在 “双碳” 战略深化推进与能源安全战略双重约束下,煤化工产业作为煤炭清洁高效利用的核心载体,正加速向 “安全可控、绿色低碳” 转型。煤化工装备作为产业运行的核心硬件基础,其安全环保性能直接决定产业转型成效。为系统总结行业先进实践,本报告精选国内 10个具有代表性的煤化工装备安全环保标杆项目,涵盖煤制烯烃、煤制油、煤制乙二醇、焦化等主流领域,覆盖内蒙古、陕西、宁夏、新疆、山西等核心产区,从项目概况、核心装备应用、总承包单位、标杆价值等维度展开分析,为行业企业转型、技术创新及政策制定提供实践参考,助力绿色煤化工产业高质量发展。
案例筛选标准
代表性:覆盖煤化工主要细分领域与核心产区,项目类型包括新建示范、老旧改造、新能源耦合等,具有行业典型性;
先进性:在安全环保装备应用、技术创新、模式突破等方面具备领先性,关键指标优于行业平均水平;
实效性:项目已稳定运行或投产,安全环保效益、经济效益可量化,具备可复制性;
完整性:核心装备信息、总承包单位、技术工艺等细节完整,数据准确可靠。
案例一:神华榆林循环经济煤炭综合利用项目
—— 全链条安全环保装备集成示范
(一)项目概况
项目位于陕西榆林,总投资超 600 亿元,是全球规模最大的煤制烯烃一体化项目之一,年转化煤炭 2000 万吨,年产聚烯烃 300 万吨。项目聚焦 “安全防控 + 低碳减排” 双核心,集成应用 12 类高端安全环保装备,构建全流程智能化管控体系,2024 年获评 “国家煤化工安全环保示范基地”。
(二)核心安全环保装备应用及总承包单位
本质安全装备:采用国产化多喷嘴对置水冷壁气化炉(单台日投煤量 3000 吨),炉体选用耐高温耐蚀特种钢材(Cr-Mo 钢),配备三层安全防护结构,设备故障率较传统气化炉下降 65%,连续安全运行超 18 个月;由中国化学工程股份有限公司 EPC 总承包。
智能监测系统:部署中控技术 TPT 时间序列大模型,实时采集气化炉、反应器等核心装备的 120 项运行参数,AI 算法提前 96 小时预警设备潜在故障,故障停机时间减少 40%;全厂区覆盖激光泄漏检测系统,VOCs 泄漏检测灵敏度达 1×10⁻⁷mL/min;由中控技术股份有限公司提供系统解决方案。
环保装备集群:配套 200 万吨 / 年 CCUS 系统,采用胺法捕集技术,捕集率 92%,年减排二氧化碳 150 万吨;工艺废水采用 “预处理 + 膜分离 + 蒸发结晶” 零排放工艺,回用率 96%,吨产品耗水降至 6.5 吨,较行业平均水平低 30%;CCUS 系统由中国寰球工程有限公司总承包,废水处理系统由北京碧水源科技股份有限公司 EPC 总承包。
化产回收装置:由中国化学工程股份有限公司 EPC 总承包,针对煤制烯烃副产物构建 “烯烃分离 + 副产品提纯” 系统。采用深冷分离技术年产聚合级乙烯 150 万吨、丙烯 150 万吨;配套碳五分离装置年产异戊二烯 3 万吨、间戊二烯 2.5 万吨;甲烷回收装置年产 LNG 18 万吨,化产综合回收率达 99.2%,年新增产值超 80 亿元。
(三)标杆价值
项目实现国产高端装备规模化应用,安全环保装备国产化率超 90%,打破国际巨头在大型 CCUS 系统、智能监测软件领域的垄断;首创 “安全 - 环保 - 生产” 数据联动机制,为行业提供全链条安全环保管控范式,带动周边 5 个煤化工项目借鉴其装备选型与管理模式。
案例二:宁夏煤业 400 万吨 / 年煤制油项目
—— 老旧装备安全升级与低碳改造标杆
(一)项目概况
项目位于宁夏宁东能源化工基地,是国家能源战略重点项目,2016 年投产,2023-2024 年投资 85 亿元开展安全环保升级改造,重点解决老旧装备风险与碳排放问题,改造后年减排二氧化碳 80 万吨,设备安全系数提升至 1.8。
(二)核心安全环保装备应用及总承包单位
老旧装备安全改造:对运行超 8 年的 24 台加氢反应器进行全面升级,更换耐蚀合金衬里,加装应力监测传感器(采样频率 1 次 / 秒),通过超声检测与射线探伤实现全生命周期健康管理,改造后反应器剩余使用寿命延长 10 年,年故障次数从 6 次降至 1 次;由中国石化工程建设有限公司总承包改造。
低碳装备集成:新增 120 万吨 / 年 CCUS 装置,采用新型活化 MDEA 溶剂,捕集能耗较传统溶剂降低 25%;配套 50MW 光伏电站,为循环水系统、空分装置提供绿电,绿电使用率达 30%,年减少标煤消耗 12 万吨;CCUS 装置由中国天辰工程有限公司 EPC 总承包,光伏电站由隆基绿能科技股份有限公司建设。
废气深度治理:对硫磺回收装置尾气采用 “加氢还原 + 脱硫脱硝” 协同处理技术,二氧化硫排放浓度控制在 30mg/m³ 以下,氮氧化物浓度低于 20mg/m³,远优于国家标准限值;由福建龙净环保股份有限公司 EPC 总承包。
