近日，全球單廠規(guī)模最大的烯烴廠——內(nèi)蒙古寶豐300萬(wàn)噸烯烴項(xiàng)目在鄂爾多斯市烏審旗正式建成投產(chǎn)。該項(xiàng)目也是全球唯一一個(gè)規(guī)模化用綠氫替代化石能源生產(chǎn)烯烴的項(xiàng)目，有效推動(dòng)煤基新材料產(chǎn)業(yè)高端化、低碳化、集群化發(fā)展。通過技術(shù)革新，項(xiàng)目全系統(tǒng)能耗在現(xiàn)有基礎(chǔ)上再降低近20%，實(shí)現(xiàn)了煤炭資源的清潔高效應(yīng)用。

煤基新材料是以煤炭為基礎(chǔ)原料，經(jīng)過化學(xué)加工后得到的新型功能材料，具有高強(qiáng)度、高硬度，以及耐酸堿腐蝕性強(qiáng)、耐高溫性能好等一系列優(yōu)異物理化學(xué)性能，可以應(yīng)用于更為嚴(yán)苛的環(huán)境中。同時(shí)，其具有使用壽命長(zhǎng)、使用成本低等諸多優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于高端聚烯烴、潤(rùn)滑劑、潤(rùn)滑材料，以及電極、導(dǎo)電材料等領(lǐng)域。

發(fā)展煤基新材料、煤基化學(xué)品等新興產(chǎn)業(yè)，是煤炭行業(yè)轉(zhuǎn)型的重要突破口，也是當(dāng)前及“十五五”期間煤炭行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的抓手之一，可以推動(dòng)煤炭行業(yè)向高端化、多元化、智能化方向發(fā)展。隨著相關(guān)技術(shù)不斷提高和產(chǎn)業(yè)鏈的不斷完善，煤基新材料、煤基化學(xué)品有望成為我國(guó)新型材料產(chǎn)業(yè)中的重要組成部分。但煤基材料普遍體量都不大，超過百萬(wàn)噸級(jí)的產(chǎn)品不多，很難帶動(dòng)煤炭行業(yè)的整體轉(zhuǎn)型與發(fā)展。同時(shí)，其高端技術(shù)受制于人，低端產(chǎn)品又難免同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)。

煤基新材料主要發(fā)展方向

目前煤基新材料、煤基化學(xué)品的主要發(fā)展方向有高端聚烯烴、潤(rùn)滑劑、潤(rùn)滑材料，以及電極、導(dǎo)電材料等方面。

煤制烯烴技術(shù)在我國(guó)煤炭行業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)廣泛應(yīng)用。在聚乙烯產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，國(guó)家能源集團(tuán)北京低碳清潔能源研究院新材料公司開發(fā)了交聯(lián)聚乙烯產(chǎn)品，在輕量化航天裝備應(yīng)用領(lǐng)域、高性能海洋應(yīng)用裝備領(lǐng)域、大型工程車應(yīng)用領(lǐng)域、?；穬?chǔ)運(yùn)應(yīng)用領(lǐng)域得到應(yīng)用。

為延伸產(chǎn)業(yè)鏈，我國(guó)在煤制丁辛醇和甲基丙烯酸甲酯（MMA）的工藝路線也進(jìn)行了工業(yè)化的探索。目前，榮盛能源科技（內(nèi)蒙古）有限公司擬通過煤氣化生產(chǎn)合成氣，供下游化工裝置作為原料，生產(chǎn)醋酸、醋酸乙烯、EVA/LDPE、丁辛醇，以及丙烯酸及酯等重要化工產(chǎn)品。國(guó)產(chǎn)電動(dòng)汽車在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率的快速提升，以及電動(dòng)汽車出海進(jìn)程加快，帶動(dòng)了MMA的消費(fèi)。目前，哈密新能煤化工有限責(zé)任公司正在建設(shè)中的煤基新材料項(xiàng)目擬生產(chǎn)MMA，為下游眼鏡片、風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片制造提供原料。

