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煤制油技术发明者和发展史
日期：2023-03-23 13:30:22 访问次数：2287
煤制油技术起源于德国，早在19世纪即已开始研究。德国是一个富煤贫油的国家，1913年，德国化学家弗里德里希·卡尔·鲁道夫·贝吉乌斯（德语：Friedrich Karl Rudolf Bergius，1884年10月11日－1949年3月30日），研究出煤炭在高温高压条件下加氢液化反应，生成燃料的煤炭直接液化技术，并获得专利。贝吉乌斯因此获得1931年的诺贝尔化学奖。1923年，德国化学家费歇尔（F.Fischer）和托罗普希（H.Tropsch）试验成功间接液化技术。1927年，德国法本（Farben）公司用贝吉乌斯法，在德国莱比锡附近的洛伊纳（Leuna），建成世界第一座年产10万吨的煤炭直接液化厂。1934年德国鲁尔化学公司用费-托合成工艺，建成世界第一座年产7万吨的煤炭间接液化厂。1935年，英国卜内门化学工业公司，在比灵赫姆建起一座年产15万吨的煤炭直接液化厂。此外，日本、法国、美国、加拿大等国，也先后建过一些实验厂，世界年总产能达到约34万吨。
20世纪30年代后期，在德国的能源消费总量中，煤炭占90％以上。石油及其产品依靠进口。1913年，德国一位化学家弗里德里希·卡尔·鲁道夫·贝吉乌斯（德语：Friedrich Karl Rudolf Bergius，1884年10月11日－1949年3月30日）发明了用氢化法从煤炭中合成出液体燃料的方法。他把煤粉与催化剂混合，在高温（450～500～C）和高压（20．3～30．4MPa）下，与氢气发生反应，使其中的碳分子转化为与原油相似的产物，即合成出烃和烃的含氧化合物。这种产物经过分馏，可以生产出汽油，副产品有石蜡等。
德国著名化学家，弗里德里希·卡尔·鲁道夫·贝吉乌斯（德语：Friedrich Karl Rudolf Bergius，1884年10月11日－1949年3月30日）
10年后，有人发明一种新工艺，用蒸汽把煤分子分解为氢原子和一氧化碳，经过化学反应，生产出人造液体燃料。德国大化工企业法本公司于1926年买下了贝吉乌斯方法的专利，在德国的洛伊纳市建立了一座试验工厂。规模是日产汽油318立方米，于1927年投人生产。这是世界上第一座煤炼油工厂。＂EL产的汽油是高辛烷值的，可以作为飞机燃料——航空汽油。不过成本很高，几乎是从美国进口的航空汽油的10倍。
1931年，贝吉乌斯和法本公司董事长卡尔·博施（Carl Bosch；1874年8月27日-1940年4月26日）获得了诺贝尔化学奖。法本公司面临很大的难题。用煤炭生产汽油，技术上是可行的了。但是，要把它大规模商业化应用还比较困难，因为：第一，要有可靠的大用户；第二，需要很大投资，要得到政府的支持。希特勒纳粹政权对此非常重视。它要征服欧洲，要建立一支庞大的空军、海军和机械化陆军，必须有大量燃料的保障。它要求法本公司迅速扩大煤炼石油的生产，而它则保证这种燃料的市场（军方）和价格。
1936年年底，德国开始实施它的四年计划。煤炼石油是一个重点。强调，“德国的燃料生产必须全速发展，必须以打仗的决心执行这个任务，因为它的解决决定着未来的战争能力。”“生产成本不是重要问题。”产量要扩大6倍。主体是法本公司。