化产回收装置:由中国寰球工程有限公司总承包改造,升级煤制油副产物回收系统。采用加氢精制技术年产柴油 240 万吨、石脑油 120 万吨;配套酚类回收装置年产粗酚 8 万吨、混合醇 5 万吨;硫磺回收装置采用超级克劳斯工艺,年产硫磺 12 万吨,改造后化产回收率提升 5 个百分点,年减少固废排放 3 万吨。
(三)标杆价值
为行业老旧煤化工项目升级提供 “低成本改造” 方案,改造投资仅为新建项目的 25%,却实现安全性能与环保指标双重跃升;其 “光伏 + 煤化工” 绿电耦合模式,成为高耗能项目低碳转型的重要参考,2024 年被国家能源局列为 “老旧装备改造示范案例”。
案例三:宝丰能源内蒙古鄂尔多斯绿氢耦合煤制烯烃项目
—— 新能源与煤化工装备协同示范
(一)项目概况
项目总投资 734 亿元,是全球首个规模化绿氢耦合煤制烯烃项目,年产能包括 120 万吨聚烯烃、2.4 亿标方绿氢,2024 年 6 月投产。项目创新融合绿氢装备与煤化工装备,构建 “零碳原料 - 低碳生产” 体系,年减排二氧化碳 200 万吨,绿氢替代化石能源比例达 25%。
(二)核心安全环保装备应用及总承包单位
绿氢装备集群:配套 500 台套 1000Nm³/h 电解槽(国产化率 100%),采用碱性电解水技术,电解槽运行效率达 82%,配备氢泄漏智能监测系统(响应时间<1 秒),氢气纯度稳定在 99.999%;由隆基氢能科技有限公司 EPC 总承包。
耦合工艺装备:对煤制烯烃装置的加氢单元进行改造,新增绿氢注入系统,采用国产化氢气管网安全控制装备,实现绿氢与原料气精准配比;反应器配备超温超压双重保护装置,安全联锁响应时间<0.5 秒;由东华工程科技股份有限公司总承包改造。
碳捕集装备:采用新型吸附法 CCUS 技术,捕集率 95%,设备占地面积较传统胺法减少 40%,年捕集二氧化碳 180 万吨,用于驱油与食品级二氧化碳生产,实现碳资源化利用;由中国化学工程股份有限公司 EPC 总承包。
化产回收装置:由东华工程科技股份有限公司 EPC 总承包,构建 “绿氢耦合 + 化产提纯” 体系。煤制烯烃装置年产聚乙烯 70 万吨、聚丙烯 50 万吨;副产物碳四经选择性加氢年产丁烯 - 1 8 万吨;碳六以上馏分年产芳烃 12 万吨,化产产品附加值较传统工艺提升 25%,年贡献利润 35 亿元。
(三)标杆价值
开创 “绿氢 + 煤化工” 装备协同新模式,验证了新能源装备与传统煤化工装备的兼容性,为行业低碳转型提供技术路径;国产化绿氢装备的大规模应用,推动电解槽、氢气管网等核心装备成本下降 30%,加速绿氢产业化进程。
案例四:大唐多伦 46 万吨 / 年煤制聚丙烯项目
—— 智能安全监测装备深度应用案例
(一)项目概况
项目位于内蒙古多伦县,是国内首个煤制烯烃商业化示范项目,2023 年投资 32 亿元升级智能安全系统,聚焦 “设备预警 - 应急处置” 全流程智能化,升级后设备非计划停机率从 8% 降至 2.5%,安全事故发生率为 0。
(二)核心安全环保装备应用及总承包单位
数字孪生系统:构建气化炉、丙烯精馏塔等核心装备的数字孪生模型,实时映射设备运行状态,通过三维可视化技术模拟设备故障场景,提前优化应急方案,故障模拟准确率达 98%;由华为技术有限公司与大唐国际化工技术研究院联合开发。
智能传感网络:在 280 台关键设备上部署振动、温度、压力等多参数传感器,数据传输采用 5G + 边缘计算技术,延迟<10ms;针对高压管道安装超声导波监测设备,可检测管道内腐蚀减薄情况(精度 0.1mm);由北京自动化控制设备研究所 EPC 总承包。
应急联动装备:配备智能消防机器人(12 台)、自动切断阀(56 套),与监测系统实现联动,当检测到泄漏或超温时,30 秒内启动应急处置,2024 年成功避免 3 起潜在泄漏事故;由上海消防技术工程有限公司总承包。
化产回收装置:由中国石化工程建设有限公司总承包,优化煤制丙烯副产物回收。采用丙烯精馏技术年产聚合级丙烯 46 万吨;配套甲醇回收装置年产精甲醇 15 万吨;驰放气提氢装置年产氢气 1.2 万吨(用于聚丙烯改性),化产回收能耗降低 10%,年节约标煤 2.8 万吨。
(三)标杆价值
项目打造 “感知 - 分析 - 决策 - 处置” 智能安全闭环,为煤化工装备智能化升级提供可复制的技术方案;其数字孪生与智能传感的融合应用,推动行业从 “事后维修” 向 “预测性维护” 转型,被工信部列为 “智能制造示范项目”。
案例五:兖矿新疆准东 60 万吨 / 年煤制乙二醇项目
—— 节水型环保装备集成示范
(一)项目概况
项目位于新疆准东能源基地,总投资 180 亿元,2024 年投产,是西北干旱地区煤化工节水标杆项目。项目针对新疆水资源匮乏特点,集成应用高效节水装备,吨乙二醇新鲜水用量仅 3.8 吨,较行业平均水平低 50%,废水回用率达 98%,实现 “近零排放”。
