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煤化工
山西省制定的《关于实施煤基科技重大专项和重点研发计划的实施细则》中提出，“十三五”期间，要在煤炭清洁高效利用、现代煤化工和多联产技术领域实现重大突破。近日，为落实该细则而启动的2017年度科技重大专项项目招标评标及现场考察工作结束，在征集范围内的煤层气、煤化工、煤焦化、煤电、煤机装备、煤基新材料等6条产业创新链中，18类项目被选为煤基科技重大专项，被誉为山西的“重中之重”。
什么是科技重大专项？科技重大专项是怎么实施的？专项给行业的科技创新会带来什么？《实施细则》将解决山西煤化工及煤基产业发展中的哪些重大技术问题？中国化工报记者进行了相关采访。
从产业链到创新链
2014年，山西首次设计和编制了煤基低碳重点产业创新链，针对煤炭产业的清洁、安全、低碳、高效发展，公布的第一批科技重大专项首先选择煤层气、煤电、煤焦化、煤化工、煤机装备、新材料和富碳农业等7个重点煤基产业，并在这些产业创新链中凝炼出327个重大项目，按照重要性、紧迫性、创新性、成熟性及贡献度等原则，遴选出首批包括煤层气抽采关键技术及示范、现代煤化工关键技术及示范、低碳与循环经济发展技术、装备制造关键技术、适应晋城无烟煤的气化技术研发与工业示范等76个煤基科技重大专项项目，并面向社会公开招标。
据山西省科技厅重大专项办公室相关工作人员介绍，这一做法促进了煤炭产业产学研联盟的紧密结合。以山西省内企业牵头，产学研合作单位达到了296家（次），吸引了21家省外企业、39家省外大学和10家省外科研院所等参与煤基项目攻关。项目实施的3年间，山西省政府引导资金投入达到15亿元，仅在2014年投入总计就达3.6亿元，撬动引导社会资金52.8亿元。
为实施好这一批科技重大专项，山西省科技厅采取了分类组织的方针，对产业集中度相对较高、产业中现存共性问题比较明显的项目，采取了主动设计、整合资源集中攻关的方式。
针对煤层气的抽采、劣质煤气化及煤化工延伸产业链中关键催化剂的研制等难题，专项采取典型引导、示范引路的方式进行推动；在循环经济领域，有专门的项目针对制约山西经济发展多年的煤矸石、粉煤灰等副产品的资源化利用问题；对于产业布局相对分散领域，专项选取有代表性的产品进行强力扶持，力求以点带面，创造行业领头品牌；对于相对弱小的新型产业，专项选择市场潜力大、前景广阔的代表性产品进行强化引导。
山西省煤化工协会专家白玉祥说，煤气化是煤化工的重要步骤。山西2800多亿吨煤炭储量中，高灰、高硫、高灰熔点的“三高”煤约占1/3。长期以来，由于缺乏高效可靠的大型气化技术，山西企业不得不花费巨资引进国外气化技术和装置，一些进口设备还对“三高”煤水土难服。这个问题不解决，将掣肘山西煤化工产业发展。所以，研发适合山西省情的大型煤气化技术装备就成为煤基科技重大专项的重点项目之一。
针对这些煤基科技重大专项，山西省政府予以格外关照。目前山西科技创新城已全面开工建设，中科院、清华大学等35个研发机构已经入驻。此外，山西省还与11个省份签署战略合作协议，并与美国西弗吉尼亚州建立友好省州关系，深入开展产业发展战略研究，精心提炼产业链，系统部署创新链，合理配套资金链，最后编制形成立体、动态的创新地图。
28个专项取得突破
在山西阳煤化工机械集团晋华炉制造现场采访，中国化工报记者看到的是一派热气腾腾的生产景象,数十名工人正在紧张有序地忙碌着。
“目前，缺乏高效可靠的大型气化技术这种局面彻底地改变了。”参与研制晋华炉的阳煤化工机械集团董事长李广民语气坚定地告诉中国化工报记者，“我们有了国际领先水平的气化炉。”
中国工程院院士、热能工程专家岳光溪介绍，晋华炉技术能有效解决高灰熔点及低质煤的气化难题，气化温度不受耐火材料限制，可达1700℃或更高，气化反应速度快，碳转化率高，煤种适应性好，能够消化高灰分、高灰熔点、高硫煤，实现了原料煤本地化。此外，晋华炉首次将水煤浆、膜式壁和辐射式蒸汽发生器进行了组合，将原来水煤浆+耐火砖+激冷流程的气化炉结构改造为更高效可靠的水煤浆+膜式壁+辐射式蒸汽发生器＋激冷流程结构，开创了新型煤气化技术改造的先河。
阳煤化工机械集团总经理马建峰表示，该项目的成功研发，打破了国外对于新型煤气化关键技术的垄断，解决了山西省高硫、高灰煤气化难度大，原料用煤不能本地化的难题。这种自主研发的气化炉技术对改造传统煤化工和发展煤制天然气、煤制油、煤制烯烃、煤制乙二醇等新型煤化工产业提供了技术支撑。晋华炉试运行半年来表现稳定，目前已经与多家企业签订了购买合约。