日本同样是石油资源贫乏的国家。1912年日本石油消耗量仅为4万吨，到1932年已达到200万吨。而同时期日本本土石油产量仅为42.7万吨，台湾产油3.5万吨，不足需求量的五分之一。为了弥补石油产量不足，日本重点发展了所谓人造油，包括油页岩制油、煤制油和松根汽油。1929年12月30日，抚顺页岩油厂落成，利用抚顺煤矿的页岩油层，用内热式干馏法提炼重油，日产4000吨，主要供应海军舰艇使用。但这种方法生产的重油杂质较高，舰艇燃油喷嘴经常被堵塞，海军非常气愤。抚顺页岩油厂负责人长谷川清二因此引咎自杀。1931年日军全面占领中国东北，这里丰富的煤炭资源，使日本开始关心煤炭液化技术。日本曾派考察团去德国和英国考察煤液化工厂，但英德将其视为军事机密，导致日本人无功而返。抚顺页岩油工厂燃料课长阿部良之助等人，经过长期实验后，摸索出一套煤制油流程。即将煤和焦油1：1混合，以氧化铁做催化剂，在100个大气压的氢气下加热到450摄氏度。其遵循的原理是，煤和石油相比，煤的氧多氢少，加高压之后加氢，氧就已水的形式流出。但是试验并不成功，阿部注意到应该先把煤这个大聚合体加以分解，于是把研究重点转移到用以分解聚合体的催化剂上，最后找到了硫化亚铁。其次，为了防止煤在粉碎过程中接触空气氧化，于是采取水中粉碎的方法，可是这样做出来的是胶泥状煤粉，最终采取在水中加入低温焦油的方法提取煤粉。就这样日本的煤炭液化技术取得了进展。
日本引进德国技术，在中国的锦州、锦西和吉林，建设以煤炭为原料的合成油厂。1942年产量2．4万吨。在日本本土也建设了此类工厂。1943年，日本控制的煤制石油总产量才100万桶（约14万吨）。
1937年日本的七年规划，对于煤液化寄予了很大希望，计划在1944年前，建成87个合成油装置，总生产能力达到年产1300万桶，满足大约三分之一的需求，成为原油的重要补充。在这个计划中，有10个是直接液化装置，每个年产10万吨，11个是间接液化的费托合成装置，总产量50万吨，其余的都是低温焦化。1937年5月4日，日本海军德山燃料厂决定采取阿部方式生产煤制油，由满铁出资1800万日元建设新厂。1939年7月21日，工厂投产，生产出日本第一批煤液化油，但产量少得可怜，只装满3个玻璃瓶。其中1瓶献给了皇宫，另1瓶送给伊势神宫，第3瓶送给阿部的母校，北海道轻臼小学。
此后受工业基础限制，日本的煤制油始终不成气候。最终，直接液化装置在中国抚顺和韩国各建了一个，只有抚顺的投产，到战争结束的时候总产量只有1000多吨。费托合成装置在日本本土建立了三个，分别在1940、1942和1943年投产。在中国吉林和锦州还建成了两套费托合成装置，到战争结束时没有完工。五个装置的总设计生产能力是年产18万吨，但实际上整个战争期间的总产量还不到6万吨。成功的是低温焦化，建设了8个，实际年产量也只有几万吨，与规划相去甚远。太平洋战争后，美英对日本实施全面物资禁运。原油供应不足加速了日军战败。为了省油，日军飞行员几乎没有训练的机会就被派到了战场，损失可想而知。军舰无油可烧，大部分被困在港里。于是，日本又发展了生物油技术，各种各样的油品都被用于军事，豆油、菜籽油、松树油等等只要是液体的就都成了好东西。曾经有被击沉的船只全部使用豆油的例子。这些都使得日本军方的实力大受挫折，迅速崩溃。帝国海军的象征——长期缺少油料的大和舰，在最后一次出海中被美军击沉。日本本土的合成油厂，大部分在1945年的大轰炸中被摧毁。
二战期间，德国由于石油进口受到封锁，在1936-1943年间重点发展煤制油技术，先后建成9套煤炭间接液化装置和18套煤炭直接液化装置。1936年，德国的煤制油产量只有62万吨，1939年达到220万吨，1940年320万吨，1941年390万吨，1942年420万吨，1943年达到战时最高峰的560万吨，1944年由于盟军轰炸，产量降到约390万吨，1945年降到110万吨。在二战期间，德国近三分之二的飞机燃料和50%的汽车及装甲车用油，都由煤制油供应，产量远远高于天然石油。
二战后，这些工厂在同盟国的干预下，全部停产或者转产，部分设备被瓜分。1952年，前苏联利用德国煤直接液化技术和设备，建成投产11座单台产能4-5万吨/年的装置，运行7年后停产改作他用。由于中东石油的大规模开发，石油价格下降，煤液化产品无法与石油竞争。这使得投资巨大、工艺流程复杂的煤制油技术产业化进程嘎然而止。随后，西方发达国家对煤制油技术研究陷入低潮，甚至实验装置也都停止试验。
