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陕煤集团:以煤化油 点石成气

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煤炭是我国能源安全保障的压舱石。陕西省是我国煤炭资源大省,煤炭总储量达293.8亿吨,占全国总储量的6.8%,位于我国煤炭总储量前列。陕西煤业化工集团有限公司(以下简称“陕煤集团”)是煤炭这块压舱石中极为重要的组成部分。陕煤集团作为大型国有能源企业,以科技创新,不断为煤业发展提供坚实的技术支撑。

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2021年,陕西省全省煤炭产量为7亿吨。2022年,陕西省全省煤炭产量为7.46亿吨,再创历史新高。2000—2022年,陕西省煤炭产量一直稳居全国第三位,且煤炭总产量持续提升。

富煤缺油少气是我国化石能源储量的基本特点,同样作为化石能源,如何用“多”来补“少”,能否在煤炭中提炼出气和油是陕煤集团多年来一直在探索的创新方向。

2022年6月,陕煤集团自主开发的中低温煤焦油全馏分加氢制环烷基特种油品技术(SM-FU)经过中国石油和化学工业联合会的鉴定,整体技术达到了国际领先水平。

在我国丰富的煤炭资源储量中,55%是低阶煤,是煤化作用早期阶段的产物。这些煤炭的碳含量和热值较低,焦油产率和氢氧含量相对较高,直接燃烧会产生大量的粉尘及污染物,对环境污染严重。陕煤集团所开发的中低温煤焦油全馏分加氢制环烷基特种油品技术,将低阶煤的煤含量低、成分复杂的劣势转化成为优势,实现了低阶煤中的油、气等化学产品资源的开发与利用。

中低温煤焦油全馏分加氢制环烷基特种油品技术通过中低温热解方式将低阶煤转化为气、液、固三种物质,即煤气、煤焦油和半焦,进而转化获取油、气、电等清洁燃料和高附加值化工产品。

早在2016年,陕煤集团就已经开发出中低温煤焦油全馏分加氢(FTH)技术,并被列入国家《能源技术革命创新行动计划(2016—2030年)》示范工程。在该技术的基础上,陕煤集团又不断创新,提升技术水平,实现了精细化利用,开发了中低温煤焦油全馏分加氢制环烷基特种油品技术(SM-FU),在国内首次构建了煤焦油基高端化产品体系,率先实现了中低温煤焦油制取环己烷、轻质白油、工业白油及航空航天等特种油品产业化;开发了煤焦油基石脑油高效除杂及芳烃饱和催化剂体系,以及独特的萃取剂配方和萃取精馏、定向转化环烷基油品组合工艺技术,并于2021年10月通过性能考核暨生产验收转入商业运营。

中低温煤焦油全馏分加氢制环烷基特种油品技术所制成的环烷基油是化工领域重要的特种油品。环烷基油具有环烷烃和芳香烃含量高、相对密度大、凝点低等特点,是生产优质沥青及制备变压器油、冷冻机油、橡胶填充油等产品的最佳原料,在航空航天、军工制造领域的某些特定环节,环烷基油具有不可替代性。一方面是其应用范围广,且应用领域较为重大;另一方面,在全球范围内,环烷基原油是一种极其稀缺的资源,仅为世界探明石油储量的2.2%,只有中国、美国和委内瑞拉等少数国家有所分布。

陕煤集团所开发的中低温煤焦油全馏分加氢制环烷基特种油品技术,使低阶煤的转化出油率达10%,若将整个西北地区煤炭产量的10%~20%(2亿~4亿吨)用于转化,则每年可生产2000万~ 4000万吨油品。既可解决我国环烷基油稀缺的问题,也可以产出高附加值产品,带动区域经济高质量发展。

2022年10月23日,航天六院165所凤州试验区120吨级液氧煤油发动机进行长程热试车,获得圆满成功。本次试验所使用的就是陕煤集团提炼的煤基航天煤油。煤基航天煤油具有比冲高、传热性能和结焦性能优越的特点。试验证明了陕煤集团的中低温煤焦油全馏分加氢制环烷基特种油品技术在低阶煤分质清洁高效转化利用中取得了重大突破,也使陕煤集团成为航天军工领域特种油品的重要供应商,开辟了我国煤焦油制环烷基特种油品的新路径,拓展了煤基特种油品高端化、多元化、低碳化的发展新方向,对保障国家能源安全、调整产品结构意义重大。

站在“两个一百年”奋斗目标的历史交汇点上,陕煤集团将不忘初心、牢记使命,坚持“以煤为基,能材并进,技融双驱,零碳转型,矢志跻身世界一流企业”的发展战略,开新图强,改革制胜,以科技创新确保煤炭这块压舱石在我国能源安全保障领域发挥应有的效用。