煤炭分质利用产业发展调研报告

时间：2024-05-27 06:55:16 调研报告我要投稿

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煤炭分质利用产业发展调研报告

　　如何开发低阶煤的清洁高效利用新途径，提高低阶煤提质和资源利用率，是当前我国能源发展的重要课题。下面是应届毕业生小编为大家搜集整理出来的有关于煤炭分质利用产业发展调研报告，欢迎阅读!

煤炭分质利用产业发展调研报告

　　为了解国内煤炭分质转化利用工艺技术及发展现状，学习借鉴示范项目成功经验，推动我市煤炭分质转化利用产业发展，近期我局派员对陕西省榆林地区煤化工全业、陕西省煤业化工集团有限责任公司(以下简称陕煤化集团)“国家能源煤炭分质清洁转化重点实验室”及西安科技大学进行了考察调研。

　　一、陕西省煤炭分质转化利用产业发展情况

　　陕西省煤炭分质转化利用产业起步较早，上世纪90年代末期就有一些小型示范项目开始生产运行。近年来，该省重点科研机构及专业院校对煤炭分质清洁转化利用领域关键技术的研发和工艺优化取得了重大突破，两项现代煤化工科研项目达到世界先进水平，其中“中低温煤焦油全馏分加氢制成品油成套工业化技术”为世界首创。目前，以陕煤化集团为代表的一大批煤炭分质清洁转化利用项目在陕北低变质煤炭富集区实现了产业化运行。

　　(一)科研机构为煤炭分质利用产业提供技术支撑

　　20xx年，国家能源局为构建国家能源科技体系，满足能源行业发展和技术进步，批准由陕煤化集团主导建设首个“国家能源煤炭分质清洁转化重点实验室”。该实验室聚集了大量国内优秀煤化工人才，立足煤炭分质清洁转化领域，以重大关键技术的研究、开发、推广与应用为核心，是集基础研究、应用研究、工程化开发、产业化应用服务为一体的国际一流煤炭清洁利用技术重点实验室。实验室组建两年来，在煤炭分质清洁转化利用领域关键技术的研发和工艺优化方面取得了重大突破，“甲苯甲醇制对二甲苯联产低碳烯烃技术”和“中低温煤焦油全馏分加氢制成品油成套工业化技术”两项科研成果达到世界先进水平。其中，“中低温煤焦油全馏分加氢制成品油成套工业化技术”已在陕西省XX县建成12万吨/ 年工业化生产装置，经中国石化联合会考核评定，为世界首创。“甲苯甲醇制对二甲苯联产低碳烯烃技术”目前虽没有工业化示范生产线，但作为煤化工领域的关键技术，开辟了px生产的新技术路线，实现了石油化工与煤化工的有机结合。

　　此外，由陕煤化集团主导建设的这个实验室还攻克了一系列煤热解领域的焦点、难点问题，构筑起以“粉煤固体热载体快速热解、输运床、滚筒床、带式炉”等为基础的“煤热解技术体系”和以“轻质化煤焦油加氢、高温煤焦油加氢”为主要内容的“煤焦油加氢裂解技术体系”。使传统煤干馏技术原料适应范围更广、资源利用更充分、产品附加值更高、生产过程更清洁环保。与此同时，陕煤化集团还针对煤干馏规模扩大引发的半焦(或焦粉)产量激增、市场供大于求等现状，积极开拓半焦(或焦粉)应用市场，完成了半焦(或焦粉)高炉喷吹、锅炉喷烧、制浆、造气等工业化应用试验，均取得了成功，为日益增长的半焦(或焦粉)探寻了广阔出路。尤其焦粉成浆、流变、管输与气化试验的成功，彻底消除了此前人们对于“焦粉能否顺利用于大型煤气化装置”的担忧，扫除了煤分质利用技术路径的最后一道障碍，使得抽提了煤焦油及氢质组分的半焦(或焦粉)不仅可以用于电石、铁合金、民用等领域，还可像优质烟煤或无烟煤那样，应用于高炉喷吹、工业锅炉喷烧、大型煤化工装置以及超超临界发电等领域，有效缓解了半焦(或焦粉)产能过剩的矛盾。