当时，世界上只有南非重视煤炭液化技术。南非因种族隔离政策，长期遭到贸易禁运，而南非又是富煤贫油的国家，煤炭探明储量587.5亿吨，约占全非洲的三分之二，因此希望将其丰富的煤炭资源转化成石油燃料。早在1927年，南非就开始探索煤液化技术，由于南非的煤为高挥发高灰分的劣质煤，所以当时选择了间接液化工艺。
20世纪30年代后期，在德国的能源消费总量中，煤炭占90％以上。石油及其产品依靠进口。1913年，德国一位化学家弗里德里希·卡尔·鲁道夫·贝吉乌斯（德语：Friedrich Karl Rudolf Bergius，1884年10月11日－1949年3月30日）发明了用氢化法从煤炭中合成出液体燃料的方法。他把煤粉与催化剂混合，在高温（450～500～C）和高压（20．3～30．4MPa）下，与氢气发生反应，使其中的碳分子转化为与原油相似的产物，即合成出烃和烃的含氧化合物。这种产物经过分馏，可以生产出汽油，副产品有石蜡等。
德国著名化学家，弗里德里希·卡尔·鲁道夫·贝吉乌斯（德语：Friedrich Karl Rudolf Bergius，1884年10月11日－1949年3月30日）
10年后，有人发明一种新工艺，用蒸汽把煤分子分解为氢原子和一氧化碳，经过化学反应，生产出人造液体燃料。德国大化工企业法本公司于1926年买下了贝吉乌斯方法的专利，在德国的洛伊纳市建立了一座试验工厂。规模是日产汽油318立方米，于1927年投人生产。这是世界上第一座煤炼油工厂。＂EL产的汽油是高辛烷值的，可以作为飞机燃料——航空汽油。不过成本很高，几乎是从美国进口的航空汽油的10倍。
1931年，贝吉乌斯和法本公司董事长卡尔·博施（Carl Bosch；1874年8月27日-1940年4月26日）获得了诺贝尔化学奖。法本公司面临很大的难题。用煤炭生产汽油，技术上是可行的了。但是，要把它大规模商业化应用还比较困难，因为：第一，要有可靠的大用户；第二，需要很大投资，要得到政府的支持。希特勒纳粹政权对此非常重视。它要征服欧洲，要建立一支庞大的空军、海军和机械化陆军，必须有大量燃料的保障。它要求法本公司迅速扩大煤炼石油的生产，而它则保证这种燃料的市场（军方）和价格。
德国工业化学家，卡尔·博施（Carl Bosch；1874年8月27日-1940年4月26日）
1936年年底，德国开始实施它的四年计划。煤炼石油是一个重点。强调，“德国的燃料生产必须全速发展，必须以打仗的决心执行这个任务，因为它的解决决定着未来的战争能力。”“生产成本不是重要问题。”产量要扩大6倍。主体是法本公司。
日本同样是石油资源贫乏的国家。1912年日本石油消耗量仅为4万吨，到1932年已达到200万吨。而同时期日本本土石油产量仅为42.7万吨，台湾产油3.5万吨，不足需求量的五分之一。为了弥补石油产量不足，日本重点发展了所谓人造油，包括油页岩制油、煤制油和松根汽油。1929年12月30日，抚顺页岩油厂落成，利用抚顺煤矿的页岩油层，用内热式干馏法提炼重油，日产4000吨，主要供应海军舰艇使用。但这种方法生产的重油杂质较高，舰艇燃油喷嘴经常被堵塞，海军非常气愤。抚顺页岩油厂负责人长谷川清二因此引咎自杀。1931年日军全面占领中国东北，这里丰富的煤炭资源，使日本开始关心煤炭液化技术。日本曾派考察团去德国和英国考察煤液化工厂，但英德将其视为军事机密，导致日本人无功而返。抚顺页岩油工厂燃料课长阿部良之助等人，经过长期实验后，摸索出一套煤制油流程。即将煤和焦油1：1混合，以氧化铁做催化剂，在100个大气压的氢气下加热到450摄氏度。其遵循的原理是，煤和石油相比，煤的氧多氢少，加高压之后加氢，氧就已水的形式流出。但是试验并不成功，阿部注意到应该先把煤这个大聚合体加以分解，于是把研究重点转移到用以分解聚合体的催化剂上，最后找到了硫化亚铁。其次，为了防止煤在粉碎过程中接触空气氧化，于是采取水中粉碎的方法，可是这样做出来的是胶泥状煤粉，最终采取在水中加入低温焦油的方法提取煤粉。就这样日本的煤炭液化技术取得了进展。
