以煤炭为主的能源结构，是我国现在及一定时期内无法改变的事实。清洁、高效、低碳利用是煤炭发展的必然选择，而煤化工是煤炭利用的重要途径。科学发展煤化工是推动煤炭革命的重要组成部分。

神木地处著名的神府—东胜侏罗纪煤田的聚煤中心，煤炭探明储量500 多亿t，煤质优良，埋藏浅、易开采，属特低灰、特低磷、特低硫、中高发热量的优质动力煤、气化煤和理想的环保煤。2016 年，神木煤炭产量为2.1 亿t，占全国总产量的6.27%，是全国第二产煤大县。

当前，神木煤化工产业面临神木撤县改市的历史机遇、国家示范区布局的战略机遇、产业转型升级的时代机遇，必须以技术创新为动力，培育煤化新动能、构筑煤化新高地、激发煤化新活力、创新煤化新路径，站在新的历史方位，推动神木煤化工产业的高端化发展，打造国家现代煤化工产业示范区的核心市。

1　神木煤化工产业发展现状

1.1　产业现状

1.1.1　产业规模

神木市依托丰富的煤炭资源优势，随着陕北国家级能源化工基地的建设，现已初步形成煤炭、煤电、兰炭、化工、载能、建材等主导产业，初步建设成为国家级煤化工产业基地。

2016 年， 神木兰炭产量占全国总产量的40.95%，为全国最大兰炭生产基地，国内最大的中低温煤焦油深加工产业集聚地。同时，神木是西北地区最大的氯碱生产基地、电石生产基地和煤电基地之一。

1.1.2　园区建设

神木煤化工产业经过10 多年的建设，初步形成了锦界工业园、燕家塔工业园、柠条塔工业园等主要煤化工园区，促进了地方工业发展。

锦界工业园区成立于2003 年，是国家循环化改造示范试点园区。现已建成投产项目74 个，累计完成投资680 亿元。该园区依托煤、盐等资源组合优势，现已形成煤电、氯碱、载能、建材、兰炭、化工六大主导产业，并延伸发展下游精细化工产业，重点打造煤炭分级分质综合利用产业，形成特色鲜明、互为补充、协调发展的现代产业体系。

柠条塔工业园区成立于2010 年，是陕西省重点建设县域工业集中区，为全国最大的兰炭产业园区。现已建成投产项目33 个，累计完成投资121 亿元。该园区大力发展煤炭分级分质综合利用产业，将园区内煤炭资源转化成兰炭等清洁燃料，建成重要的低阶煤高效转化基地和清洁能源生产基地。

燕家塔工业园区成立于2010 年，是陕西省重点建设县域工业集中区。现已建成投产项目46 个，形成了“煤—兰炭—硅铁—金属镁—航空材料”、“煤—兰炭—煤气—化肥（碳酸氢铵）”、“煤—兰炭—煤气—电力”等循环经济产业链。

1.2　三大机遇

1.2.1　面临神木撤县改市的历史机遇

国务院《关于深入推进新型城镇化建设的若干意见》（国发〔2016〕8 号）中要求培育发展一批中小城市，将具备条件的县有序地设置为市，加强产业和公共资源布局引导。《国家新型城镇化规划（2014—2020 年）》中明确指出，城镇化是我国实现国家现代化的重要标志，是保持经济持续健康发展的强大引擎，是加快产业结构转型升级的重要抓手。

2017 年7 月23 日，神木正式撤县设市。撤县改市之后，政府工作的重心将由“三农”转向发展工业等，可获得更多非农用地指标，有利于招商引资，更容易争取到更多的项目、资金和政策等。对于神木煤化工产业而言，将会带来创新要素集聚和知识传播扩散，有利于增强创新活力，驱动传统煤化产业升级和新兴产业的发展。

1.2.2　面临示范区布局的战略机遇

《现代煤化工产业创新发展布局方案》（发改产业〔2017〕553 号）中明确指出，“规划布局陕西榆林等4 个现代煤化工产业示范区，推动产业集聚发展，逐步形成世界一流的现代煤化工产业示范区”。

神木位居陕西榆林现代煤化工产业示范区的腹地，面临国家布局榆林现代煤化工产业示范区的战略机遇，可以在更广领域开展区域合作，在更大范围集聚要素资源，将神木打造成为现代煤化工的主战场。

