上千名科研人员大胆尝试实现“煤变油”

位于北京怀柔科学城的中科合成油研发中心，看似与一般的化工厂无异，但这里，记录着一项世界纪录的诞生。

去年年底，全球单套规模最大的神华宁煤400万吨/年煤制油工程打通全厂工艺流程，实现一次性投料试车成功，成为国产核心技术打造大国重器的又一范例。习近平总书记对这一项目作出了重要批示，指出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。

这一重大项目建成投产的背后，所采用的核心技术正是由李永旺为首席科学家的中科合成油1000多人的技术团队、历时20年自主研发的高温浆态床合成成套工艺技术。

破题困局，缓解“多煤少油”危机

中国是一个多煤少油的国家，有将近三分之二的石油消费依赖进口。相比之下，中国拥有相对丰富的煤炭资源，煤炭是我国最重要的基础能源。“如果能将煤转化为柴油、汽油等燃料，弥补石油缺口，就可以缓解石油供应紧张的局面，破解我们可能出现的能源困局。”中科合成油首席科学家、总经理李永旺说。

早在1923年，德国科学家费舍尔和托普舍就发现可以将煤间接液化；仅过一年，就有中国人紧跟世界技术前沿，开始探索煤制油的途径。1951年，新中国生产出第一桶煤制油。不过，随着国内油田依次被发现，煤制油技术逐渐淡出视野。

上世纪80年代初，中科院山西煤化所重新开始了煤炭间接液化的技术攻关，但由于技术与经济限制，一直没有规模化生产。1997年，当时煤化所的研究员李永旺重新组织研发团队，瞄准了技术优势明显的浆态床合成油技术，希望能在中国建成百万吨级煤制油工厂。2006年，山西煤化所做出了一个在当时看来颇为大胆的尝试，它联合多家煤炭公司，成立了中科合成油技术有限公司。李永旺的身份，从研究员变成了总经理。这家企业唯一的目标，就是要把中科院几十年的研究成果产业化，把煤真正变成油。

潜心钻研，改良费托合成反应

煤制油主要有两个技术路线：一是将油煤浆直接加氢转化为油，称为煤的直接液化；

另一个是将煤进行气化转化为一氧化碳和氢气的合成气，然后在催化剂作用下，合成气反应生成碳氢化合物的混合物———烃，可以加工生产液态的油即柴油、汽油、煤油，这一技术路线称为煤的间接液化。其中的关键步骤是一氧化碳和氢气反应合成烃，这个反应也称为费托合成反应，可在很大程度上提高生产油品的质量。

1997年李永旺重新组织研发团队后，就开始了数年如一日的潜心钻研。终于在2015年，李永旺团队发现，采用低温浆态床合成，在200℃-250℃下反应，费托合成产生的大量反应热不能得到很好利用，于是他大胆提出将反应温度提高到高温区260℃-290℃，将能源利用效率提升了5-8个百分点。这一概念的突破，成为浆态床费托合成技术提升的关键。

2009年，两个年产16万吨煤制油示范厂投产。经过7年多的长周期运行后，验证了高温浆态床煤变油技术的国际先进性，为百万吨级中国煤制油装置建设奠定了技术基础。

2016年12月，神华宁煤工厂建成并试车成功，生产出了高品质的柴油、石脑油、蜡等产品，一举使我国进入到少数掌握煤制油工业化技术的国家行列，并使我国煤制油技术达到了国际领先水平。中科合成油副总经理杨勇介绍，神华宁煤工程的技术先进性还体现在独创配方的高效催化剂大幅提高了反应活性，产油能力比此前国际通用技术提高了3倍以上。此外，形成了煤制油高度节水流程技术，使吨油耗水量从10吨左右降到8吨以下。

面向未来，研发分级液化技术

针对我国大量低阶煤资源难以有效利用的现实，中科合成油研发出了低阶煤分级液化的煤制油新工艺。该技术已经完成了年处理原煤1万吨的工业中试装置的试验运行，打通了全部工艺技术流程，正在新疆规划和设计百万吨级的商业装置，有望形成新一代煤制油工业技术。

目前，采用高温浆态床合成油技术正在实施的煤制油项目总规模达到1350万吨/年油品，遍布内蒙古、山西、贵州、新疆等地。李永旺透露，中科合成油还将打造北京怀柔科技创新城技术平台，进一步开拓天然气制油、生物质制油等技术，同时积极开拓美洲、非洲、大洋洲、东南亚、中东、欧洲等海外市场。

“煤制油技术在中国的成功应用，将对全球能源技术革命产生重要的影响。”杨勇说，“中科合成油在技术开发和产业化应用的持续创新，得益于中科院机制体制的创新。随着国家知识产权保护体系的日益完善，相信我国科研人员会有更可持续的创新动力和环境。”“可以说，中科院30年的科研底蕴，20年的创新超越，10年的产业推广，铸就了中国煤制油今天的辉煌。”中科院山西煤化所副所长房倚天感慨道。(本报北京6月4日专电)