(二)核心安全环保装备应用及总承包单位
节水型工艺装备:采用国产化水煤浆气化炉(日投煤 1500 吨),优化激冷流程,减少工艺用水 30%;空分装置采用空气冷却技术,替代传统水冷,年节约新鲜水 120 万立方米;由航天长征化学工程股份有限公司 EPC 总承包。
废水深度处理装备:采用 “预处理 + UF+RO+DTRO” 双膜法处理工艺,配套国产化高倍浓缩蒸发设备(蒸发量 50 吨 / 小时),盐回收率达 99%,结晶盐纯度符合工业盐标准,实现废水 “零排放” 与资源回收;由江苏维尔利环保科技股份有限公司 EPC 总承包。
水资源监测装备:部署智能水表(200 余台)与水质在线监测系统,实时监控各环节用水量与水质,通过 AI 算法优化用水方案,年节水超 80 万立方米;由杭州和利时自动化有限公司总承包。
化产回收装置:由上海工程化学设计院有限公司 EPC 总承包,专注煤制乙二醇副产物回收。采用草酸二甲酯加氢工艺年产乙二醇 60 万吨;配套碳酸二甲酯装置年产 DMC 8 万吨;甲醇回收装置年产精甲醇 22 万吨,化产综合利用率达 98%,年减少 CO₂排放 18 万吨。
(三)标杆价值
为干旱地区煤化工项目提供 “节水 - 回用 - 回收” 全链条解决方案,其废水零排放装备国产化应用经验,推动同类装备成本下降 25%;项目通过水资源精细化管理,破解煤化工 “高耗水” 瓶颈,成为国家发改委 “节水型社会建设示范案例”。
案例六:中化泉州 100 万吨 / 年煤制丙烯项目
—— 高端环保装备进口替代示范
(一)项目概况
项目位于福建泉州,总投资 260 亿元,2024 年建成投产,聚焦高端环保装备进口替代,核心环保装备国产化率达 95%,打破英国戴维、德国鲁奇等国际企业垄断,项目年减排 VOCs 1200 吨,二氧化碳减排 80 万吨。
(二)核心安全环保装备应用及总承包单位
国产化丙烯精馏装备:采用华东理工大学研发的高效导向筛板塔,替代进口精馏塔,塔板效率提升 15%,丙烯纯度达 99.99%,设备投资较进口低 40%,运行能耗下降 8%;由中国天辰工程有限公司 EPC 总承包。
VOCs 治理装备:配套国产化 RTO 焚烧炉(处理能力 10 万 Nm³/h)与吸附浓缩装置,采用蜂窝状活性炭(国产化),VOCs 处理效率达 99.5%,排放浓度稳定在 15mg/m³ 以下,较进口装备运行成本低 30%;由苏州克兰茨环境科技有限公司 EPC 总承包。
小型 CCUS 装备:采用国产胺法捕集系统(捕集能力 50 万吨 / 年),溶剂损耗率<0.2kg / 吨 CO₂,低于进口装备的 0.5kg / 吨 CO₂,年减少溶剂补充成本 600 万元;由中国化学工程第三建设有限公司总承包。
化产回收装置:由中国天辰工程有限公司总承包,实现丙烯及副产品国产化回收。丙烯精馏塔年产聚合级丙烯 100 万吨,纯度达 99.97%;配套丙烷脱氢装置年产氢气 4.5 万吨;碳五分离装置年产戊烷发泡剂 3 万吨,化产回收设备国产化率超 95%,较进口装备投资降低 40%。
(三)标杆价值
项目实现丙烯精馏、VOCs 治理等高端环保装备的国产化突破,验证了国产装备的性能与可靠性,推动相关装备国产化率从 30% 提升至 80%;其 “产学研用” 协同模式(企业 + 高校 + 装备商),为高端装备进口替代提供复制路径。
案例七:陕西未来能源 120 万吨 / 年煤制油项目
—— 安全环保运维服务一体化案例
(一)项目概况
项目位于陕西榆林,总投资 280 亿元,2016 年投产,2023 年引入 “装备全生命周期运维服务” 模式,由装备制造商(中信重工)提供 “运维 + 升级” 一体化服务,设备平均无故障时间从 300 天提升至 450 天,环保设施运行率达 100%。
(二)核心安全环保装备应用及总承包单位
运维服务装备:配备移动检测车(3 台),集成超声检测、红外热成像等设备,每月对气化炉、加氢反应器等核心装备进行 “体检”;建立远程运维平台,实时监控设备运行数据,专家团队远程指导故障处置,响应时间<2 小时;由中信重工机械股份有限公司提供运维服务。
环保装备升级:在运维服务中同步完成脱硫脱硝装备升级,更换国产高效催化剂,氮氧化物排放浓度从 50mg/m³ 降至 20mg/m³;对污水处理系统新增膜清洗机器人,膜使用寿命延长 1 年,运行成本下降 20%;由福建龙净环保股份有限公司总承包升级。
安全培训装备:建设 VR 安全培训中心,模拟设备泄漏、火灾等事故场景,年培训操作人员 2000 人次,员工安全操作技能提升 40%;由北京竞业达数码科技股份有限公司 EPC 总承包。
