煤是如何變成“油”的

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 初中化學(xué) 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
位于北京全國(guó)科創(chuàng)中心懷柔科學(xué)城的中科合成油研發(fā)中心,僅從外表上看和一般的化工廠無太大差異:縱橫交錯(cuò)的管道、鱗次櫛比的廠房以及林立的煙囪。但走進(jìn)其中才會(huì)發(fā)現(xiàn)其真正的“科技含量”:3D仿真平臺(tái)、表面科學(xué)實(shí)驗(yàn)室、電鏡實(shí)驗(yàn)室等??這些地方記錄著一個(gè)科技界世界紀(jì)錄的誕生。

中國(guó)科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所研究員、中科合成油技術(shù)有限公司總經(jīng)理李永旺記得,去年12月21日23時(shí)50分,神華寧煤400萬噸/年煤制油工程裝置開始向成品油罐區(qū)送料。這標(biāo)志著備受國(guó)內(nèi)外關(guān)注的、全球單套規(guī)模最大的神華寧煤400萬噸/年煤制油工程打通全廠工藝流程,實(shí)現(xiàn)一次性投料試車成功??這是開創(chuàng)中國(guó)煤制油工業(yè)的歷史時(shí)刻,是國(guó)產(chǎn)核心技術(shù)打造大國(guó)重器的又一范例。后來,習(xí)近平總書記對(duì)這一重大項(xiàng)目作出重要批示。

這一重大項(xiàng)目建成投產(chǎn)的背后,所采用的核心技術(shù)正是由李永旺為首席科學(xué)家的中科合成油1000多人的技術(shù)團(tuán)隊(duì)、歷時(shí)20年自主研發(fā)的高溫漿態(tài)床合成成套工藝技術(shù),其中費(fèi)托合成催化劑和大型漿態(tài)床反應(yīng)器技術(shù)是工程取得成功的決定因素。

李永旺說,煤制油即所謂的煤“變”油,主要有兩個(gè)技術(shù)路線,一是將油煤漿直接加氫轉(zhuǎn)化為油,稱為煤的直接液化;另一個(gè)是先將煤進(jìn)行氣化轉(zhuǎn)化為一氧化碳和氫氣的合成氣,然后在催化劑作用下,合成氣反應(yīng)生成碳?xì)浠衔锏幕旌衔??這個(gè)碳?xì)浠衔锞褪菬N,可以加工生產(chǎn)液態(tài)的油即柴油、汽油、煤油,這一技術(shù)路線稱為煤的間接液化。

他告訴記者,在煤間接液化中,關(guān)鍵步驟是一氧化碳和氫氣反應(yīng)合成烴,這個(gè)反應(yīng)也稱為費(fèi)托合成反應(yīng),是由德國(guó)科學(xué)家費(fèi)舍爾和托普森1923年發(fā)現(xiàn)的,這個(gè)反應(yīng)可在很大程度上提高生產(chǎn)油品的質(zhì)量。

也因此,開發(fā)煤間接液化技術(shù),成了我國(guó)煤制油工業(yè)化的重點(diǎn)攻關(guān)方向。中科院山西煤化所副所長(zhǎng)房倚天說,該所從20世紀(jì)80年代開始煤炭間接液化的技術(shù)攻關(guān)研究。2006年,該所聯(lián)合多個(gè)大型煤炭企業(yè)組建了中科合成油技術(shù)有限公司,以便將科研技術(shù)成果推向產(chǎn)業(yè)化。這其中,李永旺團(tuán)隊(duì)從1997年開始瞄準(zhǔn)技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯的漿態(tài)床合成油技術(shù),希望能在中國(guó)建成百萬噸級(jí)煤制油工廠。

在費(fèi)托合成反應(yīng)被發(fā)現(xiàn)94年后的今天,我國(guó)自主開發(fā)的煤炭間接液化技術(shù)大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用終于成為現(xiàn)實(shí)。李永旺說,煤制油大規(guī)模商業(yè)化已經(jīng)掀開新的歷史篇章,中國(guó)人可以從容地應(yīng)對(duì)云譎波詭的世界石油市場(chǎng)和“后石油時(shí)代”的能源技術(shù)革命。他還向記者透露,目前該工程正在實(shí)施的采用高溫漿態(tài)床合成油技術(shù)的煤制油項(xiàng)目,油品總規(guī)模達(dá)到1350萬噸/年。


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