　　由此，陕煤化集团的“国家能源煤炭分质清洁转化重点实验室“已经成为陕西省乃至全国煤炭资源富集区域煤炭分质利用产业发展的科研“孵化器”及技术应用支撑平台。

　　(二)示范项目为煤炭分质利用产业发挥带动效应

　　陕西省神木富油能源科技有限公司是承担陕煤化集团“煤低温快速热解、煤焦油全馏分加氢”等煤炭分级分质综合利用的高新科技示范企业。总投资9.6亿元的 “2×60万吨/年煤热解及12万吨/年中低温煤焦油综合利用工程”项目已实现工业化生产，可转化原煤120万吨/年，生产柴油馏分9.21万吨、石脑油 1.69万吨、尾料0.9万吨、半焦72万吨。该项目采用已获得多项发明专利的“煤固体热载体低温快速热解技术”和“煤焦油全馏分加氢多产中间馏分油成套工业化技术(fth)”。

　　陕西省神木天元化工有限公司50万吨/年“煤焦油轻质化”项目，转化原煤210万吨/年，加工煤焦油50万吨，生产兰炭135万吨，轻质化煤焦油38万吨，石焦油8.5万吨，液化气2.9万吨，液氨0.25万吨，硫磺0.1万吨。项目采用“中低温煤焦油加氢技术”，是国内目前单套最大的“中低温焦油加氢”装置。

　　从煤分质利用的综合效益看，无论是神木富油能源科技公司2×60万吨/年煤热解及12万吨/年中低温煤焦油综合利用项目,还是神木天元化工公司135万吨 /年半焦、50万吨/年中温煤焦油加氢项目，投产后均实现了较好盈利。其中，天元化工公司装置自20xx年10月投产以来，已累计实现利润超过15亿元，堪称煤炭分质利用板块最赚钱的企业之一。

　　从天元化工煤分质利用示范项目3年多的运行结果看，与直接或间接煤制油项目相比，其吨油品水耗大幅下降，综合能耗和二氧化碳排放量分别只有煤直接或间接液化的2/3和1/2，经济、环保与节能减排效益十分显著。

　　陕西省以上两个煤炭分质利用示范项目均采用陕煤化集团“国家能源煤炭分质清洁转化重点实验室”自由知识产权专利技术，为我国煤代油战略开辟了一条经济、环保、节能、可行的新途径。同时，对于全国煤炭资源富集地区实施煤炭转化战略，应对目前煤炭市场严峻形势，延长煤炭产业链，提高煤炭附加值，推动产业结构调整和转型升级具有十分重要的意义。

　　(三)物尽其用是煤炭分质利用产业发展最终目标

　　煤炭分质转化是将低阶煤通过中、低温煤炭热解技术，将煤炭热解为气体(热解气)、液体(中、低温煤焦油)和固体(块状或粉状半焦、兰炭)，再根据其各自不同的理化性质，结合周边原料供给和项目布局状况，进行分质转化利用，梯级延伸加工，生产大宗化工原料和各类精细化学品。这与我们通常讲的煤制甲醇、烯烃、天然气和煤制油等现代煤化工产业在转化方式上有着明显的区别：

　　1.物尽其用。煤炭分质转化是在较低的温度下实现煤炭资源的分质与利用，并对原煤各个分级产物(包括煤矸石、煤泥)进行梯级利用，吃干榨尽，实现物尽其用。因此，这种转化方式和转化路线具有较好的节能减排优势。

　　2.清洁高效。煤炭分质转化工艺路线的龙头是煤炭中低温热解，核心是分质利用，途径是延伸发展煤基多联产，载体是由项目群与技术群集合而成的规模化大项目。对热解产物吃干榨尽、分质利用，资源利用率高，热能效率高，是一种清洁高效利用煤炭的转化方式。

　　我们通过调研发现，目前煤炭分质转化的梯级利用技术路线为：

　　第一步，先将煤炭经固体热载体催化热解技术处理，产出煤焦油、兰炭(块焦、粉焦)和焦炉煤气等初级产品，完成对原料煤炭的分质;

