1923年,德国的费舍尔和托普兹发现了一种将煤炭转换为液体的技术。他们将部分碱性铁屑放置在密闭容器中,并设置一定的温度和压力。接着向容器中注入煤气,使其中的一氧化碳和氢气在充满铁屑的密封环境中发生反应,生成一种烃类化合物(由乙烷、乙醇等含氧化合物的混合液体)。烃类化合物由碳原子和氢原子组成,是所有液体燃料最基本的成分。这便是煤炭间接液化的由来。其合成产品石脑油可以制取乙烯,α-烯烃可以加工成汽油、柴油、航空煤油等优质发动机燃料。
然而不幸的是,由于德国本土煤多油少,煤炭液化为这一发现在当时却助长了纳粹德国的野心。二战结束后,科学家在德国调查发现,德国人不仅掌握了完全依赖煤气为原料的煤炭间接液化工艺,而且懂得更为先进的将煤炭直接液化的技术,并实现了工业化生产。资料记载,到1944年,德国煤炭直接液化的油品生产能力已达到423万吨/年。直接液化意味着碳化和氢化。碳化过程其实就是的干馏。煤焦油脱硫后加氢气进行氢化,直接生成液体燃料,再进一步加工精制成汽油、柴油等燃料油。
与直接液化比较,间接液化必需以大规模的煤炭气化为前提,设备体积巨大,投资和运行费用几乎是天文数字。不但转化率低,原煤消耗量极大,一般情况下,约5~7吨原媟煤才能生产1吨成品油,是直接液化的两倍,而且理论值高达56.25%的工艺废水直接导致了工厂周边环境的迅速恶张化。这里需要说明的是,煤炭直接液化技术的发现年份是1913年,比间接液化早了10年,而且发现者也是德国人我们不会忘记德国人曾经给世界带来过深重灾难,同时,他们在煤炭液化方面所建立的伟大功勋,我们也不应当忘记。
中东地区大量廉价石油的开发标志着一个新时代的来临。20世纪50年代,苛刻的生产条件使人们对煤炭液化渐渐失去兴趣。大量资本纷纷撤离,转而投向迅速崛起的石油工业。20世纪70年代初期,借助一场世界范围内的石油危机,煤炭液化技术又开始活跃起来。
德国、美国、日本等西方发达国家,在原有基础上对煤炭直接液化技术进行改造,相继开发出一批节约成本、简化流程的新工艺。在我国,2016年底神华宁煤集团400万吨/年煤炭间接液化项目投产,成为我国在煤炭液化道路上的关键一步,虽然到目前,煤炭液化项目尚未得到普及,但是我们有理由相信,煤炭液化的铸辉煌之日并不遥远,人们也无需为石油危机而担心。
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