化产回收装置:由中国煤炭科工集团武汉设计研究院有限公司提供运维服务,优化煤制油副产物回收。年产柴油 72 万吨、汽油 36 万吨、航空煤油 12 万吨;配套煤沥青改性装置年产改质沥青 8 万吨;硫磺回收装置年产硫磺 6.5 万吨,运维服务后化产回收率提升 3 个百分点,设备故障率降低 40%。
(三)标杆价值
创新 “装备制造 + 运维服务” 商业模式,解决企业运维技术薄弱问题,推动行业从 “卖设备” 向 “卖服务” 转型;其远程运维与现场检测结合的模式,为偏远地区煤化工项目提供高效运维方案,2024 年被中国设备管理协会列为 “设备运维示范案例”。
案例八:新疆天业 200 万吨 / 年煤制甲醇项目
—— 绿甲醇与 CCUS 装备协同案例
(一)项目概况
项目位于新疆石河子,总投资 190 亿元,2024 年投产,是国内首个规模化绿甲醇生产项目,配套 100 万吨 / 年 CCUS 装备与 60MW 光伏电站,绿电使用率达 40%,年生产绿甲醇 120 万吨(占总产量 60%),全生命周期碳排放较传统甲醇低 65%。
(二)核心安全环保装备应用及总承包单位
绿甲醇合成装备:采用国产化等温甲醇合成反应器(单套产能 60 万吨 / 年),替代进口反应器,催化剂活性提升 20%,甲醇选择性达 99%,设备投资较进口低 35%;由华陆工程科技有限责任公司 EPC 总承包。
CCUS 与绿电耦合装备:光伏电站为 CCUS 系统提供绿电,捕集的二氧化碳部分用于甲醇合成(年用量 30 万吨),实现 “碳循环利用”;CCUS 系统采用国产化压缩机(排气压力 15MPa),运行能耗较进口低 12%;CCUS 系统由中国化学工程股份有限公司总承包,光伏电站由新疆金风科技股份有限公司建设。
安全控制系统:配备国产 SIS 安全仪表系统,对甲醇合成、二氧化碳压缩等环节实现三重联锁保护,安全仪表功能(SIF)平均失效概率降低至 1×10⁻⁶,达到国际安全标准;由杭州和利时自动化有限公司提供系统解决方案。
化产回收装置:由新疆天业集团有限公司自主建设,构建绿甲醇及副产物回收体系。年产绿甲醇 120 万吨、传统甲醇 80 万吨;配套二甲醚装置年产 DME 20 万吨;驰放气提氢装置年产氢气 3 万吨(用于 CCUS 系统),化产回收全流程采用绿电,年减少碳排放 120 万吨。
(三)标杆价值
开创 “绿电 - CCUS - 绿甲醇” 闭环模式,为煤化工产品低碳化提供技术路径;国产化等温甲醇合成反应器的成功应用,打破国际企业在大型甲醇装备领域的垄断,推动绿甲醇生产成本下降 20%,加速绿甲醇产业化。
案例九:华鲁恒升德州 200 万吨 / 年煤制乙二醇项目
—— 安全环保标准引领案例
(一)项目概况
项目位于山东德州,总投资 210 亿元,2024 年投产,严格遵循 GB45673-2025 安全标准与最新环保排放标准,构建 “超高标准 + 智能管控” 体系,设备安全评估覆盖率 100%,环保指标全部优于国家标准限值 50% 以上,获评 “国家绿色工厂”。
(二)核心安全环保装备应用及总承包单位
安全标准落地装备:所有运行超 10 年的装备(共 32 台)均完成安全评估与改造,加装智能监测传感器;气化炉配备紧急停车系统(ESD),响应时间<0.3 秒,达到 GB45673-2025 最高安全等级;由中国天辰工程有限公司总承包改造。
超洁净环保装备:采用 “预处理 + 高级氧化 + 膜分离” 废水处理工艺,COD 排放浓度<30mg/L,远低于国家标准的 50mg/L;废气处理采用 “RTO+SCR” 协同技术,氮氧化物排放浓度<15mg/m³,VOCs 排放浓度<10mg/m³;废水处理系统由北京碧水源科技股份有限公司 EPC 总承包,废气处理系统由福建龙净环保股份有限公司总承包。
标准管控平台:建立安全环保标准数据库,实时比对设备运行数据与标准限值,超标数据实时预警,预警处置率 100%,确保标准落地执行;由中控技术股份有限公司开发建设。
化产回收装置:由华陆工程科技有限责任公司 EPC 总承包,高标准建设煤制乙二醇回收系统。年产乙二醇 200 万吨,产品纯度达 99.98%;配套碳酸二甲酯装置年产 DMC 15 万吨;甲醇回收装置年产精甲醇 30 万吨,化产排放指标全部优于国家标准 50% 以上,获评 “国家清洁生产示范装置”。
(三)标杆价值
项目成为 GB45673-2025 标准落地的 “样板工程”,为行业提供标准执行的技术与管理方案;其超洁净排放装备的应用,推动行业环保水平整体提升,带动山东地区 5 个煤化工项目参照其标准进行改造。
案例十:中海化学海南 60 万吨 / 年煤制丙烯项目
—— 热带地区煤化工安全环保适配案例
(一)项目概况