　　第二步，从焦炉煤气中提取氢气用于精馏出酚等高附加值产品后的煤焦油加氢，产出石脑油、柴油、液化气、等石油产品;

　　第三步，将提氢后的焦炉煤气中的甲烷成分分离出来，用于生产压缩天然气或液化天然气，焦炉煤气中剩余的一氧化碳用于生产甲醇、合成氨，或作为工业燃料。对兰炭根据产品质量和粒度大小进行分质利用，块状兰炭用于生产电石、铁合金，粉状兰炭进行煤气化后生产甲醇、天然气、乙二醇、合成氨、合成油、石蜡等化工品，或作为高炉喷吹料、工业燃料，碳一基础化学品甲醇与石脑油用于耦合生产碳二基础化学品乙烯。

　　第四步，结合多联产，利用碳一、碳二基础产品，以及尿素等大宗化学品按照多品种、差异化原则，进一步延伸发展种类数量繁多的煤化工下游深加工产品，使煤炭资源在更加广泛的'化工领域替代原油。在高瓦斯煤矿周边区域则采用适度补充利用煤层气，进行“煤气互补，碳氢平衡”的煤炭综合利用多联产路线。

　　神木富油能源科技和天元化工的两个煤分质利用示范项目均采用了上述梯级利用技术路线，实现了“物尽其用”、“清洁高效”，对生产过程中产生的气化炉渣、电石渣、粉煤灰等废弃物进行了“无害化、资源化、减量化”处理利用，高铝粉煤灰用于生产氧化铝，其它的粉煤灰用于生产免烧砖、水泥等建筑材料，真正实现了煤炭资源的高效综合利用，达到了“节能减排”的效果，构建了循环经济产业链条。

　　(四)高效清洁是煤炭分质利用产业发展基本方向

　　调研中，我们还有幸参观了西安科技大学化学与化工学院的“煤分质利用实验室”，并与该校周安宁院长、张亚婷副院长等专家就煤炭分质利用产业的发展进行了深入交流。我们了解到，煤的利用方式概括起来有三种：即燃烧、干馏和气化。由于燃烧仅利用了煤的热能，且将一些宝贵的轻质组分化为灰烬，还伴有大量废气排放，资源利用效率低下，算不上对煤的高效清洁利用。而煤气化需要将高热量的碳连同煤中的轻质易挥发组分全部转化为气体，虽然得益于新型煤气化技术的应用，可以基本实现煤的清洁利用，但由于要破坏掉煤的大分子结构，并将宝贵的煤焦油等物质全部高温转化为气体，资源利用效率同样不尽人意。至于传统的煤干馏工艺，则存在原料来源受限(只适用块煤)、能耗高、排放多、污染重、产品单一且附加值低等弊端，已经成为“两高一资”的代表，正遭遇政策打压和淘汰。

　　周安宁院长介绍，煤分质利用是根据构成煤的要素特点，利用不同的工艺组合，最大限度地对煤炭各组分进行深度开发和利用，做到高效清洁。

　　西安科技大学主导的煤分质利用产业必须包括煤的分级开采和分质利用两大部分：

　　1.在煤的开采过程中，对原煤进行洗选加工，将其分为精洗块煤、末煤、中煤、煤泥和矸石。精洗块煤和末煤用于炼焦或化工生产，中煤、煤泥和矸石用来燃烧发电。同时，对矿井疏水及废水收集沉降、过滤净化后回用，实现煤炭清洁开采。

　　2.在煤的转化利用阶段，要改变煤气化、燃烧、干馏等单一模式，将传统煤的干馏工艺经技术升级改造后，与现代化先进气化技术或超超临界发电技术耦合，通过煤干馏，将其分离为固、液、气三大组分(即热值较高的半焦、富含co+h2的焦炉煤气、煤焦油)。此后再对焦炉煤气进行深度处理，生产甲醇、乙二醇、醋酸、合成氨等化工产品，或液化天然气、氢气等清洁能源;煤焦油在提取分离了其中的苯、甲苯、二甲苯、酚、萘、蒽等精细化工产品后，对其加氢裂解生产市场俏销的清洁液体燃料;去掉了氮、硫、磷及挥发分的清洁半焦或焦粉，既可民用，又可用于工业锅炉或发电，还可通过先进的气化技术生产更多碳一化学品，或者经特殊加工后变为活性炭、炭黑等高附加值产品。甚至连煤焦油中原本最不值钱且难以处理的焦油沥青，也可加工成国内十分短缺的高强度碳纤维，最终实现煤中不同组分的资源化高效清洁利用。

