面对燃料的价格高启,林天元提出发展煤变油技术让除焦煤外的煤变成燃料油。地锅炉除了挖出焦煤外还有挖出了其它的煤。
林天元为了说服领导,对领导说:“石油迟早开采完,煤炭还多一些,煤变油技术有前途的,国家肯定支持,现在石油价格这么高,石油越来越少,成品油降不下来的,煤变油应该能赚很多,就算是把油价打下来,至少我们也可以节省运费啊”,以前煤变油技术不成熟,成本高现在技术成熟了,成本降下来了,而燃料油价格上去了有钱赚的。
张院士说:“可是电动汽车的发展,液体燃料有市场吗”。
林天元:“锂矿开发差不多了,海水提锂,成本太高,锂电池,发展不起来的。”
张院士说:“那不还有钠电池吗。钠可不缺。”
林天元一时语塞。林天元想一下说:“钠电池的能量密度低。不如锂电池。而在锂电池的时代锂电池汽车就显示出电动汽车,续航能力低,充电麻烦的弱点,就算可以电动车代替小汽车,暂时也代替不了货车。”
张院士:那么转子电池呢。
林天元:转子电池,真空不好搞。不是真空能量损失太大。只适合风电场和核电木公司。
张院士被说服了,核电木后来成为成品油生产的巨型企业。
煤变油技术很早就有,只是成本太高。煤化油的技术路线,即间接液化:1.气化-费托合成。而合成柴油的技术路线即气化-费托合成油即合成柴油。和直接液化:2.贝杰乌斯氢化法。贝杰乌斯氢化法,基本上合成汽油。”
费托合成(Fischer–Tropsch process),又称F-T合成,是以合成气(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以液态的烃或碳氢化合物(hydrocarbon)的工艺过程。在1925年,由就职于位于鲁尔河畔米尔海姆市马克斯·普朗克煤炭研究所的德国化学家弗朗兹·费歇尔和汉斯·托罗普施所开发的。其工艺包括一系列的生成多种烃类的化学反应,其中生产烷烃的用途较广,其反应方程式如下所示,其中烷烃用通式CnH2n+2表示:
(2n+ 1) H2+nCO → CnH(2n+2)+nH2O
其中的N通常是10-20,甲烷(N=1)是无用的产物。生成的烷烃大多数倾向于成直链,适合作为柴油燃料。除了烷烃以外,还会有少量的烯烃、醇类和其它含氧烃作为副产物生成。
催化剂
各种催化剂可用于费-托工艺,最常见的是过渡金属钴,铁和钌。也可以使用镍,但倾向于有利于甲烷形成(“甲烷化”)。
高温费托和低温费托
高温费托(或HTFT)在330-350℃的温度下操作并使用铁基催化剂。萨索尔公司(SASOL)在煤制油厂(CTL)中广泛使用了这一工艺。低温费托(LTFT)在较低的温度下运行,并使用铁或钴基催化剂。这个过程最为人所知的是在马来西亚民都鲁(Bintulu)壳牌公司运营和建造的第一座综合GTL装置中使用。
煤炭的液化技术,有两种基本方法,即直接液化和间接液化。直接液化是先把煤炭制成煤浆,然后在高温、中压状态,在催化剂作用下,通过加氢裂化生成液态碳氢化合物即“合成石油”,直接液化的效率约为65%~75%,每吨煤可生产0.3~0.4t液化油。直接液化技术是由德国人于1913年发现的,并于二战期间在德国实现了工业化生产。德国先后有12套煤炭直接液化装置建成投产,到1944年,德国煤炭直接液化工厂的油品生产能力已达到423万吨/年。二战后,中东地区大量廉价石油的开发,石油价格爆跌,使煤炭直接液化工厂失去竞争力并关闭,其实德国的液化煤炭工厂早就被二战中英美炸坏了也不知道后来修好了没。
间接液化是把煤炭在高温下与水蒸气作用气化,产生合成气(CO,H2等),然后合成气通过催化反应生成性能优良的液态醇类、烃类等。间接液化的效率一般较低。而费托合成法即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以液态的烃或碳氢化合物hydrocarbon)。就没那么容易了,因为会产生大量的甲烷。
最终考虑到成本和效率,核电木大力发展直接液化煤取的成功。