此外，以煤作為原材料生產(chǎn)煤基生物降解新材料，是煤基新材料發(fā)展的新方向，有著較為廣闊的市場(chǎng)和應(yīng)用前景。2022年9月，世界首套煤制PGA可降解材料示范項(xiàng)目—國(guó)家能源集團(tuán)榆林化工公司5萬(wàn)噸/年P(guān)GA生物可降解材料項(xiàng)目打通全部生產(chǎn)流程，正式建成投產(chǎn)。項(xiàng)目產(chǎn)出的可降解材料采用國(guó)家能源集團(tuán)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)技術(shù)，關(guān)鍵設(shè)備全部實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。

煤基合成油系列產(chǎn)品之一粗蠟是精制費(fèi)托蠟系列產(chǎn)品的原料，通過先進(jìn)的抽提精餾技術(shù)，費(fèi)托合成粗蠟可進(jìn)一步分切生產(chǎn)出系列費(fèi)托合成蠟，可以作為高端潤(rùn)滑材料。上海納克與國(guó)家能源集團(tuán)寧夏煤業(yè)集團(tuán)合作成立“潤(rùn)滑材料與技術(shù)聯(lián)合創(chuàng)新中心”，2017年，采用國(guó)家能源集團(tuán)寧夏煤業(yè)集團(tuán)的煤制α-烯烴原料，生產(chǎn)出超高黏度茂金屬PAO，打破了國(guó)際公司在在高端PAO原料上的壟斷。上海工程公司與茂名石化等單位加強(qiáng)技術(shù)交流和合作，于2022年1月實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)首套3000噸/年mPAO中試裝置建成投產(chǎn)，從原料到設(shè)備全部實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。

在紡織品原材料合成方面，煤化工行業(yè)嘗試生產(chǎn)醋酸甲酯、尼龍66、聚氨酯材料及聚四氫呋喃/聚四氫呋喃醚二醇（PTMEG）。安徽瑞柏新材料有限公司在建15萬(wàn)噸醋酸甲酯及配套項(xiàng)目。一期主要以甲醇、乙醇、醋酸為原料，生產(chǎn)10萬(wàn)噸/年醋酸甲酯、10萬(wàn)噸/年醋酸乙酯。項(xiàng)目采用河北工業(yè)大學(xué)、天津普萊化工技術(shù)有限公司精制分離技術(shù)、中海油天津化工研究院膜分離技術(shù)，運(yùn)用樹脂催化高純合成法工藝，通過反應(yīng)精餾法制得高純醋酸甲/乙酯。榮盛能源科技（內(nèi)蒙古）有限公司煤基新材料項(xiàng)目也擬生產(chǎn)醋酸酯。

煤基碳材料作為鋰離子電池的負(fù)極材料，使鋰離子電池的制造成本大幅降低。因此，煤基碳負(fù)極材料具有重要的研究意義和廣闊的發(fā)展前景。然而，如何通過綠色、安全、經(jīng)濟(jì)的方法規(guī)模化制備高品質(zhì)煤基碳負(fù)極材料仍面臨挑戰(zhàn)。

結(jié)合我國(guó)現(xiàn)狀，中國(guó)煤科規(guī)劃院新疆分院副院長(zhǎng)李鑫受訪時(shí)建議：在技術(shù)層面，發(fā)展煤基新材料、煤基化學(xué)品等新興產(chǎn)業(yè)下一步要著力開展煤基新材料技術(shù)創(chuàng)新示范升級(jí)任務(wù)，實(shí)施重大技術(shù)裝備攻關(guān)工程，加快產(chǎn)業(yè)技術(shù)優(yōu)化升級(jí)，推進(jìn)原始創(chuàng)新和集成創(chuàng)新。1）推進(jìn)高性能復(fù)合新型催化劑、合成氣一步法制烯烴、一步法制低碳醇醚等技術(shù)創(chuàng)新，推動(dòng)煤制對(duì)二甲苯（PX）實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化突破。2）聚焦大型高效煤氣化、新一代高效甲醇制烯烴等技術(shù)裝備及關(guān)鍵原材料、零部件，推動(dòng)關(guān)鍵技術(shù)首批（次）材料、首臺(tái)（套）裝備、首版（次）軟件產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

