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“煤的液化及转化——简谈‘煤变油’技术”一文,从科普角度介绍了煤变油的必要性、可能性,煤的液化技术(直接液化与间接液化),以及我国煤变油的研究情况,很可供我们行业同志了解。感到可贵的是作者在撰写中,将《深冷技术》等情报信息资料中有关煤变油所要用的空分设备,都引入了文中,这就与我们行业联系起来了。为使我们行业读者了解“煤变油”及与我们行业相关的情况,笔者也顺便提笔作点补充。
煤变油,也就是“人造石油”,是煤基“合成燃料”,即进去是煤,出来是油,其本质是煤液化技术,即通过一系列化学反应,将煤所含的碳氢化合物转换成其他碳氢化合物,如柴油、汽油等。因为煤和石油有差不多的漫长的“成长经历”,都是远古时代沉积下来的生物体,在很深的地层下,在一定的压力和温度条件下,逐渐形成。尽管它的外形不同,一个固体、一个液体,但它们有着共同的“基因”——主要由碳氢化合物组成,差别仅在分子结构不同。既然它们像孪生兄弟,“基因”相同,科学家就致力研究让它们变形——固体的燃煤变为液体的燃油!
我国科学家近年在煤基液体燃料合成技术(即“煤变油”技术)上已取得重大突破。据报道,在催化剂作用下,5吨煤炭经过一系列工艺流程可以合成出1吨成品油,也即5吨煤可变1吨油!我国已正式启动“煤变油”项目,因此我国已成为世界上少数几个掌握“煤变油”技术的国家之一。据规划,我国一个万吨级的“煤变油”装置,将在未来三年之内崛起于我国煤炭大省山西,设想到2008年建成一百万吨级的煤基合成油大型企业。届时,山西大同、朔州地区几个煤田之间将崛起一个完全新颖的特大型的“炼油厂”。
随着经济的发展,我国液体燃料需求急增,2000年我国进口石油近7600万吨,专家预测到2010年我国石油缺口将达亿吨以上。在这种形势下,通过将煤液化、转化成人造石油,就成为实现我国油品基本自给的途径之一。
从经济效益来看,目前我国石化企业汽油出厂价平均每吨2900元左右,柴油出厂价每吨2500元左右,而煤价格每吨仅80元左右。专家指出,“煤变油”项目在万吨级示范生产阶段,合成油品的成本扣除折旧后,预计每吨2300元,可以实现保本运行。但一旦实际投运,就会产生规模效益,就可参与市场竞争。
国外为何开发“煤变油”?因为据国外报道,现有的石油储量将于2020年左右被开采一空,而煤的储量还很大,21世纪煤将居能源的首位。但煤“脏”,用于燃烧污染环境,且煤浑身是宝,可以通过一系列化工工艺把它们提炼出来,仅作燃料烧掉很可惜。而合成燃油,是洁净燃料,就符合环保,这是今后日趋严格的环保要求所要卡住的一个大关。
煤变油,其转化过程,就是氧化一汽化过程,需要大量的氧气作氧化剂,所以美国空气制品与化学品公司(APCI)曾指出,氧气市场下一个大发展,将随着煤转化(地上与地下气化)的发展而到来,煤转化工程的用氧量将迅速超过其它所有用氧部门。美国联炭公司曾研究指出,从煤生产合成燃料的转化过程中使用95%~98%的中纯氧,可节能3%~8%。在煤的气化过程中,氧气用作将固体煤转化成可燃气体混合物的氧化剂;在煤的液化过程中,氧气用作使煤从贫氢固体烃转化成富氢液体烃的煤介物。且其用氧量很大,研究指出,用煤生产合成燃料所需的氧气量,可能达到1吨氧:1吨煤。所以产量为10万桶/B的合成燃料装置,需要10~20套并联安装的58400~73000m3/h大型制氧机。
当今世界上最大的煤转化合成燃料公司 是南非煤·油·气公司(SASDC),就是一家 “煤变油”的大公司。因为南非国,煤多油 少。建有66900m3/h× 12+74000m3/h× 1= 876800m3/h的世界第一的特大制氧厂,其 制氧机全为法国液化空气公司提供: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、氮产量与纯度为:氧 66900m3/h、98.5%02;氮21600m3/h、<100× 10-602。后又上74000m3/h制氧机一 套。这一实际例子,就意味着制氧工业将随 “煤变油”的发展,会有前所未有的最大发展。
我国已启动“煤变油”项目,这就将给 我们空分设备行业带来一个新的大市场,应引起我们行业的关注。山西“煤变油”一旦成功,制氧机就又有新的用武之地了。
本文根据有关报刊资料及个人行业工作 情报笔记汇集而成,谨向有关同仁致谢。