　　周安宁院长告诉我们，目前国内包括煤热解、煤气化、煤焦油加氢、超超临界发电等众多技术均获得突破，并得到工业化装置运行验证，从而为煤分质利用产业提供了强大的技术支撑和较好的实施条件。其中，低阶煤分质梯级利用成熟技术有：

　　1.北京神雾环境能源科技集团无热载体蓄热式旋转床煤热解新工艺;

　　2.陕西煤业化工集团低阶煤分质高效转化多联产技术;

　　3.神木富油能源科技有限公司中/低温煤焦油全馏分加氢多产中间馏分油成套工业化(fth)技术;

　　4.山东天力干燥股份有限公司褐煤过热蒸汽干燥及绝热洗涤水回收技术;

　　5.北京神雾环境能源科技集团蓄热式低热值煤火力发电新技术;

　　6.北京低碳清洁能源研究所(nice)煤分级炼制技术;

　　7.华福工程有限公司煤焦油溶剂萃取和加氢改质组合工艺技术;

　　8.浙江大学热能工程研究所低阶煤热解燃烧分级转化热电煤气焦油联产技术;

　　9.中国天辰工程有限公司硬褐煤无粘结剂辊压成型技术;

　　10.哈尔滨工业大学高酚氨煤化工废水处理及回用技术。

　　二、鄂尔多斯煤炭分质转化利用产业现状及存在问题

　　(一)鄂尔多斯煤炭分质转化利用产业现状

　　鄂尔多斯煤炭资源得天独厚，已探明煤炭储量近2000亿吨，约占全国总储量的1/6、内蒙古的一半。如果计算到地下1500米，总储量超过1万亿吨。鄂尔多斯的煤炭资源不仅储量大，分布面积广，而且煤质品种齐全，有褐煤、长焰煤、不粘结煤、弱粘结煤、气煤、肥煤、焦煤等，大多埋藏浅，垂直储煤深，易开采，且高发热量、高挥发分、高灰熔点、低灰、低硫、低磷，是优质的动力和化工用煤，约占全国优质动力煤保有储量的80%。其中，褐煤、长焰煤等低阶煤占鄂尔多斯煤炭总储量的25%，与煤伴生的矸石、洗选煤泥等低阶煤占鄂尔多斯煤炭总开采量的20%。

　　鄂尔多斯水资源也较为丰富，是世界少有的既富煤又富水的区域。黄河流经鄂尔多斯728公里，占黄河总长度的1/7，年过境水量316亿立方米。近水近煤的成本优势，使鄂尔多斯近年来新型煤化工产业发展迅猛，形成了以神华集团煤制油公司为龙头企业的乌兰木伦项目区、以汇能煤电集团为龙头企业的汇能煤化工项目区、以伊东集团为龙头企业的准格尔经济开发区和以伊泰煤间接液化项目为龙头的大路煤化工基地等现代煤化工产业聚集区。

　　但是，鄂尔多斯目前建成及规划实施的煤炭分质转化项目却寥寥无几，仅有的13个项目也多为传统的“两高一资”煤焦化项目，即原料煤经固体热载体催化热解技术处理，生产煤焦油、兰炭(块焦、粉焦)和焦炉煤气等初级产品。

　　1.主要产品及产能。兰炭，建成项目6项，产能690万吨;在建项目7项，产能610万吨，拟建项目4项，产能3100万吨。焦炭，建成项目7项，产能616万吨;在建项目5 项，产能720万吨，拟建项目3项，产能550万吨。捣固焦，在建项目1项，产能130万吨，拟建项目1项，产能100万吨。焦油加氢，在建项目2项，产能70万吨，拟建项目1项，产能30万吨。