1.2.3　面临产业转型升级的时代机遇

产业转型升级是产业从价值链中低端向中高端上升的过程，是经济竞争力全面提升和迈上新台阶的关键。当前，在我国经济发展新常态形势下，煤化工产业发展的外部环境正在发生深刻变化，发展方式正在加速转变，已进入产业加快转型升级的新时期。

加快产业转型升级，是推动神木煤化工产业再上新台阶的重要支撑，是建设神木现代工业体系的重要路径，是提升神木经济实力的必然要求。应以推动现代煤化产业转型升级为主抓手，建设现代煤化工综合载体、产业体系为重点，增强现代煤化工发展的内生动力，打造一个“天蓝、山青、水绿、地洁”，有特色的现代煤化工样板区。

2　产业高端化启示

所谓产业高端化，就是产业从相对“低端”向相对以高科技、高附加值、高智力密集性为特征的“高端”不断攀升的可持续发展过程。先进性、控制性、相对性、全球性是产业高端化的主要特征。

神木市是我国重要的能煤化工基地之一，但其总体可以概括为“山大峰少”。“山大”是指企业规模大、投资大、消耗大；“峰少”是指在行业内起到领头羊作用的企业少、代表行业技术最高水平的企业少、起到引导性作用的企业少。因此，神木煤化工产业向高端化发展，可以总结为“三有”：政策有要求、市场有需求、产业有诉求。

2.1 政策有要求

《国家“ 十三五” 规划（2016—2020 年）》中要求“调整产业结构转向中高端”，《中国制造2025》中提出“促进化工等产业向价值链高端发展”等一系列政策文件都做出了产业高端化发展的要求。高端化发展对一个国家或地区保持国际竞争力抢占经济科技发展制高点和提高可持续发展能力具有重要的战略意义。神木市发展的核心就是要做好煤的文章，煤炭清洁高效利用是煤炭的根本出路，要坚定不移地推动煤化工产业高端化发展。

2.2 市场有需求

煤化工高端产品（即精、特、专产品）满足了特殊市场需求，是目前世界化学工业发展的战略重点，也是化学工业激烈竞争的焦点之一。我国油气资源不足和对清洁能源需求量的不断加大，需要新的替代品，神木煤化工生产的超清洁油品（中低温煤焦油加氢产物）和洁净兰炭都是市场急需的清洁燃料。

2.3 产业有诉求

神木煤化工产业经过10 多年的发展，已经具备了一定的基础和条件，根据国内外产业发展的规律，高端化是产业发展的必由之路。在新的发展时期，神木煤化工产业做大做强的核心动力就是高端化发展。

3　产业高端化发展路径

依据国家《现代煤化工产业创新发展布局方案》的要求，针对神木煤化工产业发展现状，通过工艺升级、产品升级、链群升级，以高端化推动神木煤化工产业的科学发展和可持续发展，使其率先实现转型升级。

3.1　工艺升级

通过工艺升级，实现低能耗、高效率、高效益的发展目标，同时达到清洁化生产。

3.1.1　清洁化兰炭生产工艺

神木是兰炭的故乡，国家商标总局颁发了“神木兰炭”地理标志证明商标，神木兰炭已成为地方经济发展的重要支柱之一。神木兰炭虽已经过30 多年的生产实践，具有工艺简单、投资低、易操作等特点，但仍存在环保措施不到位、节能减排效率低等问题。为了满足《中华人民共和国清洁生产促进法（2012 年修订）》等法规要求，实现清洁化生产，应对国内煤制兰炭生产工艺中已实践验证的先进可靠技术进行优化集成，提出了神木兰炭的升级版技术方案。例如由榆林煤化工产业促进中心开发的混煤内热式直立炉（YLS 型炉），就是清洁化兰炭生产工艺的典型代表。

3.1.2　兰炭煤气（电石炉气）制乙醇工艺

燃料乙醇一般是指体积分数达到99.5% 以上的无水乙醇，是良好的辛烷值调和组分和汽油增氧剂，燃料乙醇汽油能够有效减少汽油尾气中的PM2.5 和CO，减少温室气体和污染物排放。2017 年9 月，国家发改委、国家能源局、财政部等十五部门联合印发《关于扩大生物燃料乙醇生产和推广使用车用乙醇汽油的实施方案》中要求，“到2020 年，全国范围内基本实现车用乙醇汽油全覆盖。”

