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15年前，一群掌握塊煤干餾中低溫煤焦油制輕質(zhì)化燃料技術的東北人，執(zhí)著地來到陜西神木錦界，和淳樸厚實的西北人碰撞出干一番事業(yè)的思想“火花”，攜手創(chuàng)立了神木錦界天元化工有限公司（陜西煤業(yè)化工集團神木天元化工有限公司的前身，以下簡稱“神木天元”），開始建設25萬噸/年中溫煤焦油輕質(zhì)化項目。隨后擴建至50萬噸/年，居國內(nèi)之首。
這種獨辟蹊徑的煤制油工藝，被業(yè)內(nèi)譽為“陜煤—榆林版煤制油”。如今，神木天元多項成果居行業(yè)領先水平，開啟了轉(zhuǎn)型升級新征程，致力于成為中國煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化分質(zhì)利用的技術探索者和產(chǎn)業(yè)踐行者。
新模式 開辟煤制油全新路線
我國“富煤缺油少氣”的資源稟賦，決定了煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化分質(zhì)利用的重要性，成為“十三五”期間國家能源戰(zhàn)略的重點領域和主攻方向。中低溫熱解技術是實現(xiàn)煤炭分質(zhì)利用、清潔高效轉(zhuǎn)化的重要方式，國家《煤炭清潔高效利用行動計劃（2015~2020年）》《能源技術革命創(chuàng)新行動計劃（2016~2030年）》提出，積極推進煤炭分級分質(zhì)梯級利用，加快推進低階煤中低溫熱解分質(zhì)轉(zhuǎn)化。
占我國煤炭資源總量一半以上的低階煤主要分布在陜西、內(nèi)蒙古、寧夏、新疆等地。這種煤油含率和水含率較高，熱值較低，直接工業(yè)應用有較大困難。低階煤通過中低溫熱解（干餾），將煤分解為氣體（熱解氣）、液體（煤焦油）和固體（半焦，也稱蘭炭）三相物質(zhì)，技術源遠流長。尤其是近年來，我國低階煤熱解技術開發(fā)和示范取得突破性進展。其中陜西榆林煤熱解產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，蘭炭產(chǎn)能占全國總產(chǎn)能的一半以上。
中低溫煤焦油中的化合物種類繁多、組分復雜，主要成分為環(huán)烷烴、烷烴及酚類等，可制成各種液體燃料和化工原料，甚至附加值更高的化工新材料、精細化學品等。但這種寶貴的資源，當時由于缺乏分離提取關鍵技術，中低溫煤焦油難以有效加工利用，只能作為簡單的工業(yè)燃料。
2005年8月，神木天元依托擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的中低溫煤焦油制取輕質(zhì)化燃料工藝技術，開工建設25萬噸/年中溫煤焦油輕質(zhì)化項目，2008年4月產(chǎn)出合格油品——輕質(zhì)化煤焦油，標志著黑土地上的科技種子在黃土地上開花結(jié)果。當年10月，神木天元與有著“中國西部能源航母”之稱的陜西煤業(yè)化工集團合作重組，組建成立陜西煤業(yè)化工集團神木天元化工有限公司，使東北老工業(yè)區(qū)科技成果“南遷”與陜煤集團“北移精神”深度融合。從此，神木天元邁上科學發(fā)展的快車道。
2010年4月，神木天元50萬噸/年中溫煤焦油輕質(zhì)化工業(yè)示范項目建成并一次開車成功，產(chǎn)出合格油品對外銷售。這個國內(nèi)單套規(guī)模最大、技術等級和煤炭資源轉(zhuǎn)化率最高煤焦油輕質(zhì)化項目，10年來裝置一直安全穩(wěn)定運行，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟效益和社會效應，取得了驕人的業(yè)績。
2010年6月，這套裝置通過了中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會組織的科技成果鑒定。專家認為該裝置整體技術達到國內(nèi)領先水平，填補了國內(nèi)煤焦油深加工的技術空白。從此，“陜煤—榆林版煤制油”在業(yè)內(nèi)廣為流傳。
