尚建选、李冬等团队：新思路开创中低温煤焦油分级分质利用新局面

低阶煤在我国煤炭储量、产量中占比均超过一半，实现其清洁高效转化利用，是对煤炭清洁高效利用的最大贡献。以热解为龙头的低阶煤分质利用技术，已得到业界的广泛认同，被认为是最具潜力的煤炭清洁高效低碳利用技术之一，产业发展前景广阔。

低阶煤中低温热解所产出的煤焦油，富含环烷烃和芳环化合物，是一种重要的战略资源，由于以往对其组成和反应特征认识不够，高端利用加工技术开发滞后，中低温煤焦油仅被加工成普通汽油、柴油调和组分使用，未能发挥其资源结构特点优势。在此背景下，陕西煤业化工集团有限责任公司尚建选总工程师和西北大学李冬教授团队，以中低温煤焦油的绿色、低碳、高效转化为主攻方向，提出了中低温煤焦油的分级分质利用新思路，以期进一步延伸产业链和价值链。围绕这一方向，团队经过近二十年的科学研究和技术开发，在中低温煤焦油的组成和反应特征方面，收获了许多弥足珍贵的认知和见解，并在此基础上进行了成功的工程实践，得到了行业和市场的广泛认可。

2006 年以来，尚建选、李冬、杨占彪、李稳宏、崔楼伟、马宝岐等团队骨干对中低温煤焦油的组成、加氢反应、重整反应、热聚合反应等进行了系统研究，全程参与了中低温煤焦油分级分质利用技术的研究开发和工程实践。团队相关专家学者在大量研究和论证的基础上撰写成《中低温煤焦油结构与反应》（尚建选等著．北京：科学出版社，2024.5）一书，凝聚了作者的智慧和努力，成果来之不易，体现了作者的系统思维和创新思想。

该团队采用分析表征新手段和计算机分子模拟结合的方法，系统解构了中低温煤焦油及其沥青质重组分的分子结构、缔合体结构、聚集体结构等超分子结构特点，并在此基础上对其预处理过程、加氢过程、重整过程、热聚合过程等典型转化反应路径过程的动力学、热力学和转化机理等方面进行了全面研究，提出了“中低温煤焦油-预处理技术-催化级配技术-全馏分加氢技术-沥青制备炭素材料技术”的分级分质利用技术思路，开展了与其配套的工艺、催化剂、关键设备仿真和过程模拟等大量理论和实验工作。由此凝练成的专著具有很强的理论性、指导性和可操作性，为中低温煤焦油的分级分质利用提供了很好的借鉴。

《中低温煤焦油结构与反应》相关内容源于2006 年以来的中低温煤焦油轻质化技术研究工作，包括中低温煤焦油全馏分加氢制备燃料油技术、中低温煤焦油分离提质预处理技术、中低温煤焦油加氢催化剂及其级配技术、中低温煤焦油加氢石脑油深度开发技术、中低温煤焦油沥青质超分子体系构建与其分离转化技术、中低温煤焦油中间相机理与制备针状焦技术。

在15项国家级项目，如国家自然科学基金项目“中低温煤焦油沥青质超分子体系探索(21978237)”“基于动力学模型的中低温煤焦油加氢反应器模拟及其沥青质加氢转化机理(21646009)”“基于动力学模型的煤焦油加氢精制催化剂级配研究及氢耗的分类计算(21206136)”，以及33项省部级项目对研究团队的支持下，团队发表相关论文150 余篇，申请专利100 余件，授权专利60 余件，拥有工业化成果3 项。

▲ 50 万t/a煤焦油全馏分加氢制环烷基特种油品成套工业化厂区全景

基于本书研究成果开发的“煤焦油全馏分加氢生产清洁燃料技术”实现了12万t/a(后期扩能至16.8万t/a)的产业示范，鉴定结果为国内领先，世界首创；开发的“煤焦油全馏分加氢制环烷基油技术”，建成全球首套50万t/a示范工程，已平稳运行三年，鉴定结果为整体达到国际领先水平；产出煤焦油基航天煤油、高闪点和大比重喷气燃料、超低凝军用柴油及超高压变压器油等5大类13种特种油品；所产航天煤油于2020年12月成功完成了火箭发动机整机热试车，具有比冲高、传热性好和抗结焦性能强等优势。本书研究成果的工业化转化，为我国中低温煤焦油分质利用提供了重要的理论支撑和一定的科学指导，对于缓解我国石油资源紧张和我国环烷基原油资源严重不足具有重要现实意义。

这既是一部有着较高学术价值的专业论著，也是低阶煤清洁高效转化利用，特别是煤焦油加工行业生产和管理人员的实用参考书，其出版必将对中低温煤焦油的多元化、高端化、低碳化利用产生重要的促进作用。我深信此书提出的新思路、新技术、新工艺，一定能为中低温煤焦油加工转化的技术迭代和产业升级提供帮助，这也正是尚建选等作者撰写此书和笔者为此书作序的初衷。

谢克昌       

中国工程院院士

2023 年12 月  

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本书对中低温煤焦油的组成、结构、性质及在多种加工过程中的反应机理进行系统介绍。首先，对中低温煤焦油的组成、性质、特征及分离分析方法等前沿研究进行论述。其次，详细地分析中低温煤焦油的多种反应机理，如加氢反应、重整反应、热聚合反应等，并详细说明这些反应在实际生产中的应用。最后，对中低温煤焦油加工利用方面的前沿技术进行介绍，展示不同发展方向。

本书可供煤化工领域，特别是从事煤焦油加工研究的科研工作者及一线从业人员阅读，也可供高等院校煤化工相关专业师生参考。