2016 年，神木兰炭产量为2 047.38 万t，以每生产1 t 兰炭副产1 000 m3（标准状况下，全文同）的兰炭煤气进行核算，年产兰炭煤气的总量将达到204 亿m3。目前，神木电石产能为400 万t/a，每年排放的电石炉尾气量约为40 亿m3。合成气发酵制乙醇技术，是将合成气通入含微生物细菌的发酵装置中，将CO 和H2 合成为乙醇。该合成过程在常温常压下快速进行，实现了煤化工技术和生物化工技术的结合。目前，美国已建成2.4 万t/a 生物质气化—微生物连续发酵生产乙醇示范装置，并在国内推广应用。若以神木兰炭煤气或电石炉尾气为原料生产乙醇，不仅可有效促进企业节能减排，亦可降低原料成本，显著提高企业经济效益。

3.1.3　粉煤（电石渣）制电石炉料生产工艺

目前，我国电石行业主要采用电热法生产电石工艺，其方法是：以焦炭（兰炭）、生石灰为原料，经计量按一定比例加入到高温电炉中，利用炉中电弧热和低电压大电流通过炉中混合料，产生大量电阻热加热反应生成电石。该方法的特点是：能量消耗大，产品成本难以降低，产生的生石灰粉和焦粉（兰炭粉末）能充分利用。

粉煤与石灰粉成型制备电石炉料生产电石工艺，是粉煤与石灰粉均匀混合压制成球，然后在热解炉中进行热解，将产生的高温球团，再送至密闭式电石炉生成电石的过程。该工艺已有多家单位进行研究，并建成工业化示范装置。电石渣与兰炭共成型制备电石炉料生产电石技术，是将除杂后的电石渣与兰炭粉混合成型，进行干燥后得到生球，然后在煅烧炉中得到熟球，再将其投入电石炉生产电石的过程。本工艺尚处于小试阶段，仍需进行中试研究。

3.2　产品升级

产品升级是神木煤化工产业进行供给侧结构改革的关键，是开拓和扩大煤化工产业产品市场的必然，对促进产业的可持续发展具有重要的意义。

3.2.1　功能塑料系列产品

PVC 树脂是国内用途广泛、产量和消费量较大的三大通用合成树脂之一。目前，我国PVC树脂多数为通用型树脂，特种PVC 树脂生产较少。2016 年，神木PVC 产量为115.83 万t，是全国第三大聚氯乙烯生产基地，应注重发展系列高端特种PVC 树脂产品。

（1）PVC 木塑复合材料是指以经过预处理的植物天然纤维或粉末（如木、竹、花生壳、椰子壳、亚麻、秸秆等）为主要组分，与PVC 树脂复合而成的一种新型材料。该材料具有植物纤维和PVC材料两者的诸多优点，能替代木材，可有效地缓解我国森林资源贫乏、木材供应紧缺的矛盾。PVC 木塑复合材料作为新兴的绿色环保材料，几乎可以应用于木制品应用的所有领域，为该材料提供广阔的市场空间，而且其原料大部分使用回收的废塑料、废木粉，可为我国的白色污染提供了一个经济化的解决思路。PVC 木塑复合材料本身具备良好的力学性能和较为可观的社会效益、经济效益，必将成为一种极有应用前景的

材料。

（2） 聚偏二氯乙烯即聚1，1 一二氯乙烯（PVDC）， 是一种具有高阻隔性能的聚合物，PVDC 具有头尾相连的线性聚合链结构，其分子间凝集力强，结晶度高，并且由于分子中的氯原子有疏水性，不会形成氢键，氧分子和水分子很难在PVDC 分子中移动，从而使其具有优良的阻氧性和阻湿性，且其阻氧性不受周围环境湿度的影响，也就是说在任何温度或湿度条件下，PVDC 兼具卓越的阻隔水汽、氧气、气味和香味的能力，是公认的在阻隔性方面综合性能最好的塑料包装材料。

当前国际上刚进入普及阶段，而我国则处于起步阶段，人均使用量不及德国及日本的10%，尤其在食品、药品包装方面具有相当大的潜力。随着人民生活水平的不断提高，人们在确保食品的质量安全的同时，对于新鲜度也越来越注重，PVDC 在阻气性以及保香性方面的优点将越来越受到青睐。

