較多，但大多停留在規劃設計階段，甚至停滯在前期工作階段，部分落地的項目也進展緩慢，沒有形成有效產能。

　　2.工藝技術支撐乏力。國內煤炭分質轉化利用工藝技術繁多，其中不乏自主知識產權和世界先進技術，但核心技術及相關設備仍存在缺陷難以突破，我市的.大多煤炭分質轉化項目就存在這樣的發展制約。個別幾個企業雖與科研院所共同致力于熱解工藝的開發，但忽視了熱解產品(半焦、煤氣和焦油)綜合利用的規劃與研究，限制了產業鏈的延伸和生產的規模化運行。荒煤氣的凈化、半焦的冷卻、焦油加氫制取燃料油等技術尚需與陜煤化集團、西安科技大學等具有成熟煤炭分質轉化技術的科研機構聯手改造和優化。

　　3.投資主體熱情不高。我市招商引資與項目建設的實踐證明，低階煤分質轉化產業鏈中高端項目投資較大，中小企業不具備投資能力，有實力的大型企業偏向投資大型的新型煤化工項目，對投資煤炭分質轉化利用項目均缺乏投資積極性。此外，根據XX區煤炭資源配置相關政策規定，低階煤分級轉化利用項目達到國家頒布的煤炭深加工產業發展政策確定的能效、規模、技術裝備標準，才可以按照“用煤量”配置相應煤炭資源，焦炭、蘭炭等低水平的轉化項目不予配置煤炭資源。受此影響，企業對低階煤分質轉化利用項目的投資積極性也不高。

　　三、鄂爾多斯發展煤炭分質轉化利用產業建議

　　煤炭是鄂爾多斯的優勢資源，為地方經濟發展帶來了巨大的收益。但是，傳統的“開采—銷售”一直以來都是煤炭行業的主要發展模式，火力發電依然是煤炭轉化利用的主要形式。雖然近幾年一批新型煤化工項目落地建設，但我市原煤就地轉化率仍不足20%，加上煤炭市場持續低迷，讓我們這個高度依靠煤炭資源發展起來的能源城市的經濟受到了嚴重影響。所以，正視發展現狀，突破傳統型成長模式，以可持續發展為指導，以煤炭綜合利用、清潔生產為基本手段，逐步構建地區煤炭生態工業體系，是鄂爾多斯煤炭產業實現可持續發展的必然選擇。

　　鄂爾多斯低品質煤儲量較大，約占煤炭總儲量的四分之一，加之占煤炭總開采量五分之一的伴生矸石和洗選煤泥，為發展低階煤分質轉化產業提供了充足的資源。然而，我市現階段對于低階煤的綜合利用卻相對滯后，以煤焦化和火力發電為主的轉化途徑對煤炭的轉化程度很低，而且造成了資源浪費和環境污染。所以，依托國內外院校及科研機構研發的低階煤炭分質轉化工藝技術，規劃一批以煤熱解為龍頭的大型低階煤轉化項目，清潔高效梯級利用低階煤炭，提高煤炭資源的能源效能，形成新的經濟增長極，才會使鄂爾多斯煤炭資源優勢更具競爭力。作為全國主要的資源富集區和煤炭主產區，將煤炭分質清潔轉化利用產業定位為鄂爾多斯除現代煤化工產業以外的另一資源轉化特色產業，對于延長煤炭產業鏈、提高煤炭附加值，實現煤炭高效清潔轉化、資源多元綜合利用，推動鄂爾多斯產業結構調整和轉型升級具有重要的戰略意義。

　　(一)立足科學規劃，依靠龍頭帶動

　　依據國家出臺的煤化工相關產業政策和“十二五”國家關于煤炭深加工升級示范項目建設要求，我市亟需編制《鄂爾多斯煤炭分質轉化利用專項發展規劃》，以明確我市低階煤分質轉化產業發展方向、發展重點和淘汰目標，合理適度發展煤炭分質轉化利用產業。要積極爭取自治區人民政府“煤炭資源配置政策”支持，綜合運用產業政策、用地指標、環境容量和資源配置等手段，擇優發展適宜本地的低階煤炭分質轉化利用項目。同時，實施龍頭帶動戰略，延伸產業鏈，帶動一批中小企業進入低階煤炭分質轉化利用產業，形成上下游緊密結合的煤炭分質轉化利用產業集群，推動區域經濟更加健康、高效、持續發展。

　　(二)優化產業結構，加快技術升級

　　要引導全市現有焦炭、蘭炭(干餾煤)項目積極與具備成熟低階煤炭分質轉化利用技術的企業、科研院所合作，提高低階煤炭分質轉化的加工深度，提高經濟效益和競爭力。要重點整合全市煤焦化產業，優化產業結構，提升資源就地轉化率和資源產出率，進一步延伸產業鏈。要鼓勵企業與科研院所合作，加大焦爐煤氣制甲烷氣(lng)、煤焦油分餾制備各種酚類、芳香烴、烷類化工產品技術的.研發與應用，不斷豐富低階煤炭分質轉化產品，拓展煤化工產品領域。要堅決控制煤炭分質轉化利用低端產品產能規模，重點發展高技術含量和高附加價值的高端化工產品與新材料，占領產業高端，形成一批具有較強競爭優勢的企業和產品，增強鄂爾多斯煤炭分質轉化利用產業競爭力。

　　(三)重視技術研發，加大資金支持

　　要充分利用我市“人才引進政策”，吸納國內能源煤炭分質清潔轉化科研機構、院校在鄂爾多斯開展煤炭分質清潔轉化及下游產品深加工課題研究、產業化技術研發。支持科研院所在我市建立“孵化器”，服務于全市煤炭分質清潔轉化綜合利用產業升級和產業鏈延伸。市級財政要設立專項科技研發扶持資金，并鼓勵煤炭企業聯合設立“煤炭綜合利用及深加工產學研發展基金”，用于煤炭分質清潔轉化產業科技人才引進、專業技術人員培養、技術研發和市場推廣。

　　(四)注重項目培育，加強招商引資

　　要在抓好全市現有煤炭分質轉化利用項目在建、建成、投產、達產、達標的基礎上，積極開展招商引資，加強項目培育、儲備和篩選工作，落實項目投資主體，籌劃建設一批高水平、高起點、大型化的低階煤分質清潔轉化利用項目。同時，要依托全市現有工業園區及已有煤炭分質轉化利用項目，規劃定位幾個具有代表性的“低階煤分質清潔轉化利用循環經濟園區”，并以此為載體，積極引進國內外大企業集團參與我市低階煤分質清潔轉化產業建設，培育和引進一批技術含量高、市場潛力大、帶動力強的重點項目。

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