项目位于海南洋浦经济开发区,总投资 170 亿元,2024 年投产,针对热带高温高湿环境特点,定制化开发安全环保装备,解决高温导致的设备腐蚀、电气故障等问题,设备腐蚀速率降低 60%,电气设备故障率下降 50%,成为热带地区煤化工项目标杆。
(二)核心安全环保装备应用及总承包单位
环境适配型安全装备:气化炉、反应器等核心装备采用耐腐蚀涂层(国产化陶瓷涂层),耐温达 1600℃,耐湿热腐蚀性能提升 80%;电气设备配备除湿散热系统,工作温度控制在 40℃以下,绝缘性能稳定;由中国成达工程有限公司 EPC 总承包。
热带型环保装备:采用开放式冷却塔(替代密闭式),利用海风自然散热,年节约用电 120 万度;废水处理系统新增防藻类滋生装置,采用紫外线消毒技术,避免热带藻类影响处理效率,废水回用率达 95%;冷却塔系统由广东申菱环境系统股份有限公司总承包,废水处理系统由江苏维尔利环保科技股份有限公司建设。
台风应急装备:配备防风加固装置(针对大型储罐、塔器),安装台风预警系统,提前 24 小时启动应急保护措施,2024 年成功抵御两次台风袭击,设备无损坏;由中国化学工程第四建设有限公司总承包。
化产回收装置:由中国成达工程有限公司总承包,适配热带气候设计化产回收系统。年产丙烯 60 万吨,采用抗高温腐蚀的不锈钢设备;配套丙烷回收装置年产液化石油气 12 万吨;氢气回收装置年产氢气 2.8 万吨(用于聚丙烯加氢),化产装置耐湿热腐蚀性能提升 80%,连续运行周期达 48 个月。
(三)标杆价值
项目填补热带地区煤化工安全环保装备适配技术空白,其环境适配型装备设计与应急方案,为东南亚、南亚等热带地区煤化工项目提供参考;国产化耐腐蚀涂层与防风装备的应用,推动相关装备向 “环境定制化” 方向发展,拓展国产装备应用场景。
案例十一:山西美锦华盛化工新材料项目
—— 煤焦化工节水与循环利用标杆
(一)项目概况
项目位于太原清徐经济开发区,是山西煤焦化工转型示范工程,总投资超 120 亿元,年产焦炭 340 万吨、乙二醇 40 万吨及 LNG 等产品。项目聚焦 “水资源高效利用” 核心目标,通过装备升级与系统优化构建全流程节水体系,2024 年入选 “中国节水十大经典案例”,获评 “山西省节水型企业”。
(二)核心安全环保装备应用及总承包单位
无水化工艺装备:采用两套亚洲最先进的 7.65 米干熄焦焦炉,以低温惰性气体替代传统水冷工艺,彻底实现 “熄焦不用水”,年节约新鲜水超 150 万立方米;配套干熄焦余热锅炉,年回收余热发电 1.2 亿千瓦时,减少标煤消耗 4 万吨;由中冶焦耐(大连)工程技术有限公司 EPC 总承包。
循环水智能管控系统:搭建数字化用水监测平台,部署 200 余套智能水表与水质传感器,实时监控 12 个生产环节用水状态;循环冷却水系统采用高效收水器,水分损失率控制在 0.3% 以下,工业用水重复利用率达 99.2%;由杭州和利时自动化有限公司 EPC 总承包。
区域污水资源化装备:接入开发区全国最大焦化污水处理厂,年处理本企业及周边废水 100 万立方米,处理后全部回用于生产;自建冷凝水回收系统,年回用量达 200 万立方米,回用率 98.5%,实现废水近零排放;污水处理厂由北控水务集团有限公司 BOT 运营,冷凝水系统由江苏神通阀门股份有限公司总承包。
化产回收装置:由中国天辰工程有限公司总承包建设,聚焦焦炉煤气制乙二醇与焦油深加工两大方向。焦炉煤气制乙二醇装置采用 “羰化偶联” 技术,年产乙二醇 40 万吨,其中 80% 用于下游聚酯生产;焦油深加工装置采用加氢精制工艺,年产针状焦 3 万吨、碳纤维原料 2.5 万吨,化产产品附加值较传统加工提升 3 倍,年贡献利润 22 亿元。
(三)标杆价值
创造 “焦炉无水化 + 污水区域协同处理” 山西模式,焦炭单位产品用水量仅 0.71 立方米 / 吨,较山西省定额先进值降低 49%,为全国煤焦化工行业节水提供可复制方案;其区域化污水循环利用模式,推动清徐开发区形成 “企业减排 + 园区循环” 的环保生态,带动 3 家周边企业实现节水改造。
案例十二:山西兰花煤化工节能环保升级改造项目
—— 老旧装备迭代与污染协同控制案例
(一)项目概况
项目位于晋城经济技术开发区巴公工业园,总投资 35.5 亿元,其中环保投资 2.37 亿元,整合 3 家企业产能实施装备升级,以 5 台连续气化炉替代 37 台间歇气化炉,同步建设废水零排放系统,改造后保持氨(醇)及尿素产能不变,污染物排放大幅削减。
(二)核心安全环保装备应用及总承包单位
高效气化装备升级:新上国产化连续气化炉采用耐磨损炉衬与智能温控系统,单炉日投煤量提升至 1200 吨,碳转化率达 98%;配套 “酸雾捕集 + 双氧水洗涤” 硫回收系统,硫磺回收率超 99%,酸性气排放浓度低于 50mg/m³;由航天长征化学工程股份有限公司 EPC 总承包。
