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1、山西省煤化工产业创新链1前 言煤化工产业是我省重点培育发展的战略性新兴产业之一。其涉及面广，产业关联度大，对拉动全省经济增长、促进工业结构优化升级发挥着重要作用。截止 2013 年底，规模以上企业 240 户，资产 1189 亿元，主营化工行业销售收入为800 亿元。近年来，我省煤化工产业发展呈现出向大企业集团集中的态势，大型煤化工国企和国有控股公司，年销售收入占全省化工总产值的 45%，成为我省化工的主导力量。我省在煤化工科研力量方面，集聚了中科院山西煤化所、山西大学、太原理工大学等一大批在国内知名的煤化工专业研究、设计机构，在煤基合成油、焦炉煤气制甲醇等碳化学领域的科研成果在国内居领先水平
2、。但我们也应该看到我省煤化工产业也存在产业结构不合理、产业衍生链短、产品竞争力弱，缺乏适合我省煤种大型气化技术等诸多问题。须在现有产业链的基础上，主动加强煤化工产业创新链的凝练和部署，充分利用高新技术和先进适用技术改造提升传统产业，实现传统产业优化升级、产品更新换代，打造“以煤为基，低碳发展”的煤化工产业基地。煤化工产业创新链将传统煤化工的改造升级与现代煤化工的发展创新结合起来，综合考虑节能环保，在重点领域共凝练出项目 47 项，其中最优先支持项目 10 项。2山西省煤化工产业创新链山西煤化工产业经过 60 年的沉淀和积累，为煤化工产业转型跨越发展奠定了坚实的基础。面对煤化工产业结构不合理、产
3、品竞争力弱等诸多问题，山西省须在现有产业链的基础上，充分利用高新技术和先进适用技术改造提升传统产业，加强科技创新，实现传统产业优化升级，产品更新换代，打造“以煤为基，创新发展”的煤化工航母。一、产业发展现状和技术瓶颈国外煤化工产业发展始于 20 世纪 30 年代。50 年代以后，随着石油化工的兴起，煤化工在化工中的比重逐年下降。70 年代末期的石油危机使美国、德国等西方国家重新开始了煤化工技术的研发，开发了一系列煤气化、煤液化、碳一化学等煤化工技术。进入 21 世纪，煤化工经济优势日益显现，进入了新一轮发展期，推进了大型煤气化、煤制油、煤制烯烃等石油替代品的技术开发、推广和工业化进程。国内煤化
4、工起步于 50 年代，6070 年代，全国各地建成了一批以煤为原料的中小化肥装置。80 年代以后，随着我国能源消耗的大幅增长，我国开始建设大型煤化工装置。进入 21 世纪，国内煤制烯烃、煤制油、煤制天然气和煤制乙二醇等以替代石油为目标的现代煤化工产业进入快速发展期。3山西省煤化工产业经过多年的发展，已基本形成了以化肥、甲醇、精细化工为主的工业体系，涌现出天脊集团、阳煤丰喜集团、三维集团、山焦集团、兰花公司、天泽煤化工公司等一批大型企业。在煤化工产品产量与周边省份比较，我省在焦化产业总量上有明显优势，化肥和甲醇处于中游水平，PVC 和烧碱产量较低。十二五期间，我省煤化工依托资源、能源、区位和技术
5、等优势，在产业结构上由“肥、醇、炔、苯、油”向“苯、油、烯、气、醇”转变，但总体仍以传统煤化工为主，现代煤化工比例不足，还有待进一步发展。当前我省煤化工当前我省煤化工产业产业科技科技创创新的主要新的主要问题问题1.山西煤种特殊，缺乏适合山西煤种的大山西煤种特殊，缺乏适合山西煤种的大规规模气化技模气化技术术。 。煤气化是煤化工产业发展的基础。山西省煤炭灰熔点高、成浆性差，可磨性差，山西煤炭 95%以上煤种灰熔点在1500以上。煤气化成为制约山西煤化工大型化发展的首要制约因素。2.产产学研学研结结合不合不紧紧密，技密，技术优势术优势未能充分未能充分发挥发挥。 。山西是煤化工技术研发相对集中的省份，