在此基礎上，神木天元瞄準中低溫煤焦油提取酚類化合物自主開展技術攻關，掌握了萃取提酚法關鍵技術。2013年10月，國內(nèi)最大的中低溫煤焦油提取精酚生產(chǎn)裝置——神木天元2.2萬噸/年精酚裝置建成投產(chǎn)，以預處理生產(chǎn)的酚油為原料，經(jīng)萃取、精制后分別產(chǎn)出苯酚、鄰甲酚、間對甲酚、二甲酚等系列產(chǎn)品。
除掌握煤炭分質(zhì)利用、煤焦油輕質(zhì)化、煤焦油深加工等關鍵技術外，神木天元針對煤熱解高濃有機廢水處理這個世界性難題也研究攻關、反復試驗，并取得成功突破，將這部分工業(yè)廢水處理為合格中水。
2014年10月，神木天元投資4.1億元開工建設100噸/小時煤焦油輕質(zhì)化廢水處理項目，采用自主研發(fā)的污水處理工藝技術。利用“預處理+生化處理+深度處理”三級處理工藝，有效降低廢水中的焦油、氨氮、酚類固體懸浮物等，處理后的回用水作為循環(huán)水補充水和熄焦水，實現(xiàn)中水回用和工業(yè)污水零排放，具有顯著的社會效益和蘭炭清潔生產(chǎn)示范和引領作用。
新起點 粉煤熱解技術國際領先
天有不測風云。2014年下半年以來，國際油價出現(xiàn)斷崖式下跌，輕質(zhì)化煤焦油單價由最高時的每噸8000多元直線跌至每噸3000元，企業(yè)經(jīng)濟效益急速下滑，甚至出現(xiàn)虧損，周邊同類項目陸續(xù)上馬，搶原料、搶市場、搶人才的不良行業(yè)競爭加劇。天元人感受到了前所未有的挑戰(zhàn)與壓力。
“國內(nèi)現(xiàn)有的熱解工藝主要以塊煤為主。我們依賴于塊煤干餾中低溫煤焦油制取輕質(zhì)化燃料工藝技術，存在很大的局限性。榆林地區(qū)富產(chǎn)煤炭，但開采的原煤中70%~80%屬于粉煤，并沒有得到有效轉(zhuǎn)化利用。我們要瞄準價格低廉的粉煤，在技術上向低階粉煤提質(zhì)高效利用延伸，實施產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。”神木天元公司黨委書記、董事長毛世強敏銳地看到了企業(yè)存在的短板。
其實，粉煤熱解技術已成為國內(nèi)科研院所和企業(yè)研發(fā)攻關的重點和難點，但至今實現(xiàn)長周期穩(wěn)定運行的工業(yè)化裝置鳳毛麟角。之所以難以實現(xiàn)突破，煤化工資深專家、中國石化聯(lián)合會煤化工專委會委員賀永德說，以前由于熱解油、氣、煤塵在線分離和干熄焦技術，以及粉焦的鈍化、儲運和大規(guī)模應用等技術難題尚未完全突破，粉煤熱解沒有大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化推廣應用。同時設備大型化、長周期穩(wěn)定運行、產(chǎn)品應用等仍需下功夫。
早在2011年，神木天元就投入科研力量，針對粒度為0~30毫米之間的低階粉煤熱解開展研究，正式立項“低階粉煤分質(zhì)利用技術研發(fā)項目”，與華陸工程科技有限責任公司合作科研攻關。2012年，5萬噸/年低階粉煤回轉(zhuǎn)熱解制取無煙煤工藝技術研究項目啟動建設。
2015年，該技術通過了由陜西省科技廳組織的科技成果鑒定。專家認為，該技術攻克了煤低溫熱解領域粉煤潔凈化分質(zhì)利用關鍵性技術和裝備，整體技術達到國際先進水平。
2012年8月，首個國家能源煤炭分質(zhì)清潔轉(zhuǎn)化重點實驗室在陜西組建，由陜煤集團主導建設?？紤]到在煤熱解及中低溫煤焦油綜合利用領域取得的豐碩成果和成功經(jīng)驗，2017年2月，神木天元被認定為國家能源煤炭分質(zhì)清潔轉(zhuǎn)化重點實驗室——天元試驗示范基地。
建設低價粉煤回轉(zhuǎn)熱解大型工業(yè)化示范項目迫在眉睫。神木天元規(guī)劃了660萬噸/年粉煤分質(zhì)綜合利用工業(yè)化藍圖，其中一期工程60萬噸/年示范項目被陜煤集團列為重點建設項目，2017年6月開始設計，2018年3月動工建設，2018年12月25日中交。
該裝置原料適合粒度為0~30毫米的粉狀褐煤、長焰煤、弱黏煤、不黏煤等高揮發(fā)分煤種，采用回轉(zhuǎn)干燥、回轉(zhuǎn)反應爐低溫熱解等新技術，可生產(chǎn)提質(zhì)焦粉、煤焦油、煤氣及LNG、LPG等產(chǎn)品，其中粉煤經(jīng)熱解提質(zhì)后，焦粉質(zhì)量達到無煙煤標準。