　　2.重点企业及项目。伊东集团东方能源化工有限责任公司循环经济产业项目，年转化原煤300万吨，生产120万吨/年兰炭联产10万吨甲醇项目、40万吨/年型焦项目、30万吨/年煤焦油加氢项目、0.4万吨/年粗苯。该循环综合利用项目是国家级循环经济试点示范项目，焦油加氢项目选择山西煤化所作为技术支撑机构，现因工艺技术不完善，项目还在规划设计阶段，其他项目均已建成投产。正能化工集团有限公司循环产业链项目是集原煤洗选、兰炭、金属镁冶炼、镁合金挤压压铸、提质煤气制液化天然气(lng)和煤气发电、煤焦油深加工于一体的煤化项目，一期工程180万吨兰炭、5.5万吨镁合金项目已建成，二期180万吨兰炭、50万吨煤焦油深加工、16亿立方米提质煤制气和2.4亿立方米lng项目正在建设。

　　(二)鄂尔多斯煤炭分质转化利用产业存在的问题

　　1.产业链条延伸较短。目前，我市煤炭分质利用产业项目较多为中小企业投资建设的兰炭、焦炭等，均属煤炭分质利用产业链前端初级产品项目。工艺路线大多选用传统的煤干馏技术，仅完成对原煤的分质，工艺较为简单。同时，这类初级产品项目产能较大甚至过剩，虽然一定时期市场行情走高，销售利润可观，但这些产品完全受牵制于钢铁、电石等行业，市场缺乏稳定性。虽然，我市目前规划建设的煤热解多联产项目较多，但大多停留在规划设计阶段，甚至停滞在前期工作阶段，部分落地的项目也进展缓慢，没有形成有效产能。

　　2.工艺技术支撑乏力。国内煤炭分质转化利用工艺技术繁多，其中不乏自主知识产权和世界先进技术，但核心技术及相关设备仍存在缺陷难以突破，我市的.大多煤炭分质转化项目就存在这样的发展制约。个别几个企业虽与科研院所共同致力于热解工艺的开发，但忽视了热解产品(半焦、煤气和焦油)综合利用的规划与研究，限制了产业链的延伸和生产的规模化运行。荒煤气的净化、半焦的冷却、焦油加氢制取燃料油等技术尚需与陕煤化集团、西安科技大学等具有成熟煤炭分质转化技术的科研机构联手改造和优化。

　　3.投资主体热情不高。我市招商引资与项目建设的实践证明，低阶煤分质转化产业链中高端项目投资较大，中小企业不具备投资能力，有实力的大型企业偏向投资大型的新型煤化工项目，对投资煤炭分质转化利用项目均缺乏投资积极性。此外，根据XX区煤炭资源配置相关政策规定，低阶煤分级转化利用项目达到国家颁布的煤炭深加工产业发展政策确定的能效、规模、技术装备标准，才可以按照“用煤量”配置相应煤炭资源，焦炭、兰炭等低水平的转化项目不予配置煤炭资源。受此影响，企业对低阶煤分质转化利用项目的投资积极性也不高。

　　三、鄂尔多斯发展煤炭分质转化利用产业建议

　　煤炭是鄂尔多斯的优势资源，为地方经济发展带来了巨大的收益。但是，传统的“开采—销售”一直以来都是煤炭行业的主要发展模式，火力发电依然是煤炭转化利用的主要形式。虽然近几年一批新型煤化工项目落地建设，但我市原煤就地转化率仍不足20%，加上煤炭市场持续低迷，让我们这个高度依靠煤炭资源发展起来的能源城市的经济受到了严重影响。所以，正视发展现状，突破传统型成长模式，以可持续发展为指导，以煤炭综合利用、清洁生产为基本手段，逐步构建地区煤炭生态工业体系，是鄂尔多斯煤炭产业实现可持续发展的必然选择。