6、但产学研结合不紧密，许多煤化工技术未在本省率先实现转化，技术优势远未得到发挥，现代煤化工 MTO、MTP、煤制天然气等产业发展相对滞后，制约了山西省煤化工产业的规模化发展。3.产业结产业结构不合理，企构不合理，企业业技技术创术创新能力差新能力差。 。山西省煤化工产业结构不合理，主要表现在煤化工产业仍以传统煤化工为主，现代煤化工比重偏小；煤化工产业链短，深加工程度4低，产品附加值不高，合成氨、尿素等传统煤化工产品产能过剩。煤化工行业没有形成以企业为核心的技术创新主体，技术创新成为制约企业发展的短板。4.科研力量分散，缺少集成科研力量分散，缺少集成创创新平台新平台。 。山西省从事煤化工技术研发的科
7、研机构相互独立、研究方向不一，难以形成集成化、园区化的科技联盟，没有形成解决山西省煤化产业关键问题的平台和氛围。建立煤化工集成创新平台，是山西省煤化工产业创新发展的必由之路。二、技术需求及攻关路径针对目前煤化工产业产业发展存在的问题，在认真分析我省煤化工产业链的基础上(如图 2-1 所示)，将传统煤化工的改造升级与现代煤化工的发展创新结合起来，综合考虑节能环保，提出煤气化、低阶煤利用、合成气化工、甲醇及其下游产品、苯及其下游产品、乙炔化工、精细化工、综合利用等8 个创新链和技术需求、市场需求（如图 2-2 所示），共凝练出项目 47 项，其中最优先支持项目 10 项，并在此基础上设计出最优先支
8、持项目技术攻关路径（如图 2-3 所示）。三、重大研发项目的凝炼 通过对全省乃至全国煤化工产业链详细调研的基础上，结合国内外煤化工发展趋势，组织省内大学、研究院所、企业征集有关项目，根据项目的重要性、紧迫性、创新性、成熟性和贡献度评价，共凝练出 8 个创新方面、47 个创新项目（如表 3-1 所示），其中最优先支持项目 10 项。（一）煤气化创新链及最优先项目（一）煤气化创新链及最优先项目5煤气化是以煤或煤焦为原料，以氧气（空气、富氧或纯氧）、水蒸气等为气化剂，在高温条件下通过化学反应将煤转化为合成气等产品的过程。山西省绝大部分煤灰熔点高、成浆性差、可磨性差，现有成熟的粉煤气化技术对山西煤种的
9、适用性差，煤气化技术成为制约山西煤化工大型化发展的首要因素。最优先支持“适合山西高灰熔点及低质煤大规模粉煤气化技术研发与工业示范”和“5 m，6.0 MPa 碎煤加压气化技术开发及其工业示范”等煤气化创新项目，解决我省高灰熔点及低质煤的大规模气化和利用问题，为我省现代煤化工产业发展奠定基础。（二）低阶煤利用创新链及最优先项目（二）低阶煤利用创新链及最优先项目低阶煤利用创新链主要将低阶煤干馏获得油气资源，进行分离加工即可得附加值较高油品和化学品，将半焦进行燃烧或者气化，生产高热值煤气。低阶煤直接燃烧或气化，有效成分利用效率低，污染物和碳排放量大，无法充分利用其资源价值，从而导致煤炭资源的巨大浪费
10、。最优先支持“内构件移动床煤热解技术研发与示范应用”等创新项目，可解决褐煤、次烟煤难以广泛利用的问题，提高经济效益。（三）合成气化工创新链及最优先项目（三）合成气化工创新链及最优先项目合成气化工创新链主要包括煤制乙二醇、费托合成煤制油、煤制低碳混合醇等。从我省煤化工“十一五”期间的“肥、醇、炔、苯、油”到“十二五”期间的“苯、油、烯、气、醇”产业布局中看出，大宗化工品低碳醇随中国经济的发展需求量也不断增加。最优先支持“煤制低碳混合醇技术”等项目，解决我6省合成气化工基础研究和产业化过程中遇到的实际问题，项目采用非贵金属催化剂、利用现有甲醇装置直接生产低碳混合醇，可大大缓解低碳醇需求矛盾，具有很
11、强的竞争优势和广阔的商业化应用。（四）甲醇及其下游产品创新链及最优先项目（四）甲醇及其下游产品创新链及最优先项目甲醇及下游产品创新链是将甲醇转化为油品或其他高附加值化工产品的工艺创新。解决我国石油资源供需矛盾加剧、石化产品欠缺及甲醇产能过剩的问题。最优先支持“甲醇制汽油技术优化改进”等创新项目，能够有效促进甲醇产业技术升级，并创造较大的经济效益。（五）苯及其下游产品创新链及最优先项目（五）苯及其下游产品创新链及最优先项目苯及下游产业链是以粗苯为原料，通过加氢精制等反应生产尼龙材料、MDI 及其他高附加值化工产品的产业链。我省焦化苯产量大，但深加工程度低、经济效益差。最优先支持“甲醇苯烷基化技术