經(jīng)過8年艱苦努力，業(yè)內(nèi)翹首以盼的粉煤回轉(zhuǎn)熱解技術取得了突破性成果。2019年5月11日17時30分將永遠載入神木天元的史冊：60萬噸/年粉煤分質(zhì)綜合利用示范項目打通全部工藝流程，火炬上藍色火焰騰空而起，一次投料試車成功，主要技術指標全部達到或優(yōu)于設計值，裝置運行平穩(wěn)。同年11月26日，大型工業(yè)化低階粉煤回轉(zhuǎn)熱解成套技術開發(fā)與應用科技成果在北京通過中國石化聯(lián)合會組織的科技成果鑒定。由中國工程院院士謝克昌、楊啟業(yè)、倪維斗，中國科學院院士李洪鐘等9位專家組成的鑒定委員會認為，該技術攻克了煤低溫熱解領域粉煤清潔高效分質(zhì)轉(zhuǎn)化利用的關鍵性技術和裝備，擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，創(chuàng)新性強，對于促進低階粉煤高效轉(zhuǎn)化、煤熱解科技進步具有積極意義，整體技術達到國際領先水平。
鑒定委員會認為，低階粉煤清潔高效分質(zhì)轉(zhuǎn)化利用是我國的重大課題，該技術成果突破了粉煤高效利用難度大的技術難題，探索出一條低階粉煤高效分質(zhì)轉(zhuǎn)化新途徑，資源綜合利用和經(jīng)濟效益優(yōu)勢顯著，應盡早開展百萬噸級大型工業(yè)化示范及推廣應用。
據(jù)了解，該技術在研發(fā)及工業(yè)化過程中，神木天元相繼完成了基礎實驗、冷模實驗、中試試驗、工業(yè)化試驗、污水處理和焦油脫渣等技術課題，先后攻克了設備放大、管道堵塞、油氣粉塵含量高、運行周期短、設備結(jié)焦、油水分離困難、污水處理難等系列難題。在8年的粉煤熱解技術研發(fā)期間，神木天元累計獲得國家授權(quán)專利56件，其中發(fā)明專利12件、實用新型專利44件。
新征程 轉(zhuǎn)型升級再出發(fā)
2020年注定是不平凡的一年。隨著全球新冠肺炎疫情蔓延擴散，國際油價暴跌探底，煤化工等行業(yè)遭受重大沖擊。加之國內(nèi)外能源需求結(jié)構(gòu)發(fā)生深刻變化，油品過剩逐步擴大，榆林地區(qū)煤焦油加氫企業(yè)不斷增多，原料、產(chǎn)品、人才、技術等領域競爭日益加劇，行業(yè)步入發(fā)展的“天花板”，進入微利時代。
神木天元并未躺在曾經(jīng)取得輝煌業(yè)績的功勞簿上，而是未雨綢繆，開啟轉(zhuǎn)型升級新征程。
“10年來，我們依賴于塊煤干餾制取輕質(zhì)化燃料技術的先進性和創(chuàng)新性，在激烈的競爭中占得先機。但近兩年周邊同類型企業(yè)不斷上馬，與我們的差距不斷縮小。加之消費稅政策的影響，我們的優(yōu)勢已經(jīng)不明顯了。我們必須始終不渝地堅持創(chuàng)新驅(qū)動戰(zhàn)略，走出一條產(chǎn)品精細化、高端化、差異化的高質(zhì)量發(fā)展之路。”神木天元公司總經(jīng)理李秀輝說，圍繞煤焦油，上游產(chǎn)業(yè)依托工業(yè)化低價粉煤回轉(zhuǎn)熱解成套技術為核心，下游以中溫煤焦油制備碳材料、中溫煤焦油提酚制取酚基新材料、輕質(zhì)化煤焦油制備芳烴等精細化工產(chǎn)品技術為主線，使產(chǎn)品鏈向上以粉煤為原料，生產(chǎn)提質(zhì)焦粉等高端產(chǎn)品，向下以輕質(zhì)化煤焦油為原料生產(chǎn)精細化工產(chǎn)品、環(huán)保產(chǎn)品，構(gòu)筑特色模塊化產(chǎn)業(yè)格局。
經(jīng)過2年多的自主攻關，神木天元利用煤焦油制取碳材料（針狀焦）技術獲得成功，通過煤焦油預處理、延遲焦化、煅燒加工生產(chǎn)碳功能材料，產(chǎn)品主要用于高功率、超高功率電極、鋰電負極材料、超級電容器及儲能材料等。2019年12月底，12萬噸/年中低溫煤焦油制備碳材料研究開發(fā)項目建成試運行，今年5月產(chǎn)出合格產(chǎn)品。目前正在優(yōu)化完善工藝，穩(wěn)定裝置運行。