多污染物协同治理装备:燃煤锅炉采用 “SNCR+SCR 脱硝 + 布袋除尘 + 氨法脱硫 + 湿式电除尘” 五级处理工艺,颗粒物、SO₂、NOₓ排放浓度分别控制在 15mg/m³、30mg/m³、50mg/m³ 以下,优于山西省锅炉排放标准;有机废气送 RTO 蓄热式氧化器处理,VOCs 去除率达 99%;锅炉治理系统由福建龙净环保股份有限公司总承包,RTO 装置由浙江浙大中控环保科技有限公司提供。
废水零排放系统:构建 “污水处理 - 生化回用 - 浓盐水处理 - 蒸发结晶” 五级系统,配套国产化 DTRO 膜组件与蒸发结晶装备,盐回收率 99%,杂盐交由资质单位处置;新建 1.6 万立方米事故水池与 2000 立方米初期雨水收集池,构建三级水环境风险防控体系;由北京高能时代环境技术股份有限公司 EPC 总承包。
化产回收装置:由航天长征化学工程股份有限公司与山西兰花科技创业股份有限公司联合建设,主要处理煤气化副产物。其中,煤焦油回收装置采用离心分离 + 蒸馏工艺,年产煤焦油 5.8 万吨;粗酚回收装置通过萃取法,年产粗酚 1.2 万吨;同时配套氨回收系统,年产液氨 2.3 万吨,全部回用于尿素生产,化产回收能耗较改造前降低 18%,年减少固废排放 1.5 万吨。
(三)标杆价值
为山西中小型煤化工企业老旧装备升级提供 “以新代旧 + 系统治理” 范本,改造后单位产品能耗下降 18%,废气处理成本降低 25%;其分区防渗技术(重点区域渗透系数≤1.0×10⁻¹⁰cm/s)在三姑泉域水资源保护区的成功应用,破解了泉域范围内化工项目环保难题。
案例十三:潞安煤基清洁能源 180 万吨 / 年高硫煤清洁利用项目
—— 本土煤种适配与节能降碳示范
(一)项目概况
项目位于长治襄垣县,总投资 210 亿元,是国内首个高硫煤油化电热一体化示范工程,年产煤基 Ⅲ 类 + 基础油 20 万吨、费托烯烃 30 万吨。项目攻克山西高灰熔点煤气化难题,通过装备改造与技术创新实现本土煤单烧,2024 年用煤综合成本降低 205 元 / 吨。
(二)核心安全环保装备应用及总承包单位
本土煤适配气化装备:对壳牌气化炉进行改造,研发新一代助熔剂适配潞安高硫煤,通过上千次试验优化炉内流场设计,解决煤种灰熔点高导致的结渣问题,实现本地煤单烧占比 100%,年节约运输成本 2 亿元;气化炉配备智能清渣系统,连续运行周期从 80 天延长至 120 天;由壳牌(中国)有限公司与中国化学工程第三建设有限公司联合总承包。
智慧节能管控系统:搭建数字化生产平台,整合生产调度、安全预警、能耗监测数据,通过 AI 算法优化气化炉氧煤比与反应温度,吨产品综合能耗下降 12%;回收富余火炬气送锅炉掺烧,年减少标煤消耗 3 万吨,CO₂排放削减 40 万吨;由华为技术有限公司与山西潞安环保能源开发股份有限公司联合开发。
高端产品清洁生产与碳捕集装备:采用国内首套煤基全合成润滑油基础油装置,配备精密精馏塔与加氢精制系统,产品硫含量低于 5ppm;配套 “低温甲醇洗 + 胺法捕集”CO₂回收系统,年捕集二氧化碳 50 万吨,用于食品级 CO₂生产,实现碳资源化;润滑油装置由中国石化工程建设有限公司 EPC 总承包,CCUS 系统由中国天辰工程有限公司总承包。
化产回收装置:由中国石化工程建设有限公司 EPC 总承包,针对高硫煤转化副产物设计 “全组分回收” 系统。其中,硫磺回收装置采用 “克劳斯工艺 + 尾气加氢” 技术,年回收硫磺 3.2 万吨(纯度 99.9%);煤沥青回收装置采用改性工艺,年产道路沥青 6.5 万吨;同时配套轻烃回收系统,年产液化石油气 2.8 万吨,化产综合回收率达 99%,有效解决高硫煤化产污染问题,年减少 SO₂排放 8000 吨。
(三)标杆价值
开创 “山西煤用山西造” 装备适配模式,推动高硫煤从 “低效利用” 向 “高端转化” 转型;其煤基 Ⅲ 类 + 基础油生产装备打破进口垄断,带动山西煤化工向高端新材料领域延伸,为煤炭资源型地区产业升级提供技术路径。
案例十四:山西聚源煤化 300 万吨 / 年焦化提标升级项目
—— 智慧工厂与深度治污融合示范
(一)项目概况
项目位于灵石经济技术开发区南关产业园,总投资超 50 亿元,是晋中市单体规模最大、产业链最长的焦化转型工程,2024 年底完成 4 座焦炉全面投产,年产焦炭 300 万吨、LNG 25 万吨、硫酸 4.5 万吨,年销售收入达 92 亿元。项目以 “智慧管控 + 全流程减排” 为核心,构建焦化行业提标升级新范式,2025 年获评 “山西省焦化行业绿色转型示范项目”。
(二)核心安全环保装备应用及总承包单位
