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“煤的液化及轉化——簡談‘煤變油’技術”一文,從科普角度介紹了煤變油的必要性、可能性,煤的液化技術(直接液化與間接液化),以及我國煤變油的研究情況,很可供我們行業同志了解。感到可貴的是作者在撰寫中,將《深冷技術》等情報信息資料中有關煤變油所要用的空分設備,都引入了文中,這就與我們行業聯系起來了。為使我們行業讀者了解“煤變油”及與我們行業相關的情況,筆者也順便提筆作點補充。
煤變油,也就是“人造石油”,是煤基“合成燃料”,即進去是煤,出來是油,其本質是煤液化技術,即通過一系列化學反應,將煤所含的碳氫化合物轉換成其他碳氫化合物,如柴油、汽油等。因為煤和石油有差不多的漫長的“成長經歷”,都是遠古時代沉積下來的生物體,在很深的地層下,在一定的壓力和溫度條件下,逐漸形成。盡管它的外形不同,一個固體、一個液體,但它們有著共同的“基因”——主要由碳氫化合物組成,差別僅在分子結構不同。既然它們像孿生兄弟,“基因”相同,科學家就致力研究讓它們變形——固體的燃煤變為液體的燃油!
我國科學家近年在煤基液體燃料合成技術(即“煤變油”技術)上已取得重大突破。據報道,在催化劑作用下,5噸煤炭經過一系列工藝流程可以合成出1噸成品油,也即5噸煤可變1噸油!我國已正式啟動“煤變油”項目,因此我國已成為世界上少數幾個掌握“煤變油”技術的國家之一。據規劃,我國一個萬噸級的“煤變油”裝置,將在未來三年之內崛起于我國煤炭大省山西,設想到2008年建成一百萬噸級的煤基合成油大型企業。屆時,山西大同、朔州地區幾個煤田之間將崛起一個完全新穎的特大型的“煉油廠”。
隨著經濟的發展,我國液體燃料需求急增,2000年我國進口石油近7600萬噸,專家預測到2010年我國石油缺口將達億噸以上。在這種形勢下,通過將煤液化、轉化成人造石油,就成為實現我國油品基本自給的途徑之一。
從經濟效益來看,目前我國石化企業汽油出廠價平均每噸2900元左右,柴油出廠價每噸2500元左右,而煤價格每噸僅80元左右。專家指出,“煤變油”項目在萬噸級示范生產階段,合成油品的成本扣除折舊后,預計每噸2300元,可以實現保本運行。但一旦實際投運,就會產生規模效益,就可參與市場競爭。
國外為何開發“煤變油”?因為據國外報道,現有的石油儲量將于2020年左右被開采一空,而煤的儲量還很大,21世紀煤將居能源的首位。但煤“臟”,用于燃燒污染環境,且煤渾身是寶,可以通過一系列化工工藝把它們提煉出來,僅作燃料燒掉很可惜。而合成燃油,是潔凈燃料,就符合環保,這是今后日趨嚴格的環保要求所要卡住的一個大關。
煤變油,其轉化過程,就是氧化一汽化過程,需要大量的氧氣作氧化劑,所以美國空氣制品與化學品公司(APCI)曾指出,氧氣市場下一個大發展,將隨著煤轉化(地上與地下氣化)的發展而到來,煤轉化工程的用氧量將迅速超過其它所有用氧部門。美國聯炭公司曾研究指出,從煤生產合成燃料的轉化過程中使用95%~98%的中純氧,可節能3%~8%。在煤的氣化過程中,氧氣用作將固體煤轉化成可燃氣體混合物的氧化劑;在煤的液化過程中,氧氣用作使煤從貧氫固體烴轉化成富氫液體烴的煤介物。且其用氧量很大,研究指出,用煤生產合成燃料所需的氧氣量,可能達到1噸氧:1噸煤。所以產量為10萬桶/B的合成燃料裝置,需要10~20套并聯安裝的58400~73000m3/h大型制氧機。
當今世界上最大的煤轉化合成燃料公司 是南非煤·油·氣公司(SASDC),就是一家 “煤變油”的大公司。因為南非國,煤多油 少。建有66900m3/h× 12+74000m3/h× 1= 876800m3/h的世界第一的特大制氧廠,其 制氧機全為法國液化空氣公司提供:第一期 工程,1977年供“66900”六套;第二期工 程,1979年供“66900”五套、1981年又供“66900”一套,其氧、氮產量與純度為:氧 66900m3/h、98.5%02;氮21600m3/h、<100× 10-602。后又上74000m3/h制氧機一 套。這一實際例子,就意味著制氧工業將隨 “煤變油”的發展,會有前所未有的最大發展。
我國已啟動“煤變油”項目,這就將給 我們空分設備行業帶來一個新的大市場,應引起我們行業的關注。山西“煤變油”一旦成功,制氧機就又有新的用武之地了。
本文根據有關報刊資料及個人行業工作 情報筆記匯集而成,謹向有關同仁致謝。