日本引进德国技术，在中国的锦州、锦西和吉林，建设以煤炭为原料的合成油厂。1942年产量2．4万吨。在日本本土也建设了此类工厂。1943年，日本控制的煤制石油总产量才100万桶（约14万吨）。
1937年日本的七年规划，对于煤液化寄予了很大希望，计划在1944年前，建成87个合成油装置，总生产能力达到年产1300万桶，满足大约三分之一的需求，成为原油的重要补充。在这个计划中，有10个是直接液化装置，每个年产10万吨，11个是间接液化的费托合成装置，总产量50万吨，其余的都是低温焦化。1937年5月4日，日本海军德山燃料厂决定采取阿部方式生产煤制油，由满铁出资1800万日元建设新厂。1939年7月21日，工厂投产，生产出日本第一批煤液化油，但产量少得可怜，只装满3个玻璃瓶。其中1瓶献给了皇宫，另1瓶送给伊势神宫，第3瓶送给阿部的母校，北海道轻臼小学。
此后受工业基础限制，日本的煤制油始终不成气候。最终，直接液化装置在中国抚顺和韩国各建了一个，只有抚顺的投产，到战争结束的时候总产量只有1000多吨。费托合成装置在日本本土建立了三个，分别在1940、1942和1943年投产。在中国吉林和锦州还建成了两套费托合成装置，到战争结束时没有完工。五个装置的总设计生产能力是年产18万吨，但实际上整个战争期间的总产量还不到6万吨。成功的是低温焦化，建设了8个，实际年产量也只有几万吨，与规划相去甚远。太平洋战争后，美英对日本实施全面物资禁运。原油供应不足加速了日军战败。为了省油，日军飞行员几乎没有训练的机会就被派到了战场，损失可想而知。军舰无油可烧，大部分被困在港里。于是，日本又发展了生物油技术，各种各样的油品都被用于军事，豆油、菜籽油、松树油等等只要是液体的就都成了好东西。曾经有被击沉的船只全部使用豆油的例子。这些都使得日本军方的实力大受挫折，迅速崩溃。帝国海军的象征——长期缺少油料的大和舰，在最后一次出海中被美军击沉。日本本土的合成油厂，大部分在1945年的大轰炸中被摧毁。
二战期间，德国由于石油进口受到封锁，在1936-1943年间重点发展煤制油技术，先后建成9套煤炭间接液化装置和18套煤炭直接液化装置。1936年，德国的煤制油产量只有62万吨，1939年达到220万吨，1940年320万吨，1941年390万吨，1942年420万吨，1943年达到战时最高峰的560万吨，1944年由于盟军轰炸，产量降到约390万吨，1945年降到110万吨。在二战期间，德国近三分之二的飞机燃料和50%的汽车及装甲车用油，都由煤制油供应，产量远远高于天然石油。
（二战德军烧木炭的坦克）
二战后，这些工厂在同盟国的干预下，全部停产或者转产，部分设备被瓜分。1952年，前苏联利用德国煤直接液化技术和设备，建成投产11座单台产能4-5万吨/年的装置，运行7年后停产改作他用。由于中东石油的大规模开发，石油价格下降，煤液化产品无法与石油竞争。这使得投资巨大、工艺流程复杂的煤制油技术产业化进程嘎然而止。随后，西方发达国家对煤制油技术研究陷入低潮，甚至实验装置也都停止试验。
当时，世界上只有南非重视煤炭液化技术。南非因种族隔离政策，长期遭到贸易禁运，而南非又是富煤贫油的国家，煤炭探明储量587.5亿吨，约占全非洲的三分之二，因此希望将其丰富的煤炭资源转化成石油燃料。早在1927年，南非就开始探索煤液化技术，由于南非的煤为高挥发高灰分的劣质煤，所以当时选择了间接液化工艺。
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