智慧工厂管控装备集群:搭建涵盖 6 大平台的智能控制室,集成设备管控、安全预警、能耗监测等模块,通过 5G + 边缘计算实时采集 1500 余项生产参数,AI 算法优化焦炉热工制度,生产效率提升 15%,设备故障停机率降低 50%;配套智能装车系统,装车效率提升 90%,减少物料转运过程无组织排放;由山西泰尔重工股份有限公司 EPC 总承包。
深度脱硫与无组织控制装备:采用国内外首套低温甲醇洗脱硫工艺,硫化氢脱除率达 99.9%,配套年产 4.5 万吨硫酸装置实现硫资源回收;精煤、焦炭转运全程采用全封闭皮带廊道,配备 200 余套粉尘在线监测仪与自动喷雾降尘装置,无组织排放浓度控制在 10mg/m³ 以下;低温甲醇洗系统由中国化学赛鼎工程有限公司以 EPCM 模式总承包,皮带廊道由中冶天工集团有限公司建设。
废水循环利用系统:构建 “预处理 + 生化处理 + 膜分离” 三级回用系统,配套国产化 UF/RO 膜组件,工业用水重复利用率达 98.5%;新建 10 万立方米事故应急水池,实现雨水、生产废水分类收集处置,杜绝水环境风险;由北京碧水源科技股份有限公司 EPC 总承包。
化产回收装置:由中国化学赛鼎工程有限公司以 EPC 模式总承包建设,涵盖焦油深加工、粗苯精制及焦炉煤气综合利用三大系统。其中,焦油深加工装置采用延迟焦化工艺,年产轻油 1.2 万吨、洗油 3.5 万吨;粗苯精制装置采用 “萃取蒸馏 + 加氢精制” 技术,年产纯苯 8 万吨、甲苯 2.3 万吨;焦炉煤气除部分用于制 LNG(25 万吨 / 年)外,剩余气体经提纯后作为燃料气回用,化产回收率达 98.5%,年新增产值 15 亿元。
(三)标杆价值
打造 “焦化 + 智慧 + 化工” 延链升级山西样本,其低温甲醇洗工艺与智慧管控的融合应用,为大型焦化项目提标改造提供可复制技术方案;项目通过 “上大关小” 整合区域产能,带动灵石县焦化产业集中度提升至 75%,年减少区域污染物排放总量 30%,推动形成焦化循环经济产业集群。
案例十五:平遥煤化 6.25 米捣固焦炉升级改造项目
—— 循环经济与装备创新双驱案例
(一)项目概况
项目位于平遥煤化工工业园区,总投资 28 亿元,分两期建设 6.25 米捣固型焦炉及配套系统,一期 2025 年初投产,年产焦炭 134 万吨、LNG 12.57 万吨,二期投产后年产值将突破 58 亿元。项目首创 “焦炉封闭 + 资源循环 + 新材料延伸” 模式,实现从单一炼焦向 “煤 - 焦 - 化 - 材” 多元发展转型,连续 16 年蝉联 “山西省百强企业”。
(二)核心安全环保装备应用及总承包单位
首创焦炉封闭与智能控污装备:建设国内首座配套 SCP 捣固装煤推焦一体机的焦炉整体封闭大棚,实现红焦转运 “不见天、无尘烟”;采用人工智能自动分配烟气流量系统,结合全流程 VOCs 治理装备,厂区异味消除率达 100%,VOCs 排放浓度低于 15mg/m³;配套干熄焦烧损自动计算系统,余热回收效率提升 12%,年发电 1.72 亿度;由中钢集团鞍山热能研究院有限公司 EPC 总承包。
循环经济装备体系:构建 “三废全利用” 装备链 —— 煤矸石送新型建材厂年产 1.2 亿标块烧结砖,焦炉煤气经净化后年产 LNG 12.57 万吨,同时为 5 万户居民提供集中供热;由山西凯迪建材工程有限公司总承包烧结砖生产线,焦炉煤气制 LNG 装置由四川天一科技股份有限公司 EPC 建设。
废水零排放系统与新材料装备:废水采用 “生化处理 + 浓盐水蒸发结晶” 工艺,盐回收率 99%,处理后全部回用于生产,实现 “废水零排放”;配套宇皓环保石头纸生产线,以煤矸石、碳酸钙为原料,采用无水工艺年产石头纸产品 10 万吨,年节约淡水 2400 万立方米、成龄木材 240 万棵;废水系统由江苏维尔利环保科技股份有限公司 EPC 总承包,石头纸生产线由山西宇皓环保纸业有限公司自主建设。
化产回收装置:由中冶焦耐(大连)工程技术有限公司 EPC 总承包,包含焦油加工、粗苯回收及硫铵生产单元。焦油加工装置采用常压蒸馏工艺,年产工业萘 1.8 万吨、改质沥青 4.2 万吨;粗苯回收装置配套高效洗涤塔与脱苯塔,年回收粗苯 1.5 万吨;硫铵生产装置通过饱和器法,年产硫酸铵 2.1 万吨,化产综合利用率超 97%,实现 “变废为宝” 的循环经济模式。
(三)标杆价值
开创 “焦化主业升级 + 新材料跨界” 转型路径,其焦炉全封闭技术与 AI 控污系统的结合,使烟尘、二氧化硫、氮氧化物年减排量分别达 2500 吨、2400 吨、735 吨,为焦化行业环保提标树立标杆;“煤基副产品 - 新材料” 转化模式,推动山西煤化工从 “燃料型” 向 “材料型” 转型,为资源型企业多元发展提供实践范本。
案例十六:鹏飞集团 500 万吨 / 年焦化全循环低碳示范项目
—— 氢能融合与数智转型标杆
(一)项目概况
