陕煤集团榆林化学有限责任公司航拍图。

在国家“双碳”战略纵深推进的背景下,作为陕西省属特大型能源化工企业,“十四五”以来,陕煤集团锚定煤化工产业高端化、多元化、低碳化发展方向,以煤炭分质清洁高效利用为主线,通过产业链延伸、集群化布局、技术赋能,构建起化肥、焦化、煤制烯烃、新材料等6条核心工艺路线,50余套主力生产装置,形成强大项目支撑体系,推动煤炭从燃料到原料、从基础产品到高端材料的多维裂变,实现经济、生态、技术“一体化发展”,为能源清洁高效利用、推动煤化工产业升级提供了范本,更为国家能源结构转型与“双碳”目标实现注入强劲动力。

价值链跃升 从燃料到高端原料蝶变

“过去挖煤卖煤,一吨煤价值有限。现在把煤当原料,延伸出航天煤油等产品,按当前煤价计算,制成航天煤油价值能翻几番。”陕煤神木煤化工富油公司环烷基油中心主任邓斗亮手持煤基航天煤油检测报告介绍,该产品结晶点低于- 89℃,具有低温流动性好、洁净度高、不易引起静电、机件腐蚀性小、比冲性能优越等特点。

这一突破源于2016年神木煤化工开发出的第二代技术——煤焦油全馏分加氢制环烷基特种油品技术。依托该技术,陕煤建成了全球唯一工业化运行煤焦油加氢制环烷基油装置,达到国际领先水平,生产的煤基航天煤油先后顺利完成120吨级液氧煤油发动机长程试验、130吨级火箭发动机1030秒长程热试车,标志我国航天燃料自主研制领域实现多项关键突破,可满足长征5号、12号等新一代大推力火箭发射需求。

在蒲洁能化公司,产业链延伸的故事同样精彩。通过世界最长的727公里陕煤神渭输煤管道,陕北榆神矿区每天有3万吨优质原煤以煤浆形态输送至终端厂站蒲城站,其中一部分,经蒲洁能化公司构建的“煤—烯烃—高端聚合物”产业链,转化为应用广泛的聚乙烯、聚丙烯,及军工、航天、锂电池隔膜等高端领域的高分子量聚乙烯产品。同时,蒲洁能化同步推进气化闪蒸发电、液力透平发电、净化尾气CO回收、甲醇中心ORC、水系统节水技改等项目,实现年发电8000万千瓦时、节约标准煤1.28万吨、减排二氧化碳5万吨、节水约300万立方米等。

“十四五”期间,陕煤集团化工板块达成全国石化行业能效“领跑者”成就,打造了高端化多元化产品矩阵,累计转化煤炭超1.47亿吨,主要化工产品产量达到1.13亿吨,实现收入4486亿元,印证了“从燃料到原料”转型中经济、生态效益“双丰收”。

集群化赋能 构建低碳循环产业生态

“从5年前的一片荒漠,到如今眼前千亿级产业集群如火如荼建设,这样的变化令人瞩目。”在陕煤集团榆林化学有限责任公司(简称榆林化学),黑色煤炭经过高塔林立、釜罐错落、管廊纵横的产线转化,变成清澈透明的液体原料,再制成瓶子、衣服、电子元件、医疗器械、汽车配件等物品,实现从“黑煤块”到“新材料”的华丽转变。

陕煤集团布局陕北、关中等煤化工产业集群,发挥规模化、集约化优势,通过产业链上下游协同与能源系统耦合,实现了资源高效配置和废弃物循环利用。产业集群内项目互联、物料互供,降低运输与能耗成本;共享公用工程,减少基础设施重复建设,既提升了煤炭综合利用价值,又降低了产品碳足迹,形成“资源—产品—再生资源”的闭环循环模式。

这其中,作为产业集群核心载体的榆林化学项目,完成了一期180万吨/年乙二醇项目建设,创下行业投产速度与运行效率纪录,120万吨/年粉煤热解国家示范试验装置将制油率提升至15%—17%,是传统技术的2倍,让低阶煤转化效率实现质的飞跃。

在建的1500万吨/年煤炭分质清洁高效转化示范项目二期工程,以煤炭分质利用技术为龙头,延伸煤炭转化产业链,实现了高性能聚烯烃、乙烯—醋酸乙烯、高吸水性树脂等煤基化材产品联产。陕煤集团总经理助理,榆林化学党委书记、董事长王会民介绍,二期项目将形成高附加值材料、电池电解液溶剂、可降解材料、特种油品四大领域40余种产品,实现现代煤化工、石油化工、高分子材料等多产业深度融合。

榆林化学项目全部建成后,预计年转化煤炭超千万吨、产值破千亿元,成为陕西省“现代能源万亿级产业集群”的龙头企业。

以技术驱动 打造产研融合创新引擎

煤化工产业向“三化”转型,核心驱动力在于科技创新。陕煤集团着力构建“研究院+专业院所+产业基地”三级创新体系,让科技创新成为转型发展核心引擎。

在陕煤技术研究院(简称研究院),百吨级合成气直接制烯烃(STO)中试线已完成2000小时满负荷运行,实现了合成气制甲醇与甲醇制烯烃反应有效耦合,在保证CO转化率的同时,还具有节约设备投资、大幅减少水耗与废水、显著降低二氧化碳排放量等优点,对我国煤炭清洁高效利用意义重大。5000吨/年甲基芳香醚工业化示范项目投产运行,围绕煤焦油提取酚高值化利用已形成芳香酚衍生品等10余种精细化工产品,焦油加工产业链进一步延伸,产品附加值提升数倍……

“十四五”期间,研究院建成煤炭分质利用关键技术中试及工业化试验线15条,覆盖煤焦油提酚、合成气制烯烃、焦粉冷压成型制工业型焦等技术领域。

为实现产研协同,研究院推动与府谷能源新元公司合作试用焦粉冷压成型制工业型焦,与蒲洁能化实现聚烯烃弹性体(POR)项目产业化深度合作,构建起“研发—中试—工业化”闭环体系。这种“研究院出技术、产业基地做转化”协同模式,让技术快速从实验室走向了生产线。

未来,研究院将重点在煤制烯烃产业链、固废资源化利用、新能源材料与储能技术等领域深化合作,助力陕煤集团加速培育新质生产力。