攻克“卡脖子”技术——“点”煤成油的秘密
2020年度国家科学技术进步奖颁布，其中由中国石油和化学工业联合会提名，国家能源集团宁夏煤业有限责任公司联合20余家单位协同攻关完成的“400万吨/年煤间接液化成套技术创新开发及产业化”获得国家科学技术进步一等奖。
我国是一个缺油、少气、煤炭资源相对丰富的国家，预计未来在相当长的一段时期内，我国的能源结构依然离不开煤炭。如果可以将储量丰富、靠得住的煤炭资源变成高品质工业油品，将对我国的能源安全、国民经济发展、煤炭清洁高效转化、调整和优化产业结构具有重要的意义。
将乌黑的煤炭化茧成蝶，华丽变身为清洁透明的高品质油品。这项堪称点石成金的“煤间接液化技术”到底是怎样的呢？
要想了解这项创新技术，先让我们复习一下初中物理知识，看看液化和气化都是啥？液化是指物质由气态转变为液态的现象。气化是指物质由液体经蒸发或沸腾转化为蒸气，或由固体直接转化成气体的现象。
这项技术的原理是先把煤炭在高温下与氧气和水蒸气反应，使煤炭全部气化、转化成合成气（一氧化碳和氢气的混合物），合成气后经过净化，再进入费托合成当中，最后产生油品。
我们知道煤和石油的主要含量是碳元素，煤和石油最大的区别是氢元素含量不同，将黑色的煤变成清洁透彻的油品，涉及到前面提到的一项关键的技术——“费托合成”。
“费托合成”是1925年德国化学家弗朗兹·费歇尔和汉斯·托罗普施所开发的。原理是以一氧化碳和氢气的混合气体为原料，在催化剂和适当条件下，合成液态的烃和碳氢化合物。
弗朗兹·费歇尔
与国内已经实现的大规模产业化的低温费托合成技术不同，“煤间接液化技术”首创了高温浆态床费托合成工艺，实现了煤间接液化的高油品收率和高能量利用效率。
李永旺研究团队经过多年探索与攻关，发现采用低温浆态床合成，在200至250摄氏度下反应时，费托合成产生的热量不能得到很好的利用，将反应温度提高到260至290摄氏度，提高整个系统能源利用效率5至8个百分点，这项技术的产油能力比低温浆态床体高3倍以上。可以达到1000吨油/吨催化剂，产业化项目能量利用效率可达42%至45%，形成了煤制油高度节水流程技术，使每吨油耗水从8至10吨降到5吨左右。
调整后的费托合成技术的合成产物碳数分布窄、烯烃含量更高，特别是α-烯烃含量高。由于采用先进的分离和深加工技术，也可以生产石油化工路线很难获取的精细化工品和专用化学品，填补了多项国内技术的空白，同时还打破了国外技术垄断。
2016年7月19日，习近平总书记在视察400万吨/年煤间接液化项目时，发出了“社会主义是干出来的”伟大号召。同年12月28日，习近平总书记对项目投产作出重要批示：“这一重大项目建成投产，对我国增强能源自主保障能力、推动煤炭清洁高效利用、促进民族地区发展具有重大意义，是对能源安全高效清洁低碳发展方式的有益探索，是实施创新驱动发展战略的重要成果。”
主要参考来源：
1.https://zhuanlan.zhihu.com/p/67292907
2.https://www.mycoal.cn/news/160221.html
3.https://v.qq.com/x/page/z0884n9rbes.html
