编者按：千万IP创科普，共筑科技强国梦。为普及科学知识，弘扬科学精神，提高全民科学文化素质，助力实现高水平科技自立自强，中国科协科普部与人民网联合策划推出“见证科技之路”主题报道，聚焦国家科技战略政策、重要科技奖项、“卡脖子”关键核心技术等，深入基层一线开展采访调研，推出一批生动鲜活的科普精品，大力弘扬科学家精神，为建设科技强国汇聚磅礴力量。
在全球环境危机日益严峻、绿色转型势在必行的背景下，中国正以前所未有的决心和行动力，推动能源和化工行业的可持续发展。位于黄土高原腹地的陕西省榆林市，既是丰富的资源宝库，也是生态极其脆弱的地方。在这里，煤炭不仅仅是一种能源，更是驱动能源转型与环境保护双重发展的重要生命线。近日，记者走进榆林工业园区，看科技工作者们如何用科技的力量，谱写煤炭从“黑”到“白”的华丽转型。
煤制乙二醇
108小时的神奇转变
煤，在我们的认知中往往是作为能源而存在，但在现代化工领域，它还能化身为重要的化工原料——乙二醇。作为一种多功能化合物，乙二醇的独特性质和化学反应性，使其成为许多产品和工艺中不可或缺的成分，为我们的生活增添了诸多便利和可能。
“乙二醇的作用主要有两块，第一是做聚酯树脂，第二是聚酯纤维。”国能榆林化工有限公司新材料分厂乙二醇装置经理徐伟伟介绍道，聚酯树脂有光学性能好的特点，比如说我们的眼镜片、医药的注射器。聚酯纤维的下游主要是做纺织，它有一些优异的特性，在纺织材料里添加一定量的乙二醇聚酯纤维，那么它的面料不容易压皱。
榆林工业园区。受访者供图
从煤到乙二醇，整个生产过程只需要108个小时，但技术的研发却耗时数年。2021年11月，榆林化工40万吨/年乙二醇项目一次打通全流程，成功产出合格乙二醇产品，该项目巧妙利用已经建成投产的煤制甲醇项目的富余合成气及公用设施，并将乙二醇装置产生的尾气作为煤制甲醇项目的原料进行回收利用，实现煤炭循环清洁利用，经济效益及环保效应显著提升。
依托乙二醇项目，榆林化工还对部分中间产品进行深加工，新建PGA项目生产聚乙醇酸可降解材料，进一步延伸产业链、提升价值链。这种材料具有全生物降解、高生物相容性、高机械性能及高阻隔性能等诸多优点，可在土壤、海水等环境中完全无害降解，可广泛应用于一次性塑料袋、餐盒、吸管等食品包装领域，还可用于医用手术缝合线、骨骼支架材料领域，为我国治理白色污染、服务民生需求和攻关“卡脖子”技术提供了新的路径，促进国家煤化工产业向高端化、多元化、低碳化转型发展。
从“零”开始
绿色科技让废水“重生”
如果说煤制乙二醇是由“黑”变“白”，水处理就是由污变清的神奇过程。煤化工废水排放量大，水质成分复杂，且含有大量的污染物。在西北生态脆弱地区发展煤化工，不仅会污染当地的水资源，还会加剧水资源的短缺。“水门关”也就成了煤化工必须闯过去的一道难关，废水零排放成为解决这一问题的关键途径。
分盐结晶预处理厂房。受访者供图
在废水零排放技术发展进程中，如何将高盐废水中的主要盐分提取出来，实现结晶混合盐的减量化和资源化循环经济利用，成为难点与重点。
“我们通过自主创新，研发出低温临界冷冻加真空热法分盐技术，通过低温冷冻结晶过程分离出纯度高的盐类，同时通过热法回收过程中的热量，实现能源的再利用，大幅降低了运行成本。”国能榆林化工有限公司环储厂副经理胡华贵说道。
分盐结晶装置产出合格氯化钠且实现连续稳定运行，不仅实现了低温临界冷冻加真空热法分盐技术在煤化工废水处理上“零”的突破，填补了国内技术空白，还带来了显著的环保效益和经济效益，每年可节水294万吨，节省费用0.25亿元，减少杂盐产生量约3.2万吨，节约危废处置费用约1.1亿元。这些显著成果，见证了我国在追求绿色低碳发展道路上迈出的重要一步，激励更多人投身于这场可持续发展大计中。
硅的克星
青年科研团队****解锁神奇净化术
在煤化工产生的废水中，难以去除的常见杂质，除了盐还有硅，它主要以二氧化硅的形式存在于废水中。硅的去除对于煤化工废水零排放至关重要，它能大大减缓反渗透膜和蒸发器等关键设备结垢情况，确保后续处理工艺的高效运行。然而，去除废水中的硅并不容易，需要精准控制化学反应条件，以避免药剂不适用或过量添加化学品导致新的问题。面对这一难题，“全国技术能手”95后的卢超超和他的团队进行了反复的实验研究。
卢超超在进行现场运行数据记录。受访者供图
“在偏铝酸钠除硅过程中，我们做的最重要的一个工作也是最难的工作，就是研究它的反应pH，我们从酸性pH3直到pH14做了一个pH梯度，通过前期的烧杯实验研究确定它的反应条件、水力条件，包括投加药顺序，来确定它的最佳pH。最后我们研究出来最佳pH值是8.5左右，除硅效果最好。”国能榆林化工有限公司环储厂水处理装置环保一班班长卢超超告诉记者。
在这个过程中，科研团队不仅解决了技术上的挑战，也深刻体会到自己工作的意义所在。在这些年轻的科技工作者看来，每天与废水打交道，让废水在自己的参与中重新恢复清澈，不仅是他们个人价值的实现，更是为实现绿色生产贡献一份力量。“煤化工生产的黑水，经过我们工艺的处理，变成了优质再生水回用给我们厂作为生产水使用，对我来说非常自豪。”卢超超说道。
榆林，这个因煤而兴的城市，正通过科技创新实现自身的华丽转型。从煤变乙二醇的技术革新，到聚乙醇酸可降解材料的工业化生产，再到煤化工废水的零排放处理，这一条绿色转型发展之路，见证着榆林化工正以实际行动，在切实保障国家能源安全的同时，推动煤化工产业向“高端化、多元化、低碳化”转型升级，“绿色”已注入了煤化工发展基因，让煤炭消费转型升级之路越走越实，也向世界展示绿色化工、绿色未来的无限可能。
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