3.2.2　特种兰炭系列产品

目前，神木兰炭产品主要用于硅铁和电石的还原剂，部分兰炭作为民用清洁燃料，对国家治理雾霾发挥了一定作用。然而，兰炭市场仍属低质化利用。因此，要实现兰炭产品的高端化，就必须以兰炭为原料，研发和开拓兰炭基吸附材料、兰炭基功能材料等高端化产品。

（1）兰炭吸附材料。将高品质兰炭产品直接用于处理废气和污水，具有原料来源丰富、成本低廉、工艺简单、易操作、易推广应用等显著特点。多年来，国内外研究者对用兰炭脱除烟气中的Hg、煤气中的SO2 和焦油等进行了广泛研究。

将兰炭改性制成活性兰炭，现已实现工业化生产。活性兰炭作为一种新型的吸附材料，在各种废水处理中，正在不断的扩大应用范畴。用兰炭作原料生产“特、精、专”高等级活性炭，具有巨大的市场潜力和增长空间。用兰炭制碳分子筛，对气体分离同样具有良好效果。因此，以兰炭为原料，研发和生产多品种吸附材料，对兰炭产业产品的高端化发展具有重要的意义。

（2）新型燃料电池。西安科技大学刘国阳等以氧化钇稳定的氧化锆（YSZ）为电解质组装成直接碳燃料电池（DCFC），分别以活性炭（AC）、石墨（G）、神府兰炭（SC） 作为DCFC 燃料，研究了碳燃料的特性、电池操作温度以及阳极反应气氛等对DCFC 阳极反应过程的影响。结果表明，三种碳燃料在空气、CO2 气氛中氧化反应活性顺序为AC ＞ SC ＞ G，当三种碳材料作为DCFC 燃料时，活性炭性能最好，兰炭燃料次之，石墨性能最差，而且燃料反应活性与其表面含氧官能团、孔隙结构有关。DCFC 的阳极反应过程存在碳燃料直接氧化为CO2、CO 与C 反应转化为CO，以及CO 氧化为CO2 等。

3.2.3　煤焦油系列产品

目前，神木煤化工产业以煤焦油为原料进行固定床加氢改质，生产燃料油品，已实现工业化生产。但其产品有明显的同质化，加之近年来石油价格持续下滑，使煤焦油加氢生产燃料油品的企业效益受到影响。

煤焦油加氢产业持续发展的方向是产品高端化，充分利用榆林丰富的煤焦油资源、特性和组成，进行分级分质高效利用。利用煤焦油重组分富含大量正构烷烃的特有组成，生产系列精细化学品，使其广泛用于医药、食品、化妆品、油墨、涂料、热熔胶和塑料加工领域；利用煤焦油中的沥青质制备高等级碳素材料。用煤焦油加氢产物石脑油馏分生产系列芳烃产品、柴油馏分生产航空煤油、加氢尾油生产高等级润滑油等。

3.3　链群升级

多年来，我国产业园区在产业形态的演进上，经历了不同的发展阶段。第一代园区为“无产业主题型”园区，产业定位不明确，多行业的企业混杂聚集在同一个园区内；第二代园区为“产业集聚型”园区，有了较为明确的产业主题，但产业链不完整；第三代园区为“产业链型”园区，在明确的产业主题的基础上，注重产业链的完整。园区是产业发展的载体。在现已形成的神木煤化工产业的基础上，按照“补链、建链、强链”的发展思路，推进园区产业链的集群发展，从而使产业实现转型升级。其中“补链、建链、强链”的内涵如下：

（1）补链：聚焦神木煤化工产业优势资源，补全产业链缺失环节，实现产业关联发展，打造一批具有竞争优势的产业集群；

（2）建链：构建神木煤化工产业完整产业链条，培育形成较大产业规模的新兴产业集群；

（3）强链：强化神木煤化工产业链竞争力，进一步做优配套、做大规模、做强品牌，打造一批国内领先、国际一流的产业集群。

4　发展战略新兴产业

从整个产业价值链的视角看，工艺升级、产品升级、链群升级都属于产业内升级。而在消费升级和技术革命的时代背景下，产业界限开始模糊，产业融合加快，促使多个产业融合发展形成了多业共生、混业发展的模式，产业融合的过程产生了大量的新业态。

在新的历史机遇、战略机遇、时代机遇下，神木煤化工产业除了通过产业内升级，巩固现有产业优势，仍迫切需要形成新的增长点。而战略新兴产业作为一种低碳、节能的集约型产业，具有市场巨大、短期内技术能够突破的明显特点，将是发展的新契机，从而带动区域经济协调可持续发展。