项目位于吕梁孝义经济开发区,总投资超 80 亿元,是国内首个 “焦化 + 氢能 + 数智化” 全链条示范工程,2012 年建成全国首座 6.25 米三段加热式捣固焦炉,形成年产焦炭 500 万吨、焦炉煤气制氢 2 万吨、甲醇联产 LNG 及合成氨 15 万吨的产能规模,年销售收入超 120 亿元。项目构建 “煤 — 焦 — 化 — 氢” 全循环体系,2024 年获评 “国家能源领域首台(套)装备示范项目”,入选山西省氢能产业标杆工程。
(二)核心安全环保装备应用及总承包单位
低碳焦化核心装备集群:采用全国首创三段加热 6.25 米捣固焦炉,搭配干熄焦余热发电系统,吨焦能耗较传统焦炉降低 18%,年回收余热发电 4.2 亿千瓦时,减少标煤消耗 14 万吨;配套 “负压蒸馏 + 低温吸附” 焦炉煤气净化装置,硫化氢脱除率达 99.95%,苯系物回收率超 99.8%,煤气纯度提升至 99.5% 以上,为制氢提供优质原料;焦炉系统由中冶焦耐(大连)工程技术有限公司 EPC 总承包,余热发电系统由中国电力工程顾问集团华北电力设计院有限公司建设。
氢能全产业链装备体系:建成全球首套焦化干熄焦余热发电配套 3×500Nm³/h 水电解制绿氢装置,搭配 2 万吨 / 年焦炉煤气制氢项目,形成 “灰氢过渡 + 绿氢替代” 双路径;自主研发 250kW 单堆氢燃料电池动力系统,配套鹏飞智创汽车制造产业园的氢能重卡生产线,已投运 830 辆氢能车辆;布局北姚加氢综合能源岛(日加氢量 8 吨)等 20 余座站点,构建 “制储运加用” 全场景装备链;绿氢装置由隆基氢能科技有限公司 EPC 总承包,氢能重卡生产线由陕西汽车集团股份有限公司联合建设。
数智化管控与环保装备:依托 DeepSeek 基座大模型搭建 “小鹏” 工业 AI 智能体,集成 5G + 物联网系统实时采集 2000 余项生产参数,AI 算法优化焦炉加热制度与氢提纯工艺,设备综合效率提升 22%,故障响应时间缩短至 15 分钟;采用全封闭皮带廊道 + 智能喷雾降尘系统,无组织排放浓度控制在 8mg/m³ 以下,配套 “生化处理 + 膜浓缩 + 结晶分盐” 废水系统,水重复利用率达 99%,实现固废 100% 资源化;AI 智能体由百度在线网络技术(北京)有限公司与鹏飞集团联合开发,环保系统由碧水源膜科技有限公司 EPC 总承包。
化产回收装置:由中国成达工程有限公司与鹏飞集团有限公司联合总承包,构建 “焦炉煤气 - 氢能 - 化工品” 一体化回收体系。焦炉煤气先经净化提氢(年产氢气 2 万吨),剩余气体制 LNG(15 万吨 / 年);焦油深加工装置采用 “加氢裂化” 技术,年产柴油组分 3.8 万吨、石脑油 2.2 万吨;粗苯精制装置年产纯苯 9.5 万吨,作为己内酰胺原料;化产回收全流程采用 AI 优化控制,能耗降低 20%,年创造产值 38 亿元,实现化产资源 “梯级利用、价值最大化”。
(三)标杆价值
开创 “焦化主业低碳化 + 氢能产业高端化” 转型模式,焦炉煤气制氢成本较行业平均水平降低 30%,氢能重卡实现天津港 1500 公里 “零碳运输” 闭环,为传统焦化企业开辟高附加值转型路径;其 “炼焦 - 提氢 - 造车 - 用氢” 全产业链装备集成技术,打破国外燃料电池电堆垄断,带动山西氢能装备制造业产值突破 200 亿元,为能源革命提供 “鹏飞方案”。
报告总结
一、核心经验启示
技术创新是核心驱动力:16 个标杆项目中,12 个实现核心装备国产化突破(如国产化等温甲醇反应器、绿氢电解槽),8 个应用 AI、数字孪生等智能技术,验证了 “高端化 + 智能化 + 绿色化” 技术路径的可行性,为行业转型提供技术支撑。
模式创新拓宽发展空间:从 “绿氢耦合”(宝丰能源)、“全循环低碳”(鹏飞集团)到 “区域协同节水”(美锦华盛),多元创新模式打破传统煤化工高耗高排标签,推动产业向 “资源循环 + 价值延伸” 转型。
政策标准引导产业升级:GB45673-2025 安全标准、环保排放限值加严等政策倒逼装备升级,华鲁恒升、宁夏煤业等项目通过标准落地实现 “超洁净排放”,证明政策与市场结合可加速产业高质量发展。
二、未来发展建议
聚焦高端装备攻坚:针对百万吨级反应器、高端催化剂等 “卡脖子” 领域,加大产学研协同攻关,依托示范项目提供应用验证平台,推动国产化装备从 “可用” 向 “好用” 升级。
推广标杆项目经验:建立标杆项目案例库,总结节水、低碳、数智化等可复制技术方案,通过政策引导、现场观摩等方式,推动中小企业借鉴应用,加速行业整体提升。
完善产业链协同:加强装备制造商、工程公司、下游企业的协同联动,构建 “技术研发 - 装备制造 - 项目应用” 产业链闭环,提升产业整体竞争力,助力 “双碳” 目标与能源安全战略实现。(中实智库化工装备安环咨询中心)
编辑:楚予