有没有被上面的数据震惊呢？没想到人的一生，吃、穿、住、行能消耗这么多的煤，还有不可思议的事是，煤炭还可以神奇“变身”为生活用品，快来看看煤炭是如何制作成油的吧。

煤怎么变成油？

     煤是由远古植物的残骸浸入水中，并在生物化学作用下，经过泥炭化阶段，然后被地层覆盖且在地压和温度条件下，经过物理与化学作用而形成的有机生物岩。

     石油是古代生物遗骸经由很复杂的生物和化学作用转化而成的。据估计，大约只有千分之一或更少的生物体，有机会经过很快的掩埋而与氧隔绝以避免腐烂，进而转化成石油的前身——油母质。形成的油母质在沉积掩埋后，大约经历几千万年，沉积物越埋越深，地温越来越高(100 至150 )，油母质的成熟度达到一定范围就转化成液态石油或天然气。

1、煤制油有现实物质组分基础

     煤与石油都是由碳、氢、氧为主的元素组成的天然有机矿物燃料，这是煤能制成油最根本的基础。但它们在外观和化学组成上都有明显差别，其中最明显的差别就是氢、氧含量的不同。煤中氢含量低、氧含量高，氢/碳比低、氧/碳比高。

     煤的化学成分中氢含量为5%，碳含量较高，而成品油中氢含量为12%-15%，碳含量较低，且油品为不含氧的液体燃料。这主要是由于煤与石油的分子结构不同。

因此，要将煤转化为液体产物，首先要将煤的大分子裂解为较小的分子。而要提高氢/碳比，就必须增加氢原子或减少碳原子。总之，煤液化的实质是在适当温度、氢压、溶剂和催化剂条件下，提高其氢/碳比，使固体的煤转化为液体的油。

2、煤直接液化技术路线

     煤直接液化就是让煤浆在高温、高压、催化剂作用下首先打断煤的大分子结构，然后将外供氢加到碳原子上而生成液体油，再通过加氢提质，使煤中杂原子变为各类化合物，生成需要的液态产品。直接液化的优点是热效率较高、液体产品收率高；主要缺点是煤浆加氢工艺过程的总体操作条件相对苛刻。

     1913年德国科学家F·贝吉乌斯发明了在高温高压下可将煤加氢液化生产液体燃料的方法，并获得专利，为煤直接液化技术的开发奠定了基础。

     到20世纪20年代，德国采用贝吉乌斯法，于1921年建成了煤处理量为5吨/天的试验装置，奠定了煤直接液化技术研究的基础。

     1927年德国建立了世界上第一座工业规模生产的煤直接液化厂，装置能力10万吨/年，原料为褐煤或褐煤焦油。

     截至1939年二战爆发，德国共建成投产12套煤直接液化装置，油品生产能力达到423万吨/年，为发动二战提供了2/3的航空燃料和50%的汽车和装甲车用油。

     在二战前后进行煤直接液化技术研究开发的国家还有：英国建设了一座15万吨/年汽油的煤加氢液化厂；1937年日本在我国东北抚顺建设煤液化生产厂，1942年试生产，曾达到连续运转1000 小时的纪录，但直到战争结束也没能正式投产。

     到20世纪50年代初期，苏联利用德国煤直接液化技术和设备于1952年在安加尔斯克石油化工厂建成投产了11套煤直接液化和煤焦油加氢装置，总生产能力为110万吨/年油品，运行7年后停止生产油品而改作他用。

3、煤间接液化技术路线

     煤间接液化是将煤先气化生产合成气(氢气、一氧化碳)，合成气经净化，调整氢气、一氧化碳比例后，再经过催化合成为液体燃料和化学品。其优点是煤种适应性较宽、操作条件相对温和(压力较低)、煤灰等三废问题主要在气化过程中解决，缺点是总效率比不上直接液化。

     1925年，费舍和托罗普歇在室温下成功合成烃类并申请专利。

     1934年，鲁尔化学公司与托罗普歇签订了合作协议，建成250公斤/天的试验装置并顺利运转。

     1936年，该公司建成第一个间接液化厂，产量为7万吨/年，到1944年，德国总共有9套煤间接液化生产装置，总生产能力57.4万吨/年。

     在同一时期，日本、法国和中国也有6套这样的装置，规模为34万吨/年。因此，二战前全世界煤间接液化厂的总规模为91.4万吨/年。

     二战以后，德国的间接液化工业装置与直接液化装置一样完全停顿。

     1952年，苏联利用德国的技术和设备，建了一个5万吨/年的小型工业装置，但没有得到进一步发展。

     南非于1950年成立南非煤油气公司，由于当地矿区的煤为劣质煤，更适合于间接液化对煤种的要求。第二次世界大战以后，煤间接液化的中心由德国转移到了南非。

4、成本考量是技术长期搁置主因

     二战以后，世界范围内的煤制油产业处于停滞状态，主要是由于石油供给的情况决定的。

在上世纪40年代末50年代初，随着中东大油田的开采，低成本的石油大量充斥市场，使得煤制油技术在经济上很不合算。

     直到1973年，中东实行石油禁运，世界石油危机爆发，大规模的煤制油研发才又掀起高潮，美国、日本、德国、苏联都纷纷投入巨资研究，并建设了试验工厂，相继开发出多种工艺。

     到20世纪80年代中期，世界石油价格迅速下跌，而且至1995年还一直在低价位上徘徊，使得那些煤液化示范厂和生产厂的计划不得不中断，煤液化工业化开发的热情随之逐步降温。

     总的来说，各国煤制油技术已相当成熟，但国际油价频繁变动，时高时低，而且煤制油项目从启动到开工建设，至少需要5年准备时间，且煤制油项目也要消耗大量的煤炭资源和水资源，导致各国往往反应滞后，使决策举棋不定。因此，近年来在国外，除了南非在发展煤制油产业外，各国对煤制油产业普遍保持观望态度。

【上一篇：制氢技术的生命周期评价研究进展】

【下一篇：氢能技术现状及挑战】