在產(chǎn)業(yè)層面，應(yīng)優(yōu)化調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，加快煤基新型合成材料、先進(jìn)碳材料、可降解材料等高端化工品生產(chǎn)技術(shù)開發(fā)應(yīng)用。1）推動(dòng)大型高效“氣化島”，建設(shè)打造平臺(tái)化原料集中生產(chǎn)、下游產(chǎn)品多頭并進(jìn)發(fā)展模式。2）在資源稟賦和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)較好的地區(qū)，推動(dòng)現(xiàn)代煤化工與可再生能源、綠氫、二氧化碳捕集、利用與封存（CCUS）等耦合創(chuàng)新發(fā)展。3）推動(dòng)煤基新材料裝備數(shù)字化建設(shè)，鼓勵(lì)煤基新材料生產(chǎn)企業(yè)、裝備企業(yè)、服務(wù)商組建聯(lián)合體，研究開發(fā)現(xiàn)代煤化工智能裝備與場(chǎng)景融合技術(shù)，培育一批智慧生產(chǎn)典型場(chǎng)景。

DeepSeek預(yù)測(cè)未來發(fā)展趨勢(shì)

未來煤基新材料、煤基化學(xué)品等新興產(chǎn)業(yè)要緊密圍繞綠色低碳轉(zhuǎn)型、技術(shù)創(chuàng)新和多元化應(yīng)用展開，主要方向包括：

1.綠色化與低碳化

清潔制備技術(shù)：通過煤氣化、煤液化等清潔轉(zhuǎn)化技術(shù)，減少傳統(tǒng)煤化工的高污染、高能耗問題，推動(dòng)煤基材料向低碳路徑轉(zhuǎn)型。

碳捕集與利用（CCUS）：將煤化工過程中的CO?轉(zhuǎn)化為高附加值材料（如碳纖維、石墨烯），助力碳中和目標(biāo)。

可降解材料：開發(fā)煤基生物降解塑料（如聚乙醇酸PGA），替代石油基塑料，緩解白色污染。

2.高性能與功能化

高性能復(fù)合材料：煤基碳纖維、石墨烯等材料在強(qiáng)度、輕量化方面媲美金屬，應(yīng)用于航空航天、新能源汽車等領(lǐng)域。

功能改性材料：通過化學(xué)修飾賦予煤基材料導(dǎo)電性（如電池電極）、吸附性（如污水處理）或催化性能（如煤基催化劑）。

3.智能化與先進(jìn)制造

智能響應(yīng)材料：開發(fā)溫敏、光敏煤基材料，用于柔性電子、智能傳感器等新興領(lǐng)域。

打印技術(shù)：煤基樹脂、碳材料結(jié)合3D打印技術(shù)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)定制化生產(chǎn)（如醫(yī)療植入物、輕量化部件）。

4.多元化應(yīng)用場(chǎng)景拓展

新能源領(lǐng)域：煤基硬碳用于鈉離子電池負(fù)極材料，煤基多孔碳用于超級(jí)電容器，支撐儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展。

環(huán)保領(lǐng)域：煤基活性炭、分子篩用于廢氣處理、重金屬吸附，助力污染治理。

高端制造：煤基碳纖維替代金屬，應(yīng)用于風(fēng)電葉片、高鐵車體等輕量化場(chǎng)景。

生物醫(yī)藥：煤基多孔材料用于藥物緩釋載體，或開發(fā)抗菌敷料等醫(yī)療產(chǎn)品。

5.技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)

納米技術(shù)：煤基納米材料（如納米碳管）提升材料性能，拓展在電子、能源等領(lǐng)域的應(yīng)用。

生物技術(shù)融合：煤與生物質(zhì)共轉(zhuǎn)化技術(shù)，降低原料成本并提升產(chǎn)品環(huán)保性。

數(shù)字化賦能：AI模擬材料設(shè)計(jì)、智能制造優(yōu)化生產(chǎn)流程，加速研發(fā)迭代。

轉(zhuǎn)載自：化工好料到haoliaodao.com

來源：中國(guó)化工信息周刊