在60萬噸/年粉煤分質(zhì)綜合利用示范裝置成功運行的基礎上，神木天元正在推進二期工程600萬噸/年大型工業(yè)化項目。該項目被陜西省政府列入《〈中國制造2025〉陜西實施意見》重大項目，可產(chǎn)提質(zhì)煤（清潔無煙煤）455萬噸/年、煤焦油56萬噸/年，同時可副產(chǎn)LNG、LPG等產(chǎn)品。目前該項目整體設計、方案優(yōu)化、物流布局等前期工作已著手開展，計劃在年內(nèi)啟動項目建設。
15年來，神木天元始終把技術研發(fā)、科技創(chuàng)新作為企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的驅(qū)動力，堅持圍繞煤焦油上下游產(chǎn)業(yè)鏈不斷延伸，從來沒有止步不前，多項技術引領行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。截至目前，神木天元已累計形成各類創(chuàng)新性、改造性成果100余項，申報國家專利100余項，其中76項獲授權(quán)。
據(jù)了解，神木天元正在布局酚基新材料和輕質(zhì)化煤焦油制取芳烴新項目。其中去年3月開始研發(fā)的酚基新材料，利用間對甲酚生產(chǎn)抗氧劑BHT，該產(chǎn)品廣泛用于塑料、橡膠、油品及食品等行業(yè)，附加值更高。目前前期試驗和成果已完成，具備工業(yè)化轉(zhuǎn)化條件，爭取3500噸/年酚基新材料項目年內(nèi)開工。
借國家推進科創(chuàng)板等資本市場的東風，神木天元利用技術創(chuàng)新優(yōu)勢開啟資本化之路。2019年，神木天元啟動科創(chuàng)板上市，逐步推進資產(chǎn)證券化，建立核心技術、研發(fā)、生產(chǎn)和管理人才的激勵機制。目前，神木天元已被列入陜西省首批7家科創(chuàng)板上市培育企業(yè)名單。
“如果說2019年是神木天元轉(zhuǎn)型升級的發(fā)展元年，那么今年正處在一個‘新舊動能轉(zhuǎn)換’的戰(zhàn)略接續(xù)期和‘存量經(jīng)濟向增量發(fā)展過渡’的動能培育期。”在毛世強看來，一個“百億新天元”戰(zhàn)略即將全面啟動，新藍圖再次擘畫出神木天元的轉(zhuǎn)型升級方向，即以60萬噸粉煤分質(zhì)綜合利用示范項目科研成果鑒定為新起點，以“高質(zhì)量發(fā)展”為核心，以“改革轉(zhuǎn)型”為主線，以“科研創(chuàng)新”為引擎，以“12萬噸碳材料項目投產(chǎn)、600萬噸項目建設、科創(chuàng)板上市”為新征程，打造智慧化工廠，建立集團化運作模式，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)、科研、金融協(xié)同發(fā)展，建設以煤為基、國內(nèi)一流的技術型煤炭資源綜合利用的集團化企業(yè)，成為煤炭分質(zhì)利用的技術探索者、產(chǎn)業(yè)踐行者，做中國煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化利用的引領者。
毛世強表示，神木天元對內(nèi)要發(fā)揮混合所有制的優(yōu)勢，各方股東、全體員工共建共享，確保企業(yè)長治久安；對外合作包容、互惠互利，不斷擴大“朋友圈”和影響力，把技術創(chuàng)新作為增長的新引擎，做大做強產(chǎn)業(yè)集群，推動企業(yè)增長模式由規(guī)模與成本數(shù)量型轉(zhuǎn)向技術驅(qū)動效率型增長。
未來5年，神木天元將以煤炭分質(zhì)綜合利用技術系統(tǒng)性研發(fā)為基礎，以清潔能源、新材料和精細化學品開發(fā)利用為主導，實現(xiàn)煤炭分質(zhì)利用全產(chǎn)業(yè)鏈集群化、集約化、精細化、高端化布局，形成“煤炭轉(zhuǎn)化、金融資本、技術工程、現(xiàn)代物流”四大業(yè)務板塊系統(tǒng)化、協(xié)同化發(fā)展，打造“規(guī)模化、集團化、智慧化”產(chǎn)業(yè)格局，建設一流高新技術企業(yè)，實現(xiàn)“1120”戰(zhàn)略目標，即到2025年資產(chǎn)規(guī)模達到100億元，實現(xiàn)銷售收入100億元、利潤20億元。