“晋华炉项目的突破，就得益于气化炉高温合成气热量回收技术研究及工程示范专项的推动。”山西省科技厅重大专项办公室主任王存俊在接受记者采访时表示。
除此之外，还有27个专项也得到了关键性突破。其中，由山西焦化股份有限公司联合山西大学共同承担的焦化废水深度处理及回用项目，经产学研合作联合攻关，研发出适合废水深度处理及回用的成套技术。生化废水通过三水合一水池进入系统，经过中速过滤器、多介质过滤器、超滤机组、树脂吸附塔、纳滤机组、反渗透机组、混床处理等7道关口后，成为能够再次循环利用的中水。该系统处理能力达到300立方米/小时，可年处理废水250万吨，为焦化企业废水深度处理及回用带来了利好消息。
此外，针对专项项目，山西大学开发出了3000吨/年顺酐催化加氢连续生产丁二酸酐联产丁二酸工艺包，并针对1,4-丁二醇产业链中甲醛与乙炔缩合合成1,4-丁炔二醇炔化催化剂、四氢呋喃开环聚合合成聚四亚甲基醚二醇聚合催化剂等的制备工艺进行调整，掌握了性能更优异的催化剂的制备方法，目前正在开展催化剂逐级放大工作。
专家指出，该项目的顺利实施，将在山西省形成具有自主知识产权、符合地域优势的甲醇、苯下游重要化学品产业链中的核心技术，对于山西省煤化工产业向高、终端延伸，将资源优势转变为产业优势和经济优势等形成推动作用。
“山西省的传统产业与战略新兴产业有着千丝万缕的联系，传统产业只要与科技挂钩，就可以变成‘高精尖’。”山西省潞安集团副总经理王光表说，山西科技重大专项瞄准煤基产业是一种趋势，煤炭领域必须走高科技路线，改变传统的发展模式和对资源的原始依赖，才能更好发展。
据王光表介绍，围绕在煤基合成精细化学品方面的重大关键技术需求，潞安集团重点针对钴基费托合成技术、全合成全系列高端润滑油合成技术、特种燃料合成技术、甲烷—二氧化碳重整装备与技术、焦炉煤气制精细化学品联产合成氨成套技术、粉煤炉高灰熔点气化专用煤技术、焦炉气煤制气联合制LNG技术、高碳醇合成及分离技术等方面，面向全国高校、科研院所、高端研发机构和团队征集重大项目，鼓励申请者协同开展研究与开发。
18类专项再次入围
另据王存俊介绍，《实施细则》中提出，要聚焦煤炭产业清洁、高效利用重大关键共性技术问题和需求，动态编制煤层气、煤电、煤化工、煤焦化、煤机装备、煤基新材料等产业创新链，每年凝炼重大或重点产业技术创新项目不少于25项，同时，要创新科技计划项目组织形式，实施一批煤基低碳科技重大项目。 王存俊表示，目前这些领域的研发还存在一个延续性的问题，因此“十三五”的科技重大专项依然聚焦山西煤基产业创新重大任务，以煤炭清洁、安全、低碳、高效利用为主线，重点解决一批重大关键共性技术问题，为山西省的煤炭供给侧结构性改革提供技术支撑，力争有一个高起点的突破。
摆脱资源依赖，不是不要煤，而是要用好煤。记者从山西省科技厅了解到，2017年度山西省科技重大专项项目招标结束后，煤层气、煤化工、煤焦化、煤基新材料产业链共有18类项目入围。
其中，在煤层气产业，将主要围绕煤层气勘查技术、高产富集区预测与评价技术、煤层气开采技术与工艺、煤层气利用技术等方面进行研究，以解决制约山西省煤层气产业发展的技术瓶颈。
在煤化工产业，将考虑传统煤化工的改造升级与现代煤化工的发展创新结合，围绕煤气化、低阶煤利用、合成气化工、苯及其下游产品、乙炔化工、精细化工、综合利用及煤化工过程节能环保等方面进行研究，重点解决制约山西省煤化工产业发展瓶颈的关键问题，构建全循环产业链，提高产品竞争力。
在煤焦化产业，按照梯次接续的原则，让原有的研发成果在以后的研发项目中起到基础性作用。如发展气化焦及其气化技术，形成以煤焦化为源头的现代煤化工产业链；发展污染物治理、热回收利用等技术，促进节能减排、降本增效；发展焦炉煤气、粗苯、煤焦油、煤沥青等资源的精深加工技术，延伸煤焦化产业链，形成大宗化工产品、精细与医药中间体化工、新材料等高附加值产业链。
此外，在新型化工材料方面，山西省将重点布局晋北、晋东、晋中化工新材料基地，并重点布局太原、大同两大新型纤维材料产业基地和晋城纳米材料产业基地。
“山西省重大科技专项的选择就是要努力延伸煤炭产业链条，以煤炭深加工、产业链延伸为轴线，发展煤—电—高载能产业链、煤—焦—化产业链、煤—化产业链、煤基新材料产业链等，推动煤炭产业向延伸循环型方向转变。上述重点项目的实施和关键技术的突破，将会带动山西省煤基产业科技创新以及节能环保技术上升至国际先进水平，推进煤炭清洁、安全、低碳、高效利用，促进传统优势产业转型升级。”王存俊对此充满了信心。
