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)其中才會發(fā)現(xiàn)其真正的“科技含量”:3D仿真平臺、表面科學(xué)實驗室、電鏡實驗室等??這些地方記錄著一個科技界世界紀(jì)錄的誕生。

中國科學(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,實現(xiàn)一次性投料試車成功??這是開創(chuàng)中國煤制油工業(yè)的歷史時刻,是國產(chǎn)核心技術(shù)打造大國重器的又一范例。后來,習(xí)近平總書記對這一重大項目作出重要批示。

這一重大項目建成投產(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、歷時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,這個反應(yīng)也稱為費托合成反應(yīng),是由德國科學(xué)家費舍爾和托普森1923年發(fā)現(xiàn)的,這個反應(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),成了我國煤制油工業(yè)化的重點攻關(guān)方向。中科院山西煤化所副所長房倚天說,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)隊從1997年開始瞄準(zhǔn)技術(shù)優(yōu)勢明顯的漿態(tài)床合成油技術(shù),希望能在中國建成百萬噸級煤制油工廠。

在費托合成反應(yīng)被發(fā)現(xiàn)94年后的今天,我國自主開發(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。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,中國人可以從容地應(yīng)對云譎波詭的世界石油市場和“后石油時代”的能源技術(shù)革命。他還向記者透露,目前該工程正在實施的采用高溫漿態(tài)床合成油技術(shù)的煤制油項目,油品總規(guī)模達(dá)到1350萬噸/年。


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