2009 年，国家提出通过战略新兴产业培育新的经济增长点，大力发展绿色经济、低碳经济、环保技术、生物医药等涉及未来环境和人类生活的重要产业。《国家“十三五”规划（2016—2020年）》中明确指出：“要拓展新兴产业增长空间，使战略性新兴产业增加值占国内生产总值比重达到15%。”《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》（国发〔2016〕67 号）中指出：“战略性新兴产业代表新一轮科技革命和产业变革的方向，是培育发展新动能、获取未来竞争新优势的关键领域”；“到2020 年，战略性新兴产业在更广领域形成大批跨界融合的新增长点”。基于神木煤化工产业现状，提出部分战略性新兴产业，以供参考。

4.1　氢燃料汽车产业

《“十三五”战略新兴产业发展规划》中提出，进一步发展壮大与氢能源相关的新能源汽车等战略新兴产业。氢具有来源广、可远距离运输、实现快速补充、可开发性强等特点。氢能源燃料汽车已经成为汽车产业的重要发展方向。氢燃料汽车本身拥有3 个明显的优势：对环境零污染，能量转换效率高，以及燃料的易获得性。然而即使拥有这三大优点，氢燃料汽车仍未得到大范围的推广，主要原因是氢气成本过高。神木市具有丰富的氢资源（兰炭煤气、电石炉尾气），其制氢技术成熟可靠、价格低廉，具有发展氢能产业的特殊优势。为了使氢资源得到科学合理高效利用，经研究认为：将该氢气资源用于发展氢燃料汽车，对推动神木市新能源公共汽车的绿色环保，具有非常现实的意义。同时，以神木廉价的氢能为依托，建设氢能应用示范与产业集聚区，打造资源综合利用—多功能氢能小镇。

4.2　一灰一渣产业

碳酸钙晶须，形状完整，尺寸均一，具有特定的横断面，平均长径比通常在30~80 之间，平均长度为30~150 μm，平均直径为1~4 μm，与其他短纤维相比，碳酸钙晶须具有强度高、耐高温、抗化学腐蚀、韧性好、与橡胶塑料等聚合物的亲和能力强等优点，其广泛应用于PVC、橡胶、塑料等领域，价格较低，具有很强的市场竞争力。

目前，神木市产生的电石渣达到170 万t/a 以上，电石渣堆放填埋处理不仅占用大量土地，而且极易造成堆放场地附近的水污染、土地碱化及粉尘和大气污染。以电石渣为原料，制备碳酸钙晶须，发展一灰一渣产业，可减少神木电石乙炔企业电石渣污染物的排放，具有良好的经济效益。

4.3　医药中间体产业

苯乙酸是重要的医药中间体，主要用于生产青霉素G 盐，还用于制备镇静剂和抗癫痫药等。我国是全球抗生素产量最大的国家。据统计，苯乙酸产量的80% 用于生产青霉素。当前，国内的生产方法主要为传统的氰化钠法。该法虽然工艺简单、条件温和，但因氰化钠为剧毒，对环境造成很大的危害，由此制约了苯乙酸的发展。近些年来，新开发的氯苄羰基化法生产苯乙酸技术，反应条件温和、收率高、成本低、对环境无污染。

在神木可利用电石炉尾气（其中一氧化碳占75%~90%（质量分数））为原料制备苯乙酸，这不仅能延伸神木市丰富的氯碱产业，而且也避免了电石炉尾气对环境的污染。因此，在神木市发展医药中间体产业，具有重要的现实意义。

4.4　化工助剂产业

聚甲氧基二甲醚是一种世界公认的环保型柴油组分，其十六烷值在70~100，比传统普通柴油的十六烷值（55~60）高很多。该柴油添加剂在柴油中调和品质好于超低硫柴油，降低柴油发动机尾气PM2.5 排放最高可达75% 及其它颗粒物排放超过70%。

聚甲氧基二甲醚作为柴油清洁组分可以在不对现有柴油发动机做任何改动的情况下直接用于现有的燃料供应系统，具有广阔的应用前景。2016年，国内柴油消费量为1.65 亿t，若以10% 的比例添加，国内对该添加剂的需求将达1 650 万t。以神木市丰富的甲醇为原料，规划建设清洁燃料柴油添加剂—聚甲氧基二甲醚项目，大力发展化工助剂产业，得到国家的鼓励和支持。