12、”等创新项目，可以有效的延伸苯产业链，从而增加产品附加值。（六）乙炔化工创新链及最优先项目（六）乙炔化工创新链及最优先项目乙炔化工是我省煤化工行业的特色产业链，乙炔化工是以乙炔为原料，通过加成聚合等反应生产聚氯乙烯、氯丁胶、1.4丁二醇、聚乙烯醇等产品的产业链。我省乙炔化工产业规模大、产量高，但自主创新能力不足、产品竞争力差。最优先支持“四氢呋喃聚合生产聚四亚甲基醚二醇催化剂制备技术”等创新项目，通过关键技术研发，增强自主创新能力，提升产品市场竞争力。7（七）精细化工创新链及最优先项目（七）精细化工创新链及最优先项目煤基精细化工是煤化工行业的重要分支，大力发展煤基精细化工产业链，进行产业链的技
13、术创新，可进一步提高煤化工行业的附加值，提高竞争力。煤基精细化工创新链将充分利用我省化工科研单位在该领域内的研发基础和优势，开展相关技术的研究和工艺的开发。最优先支持“丁二烯氰化法制备己二腈技术”、 “煤基聚烯烃功能化改性技术研究”等创新项目，解决己二腈生产工艺、聚烯烃改性等关键技术，打破国外技术垄断，解决我省精细化学品行业经济效益差的问题，完善精细化工产品链，增加产品附加值。（八）综合利用创新链及最优先项目（八）综合利用创新链及最优先项目综合利用创新链是通过科技创新实现废气利用、废水处理等综合项目的工艺创新，旨在解决煤化工产业迅猛发展过程中伴随产生大量的废气与废水等造成严重的环境污染问题。最
14、优先支持“利用合成氨驰放气、焦炉煤气制备甘氨酸项目”和“高浓度酚氨废水综合治理项目”项目，实现煤化工产业的绿色发展，提高传统煤化工企业的经济效益。表表 3-13-1：煤化工创新链创新项目汇总表：煤化工创新链创新项目汇总表创新方向创新方向项目名称项目名称优先程度优先程度1、适合山西高灰熔点及低质煤大规模粉煤气化技术研 发与工业示范最优先2、5 m，6.0 MPa 碎煤加压气化技术开发及其工业示范最优先3、加压灰熔聚流化床煤气化技术开发优先一、煤气化一、煤气化4、适应高硫无烟块煤常压固定床气化技术研究及工业试验储备81、内构件移动床煤热解技术研发与示范应用优先2、粉煤快速加氢制备合成油技术优先二、
15、低二、低阶阶煤利煤利用技用技术术3、煤炭干馏-循环流化床气化多联产技术开发支持1、煤制低碳混合醇技术最优先2、煤经草酸酯路线制取乙醇酸甲酯化学品的技术开发优先3、钴基费托煤制油催化剂及工艺技术改进优先4、煤基合成气定向合成异丁醇关键技术支持5、煤制乙二醇技术支持三、合成气化三、合成气化工工6、一体化高选择性煤制汽油技术储备1、甲醇制汽油技术优化改进最优先2、甲醇制高附加值芳烃产品支持3、浆态床合成甲醇新技术开发支持4、新型高效甲醇制丙烯催化剂研发支持5、煤基甲醇制烯烃技术（MTO）支持6、二甲醚合成工艺开发研究支持7、煤基甲醇制乙醇技术的开发储备8、大规模煤制乙醇技术储备四、甲醇及其四、甲醇及
16、其下游下游产产品品9、甲醇生物柴油新型环保合成技术储备1、甲醇苯烷基化技术最优先2、苯部分加氢制环己醇/酮系列催化技术支持3、环己酮制环己酮肟催化剂支持4、顺酐（MA）加氢制丁二酸酐（SAH）联产丁二酸（SA）关 键技术支持五、苯及其下五、苯及其下游游产产品品5、TDI 氢化低压 Ni 基催化剂的开发储备1、四氢呋喃聚合生产聚四亚甲基醚二醇催化剂制备技 术最优先2、醛炔法选择性合成 1,4-丁炔二醇催化剂制备技术支持3、新一代 1,4-丁炔二醇加氢制 1,4-丁二醇加氢催化剂研 究开发储备六、乙炔化工六、乙炔化工4、乙炔合成氯乙烯单体无汞催化剂的研究储备91、丁二烯氰化法制备己二腈技术最优先2、聚烯烃功能化改性技术研究最优先3、矿用聚氨酯合成材料的研究与应用技术开发支持4、非光气法制聚碳酸酯项目工艺技术开发支持5、顺酐下游高分子材料系列产品开发支持6、聚甲醛二甲基醚高效合成技术开发支持7、以甲醛为原料合成高分子材料支持 8、甲苯二异氰酸酯（TDI）、丁二醇合成涂装聚氨酯高分 子材料支持9、以煤化工下游产品为原料制备涂装高分子材料支持10、酯交换高效合成碳酸二苯酯技术开发支持