　　鄂尔多斯低品质煤储量较大，约占煤炭总储量的四分之一，加之占煤炭总开采量五分之一的伴生矸石和洗选煤泥，为发展低阶煤分质转化产业提供了充足的资源。然而，我市现阶段对于低阶煤的综合利用却相对滞后，以煤焦化和火力发电为主的转化途径对煤炭的转化程度很低，而且造成了资源浪费和环境污染。所以，依托国内外院校及科研机构研发的低阶煤炭分质转化工艺技术，规划一批以煤热解为龙头的大型低阶煤转化项目，清洁高效梯级利用低阶煤炭，提高煤炭资源的能源效能，形成新的经济增长极，才会使鄂尔多斯煤炭资源优势更具竞争力。作为全国主要的资源富集区和煤炭主产区，将煤炭分质清洁转化利用产业定位为鄂尔多斯除现代煤化工产业以外的另一资源转化特色产业，对于延长煤炭产业链、提高煤炭附加值，实现煤炭高效清洁转化、资源多元综合利用，推动鄂尔多斯产业结构调整和转型升级具有重要的战略意义。

　　(一)立足科学规划，依靠龙头带动

　　依据国家出台的煤化工相关产业政策和“十二五”国家关于煤炭深加工升级示范项目建设要求，我市亟需编制《鄂尔多斯煤炭分质转化利用专项发展规划》，以明确我市低阶煤分质转化产业发展方向、发展重点和淘汰目标，合理适度发展煤炭分质转化利用产业。要积极争取自治区人民政府“煤炭资源配置政策”支持，综合运用产业政策、用地指标、环境容量和资源配置等手段，择优发展适宜本地的低阶煤炭分质转化利用项目。同时，实施龙头带动战略，延伸产业链，带动一批中小企业进入低阶煤炭分质转化利用产业，形成上下游紧密结合的煤炭分质转化利用产业集群，推动区域经济更加健康、高效、持续发展。

　　(二)优化产业结构，加快技术升级

　　要引导全市现有焦炭、兰炭(干馏煤)项目积极与具备成熟低阶煤炭分质转化利用技术的企业、科研院所合作，提高低阶煤炭分质转化的加工深度，提高经济效益和竞争力。要重点整合全市煤焦化产业，优化产业结构，提升资源就地转化率和资源产出率，进一步延伸产业链。要鼓励企业与科研院所合作，加大焦炉煤气制甲烷气(lng)、煤焦油分馏制备各种酚类、芳香烃、烷类化工产品技术的.研发与应用，不断丰富低阶煤炭分质转化产品，拓展煤化工产品领域。要坚决控制煤炭分质转化利用低端产品产能规模，重点发展高技术含量和高附加价值的高端化工产品与新材料，占领产业高端，形成一批具有较强竞争优势的企业和产品，增强鄂尔多斯煤炭分质转化利用产业竞争力。

　　(三)重视技术研发，加大资金支持

　　要充分利用我市“人才引进政策”，吸纳国内能源煤炭分质清洁转化科研机构、院校在鄂尔多斯开展煤炭分质清洁转化及下游产品深加工课题研究、产业化技术研发。支持科研院所在我市建立“孵化器”，服务于全市煤炭分质清洁转化综合利用产业升级和产业链延伸。市级财政要设立专项科技研发扶持资金，并鼓励煤炭企业联合设立“煤炭综合利用及深加工产学研发展基金”，用于煤炭分质清洁转化产业科技人才引进、专业技术人员培养、技术研发和市场推广。

　　(四)注重项目培育，加强招商引资

　　要在抓好全市现有煤炭分质转化利用项目在建、建成、投产、达产、达标的基础上，积极开展招商引资，加强项目培育、储备和筛选工作，落实项目投资主体，筹划建设一批高水平、高起点、大型化的低阶煤分质清洁转化利用项目。同时，要依托全市现有工业园区及已有煤炭分质转化利用项目，规划定位几个具有代表性的“低阶煤分质清洁转化利用循环经济园区”，并以此为载体，积极引进国内外大企业集团参与我市低阶煤分质清洁转化产业建设，培育和引进一批技术含量高、市场潜力大、带动力强的重点项目。

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