“煤变油”为什么能

2016年底，全球单套规模最大煤制油项目——神华宁煤集团年产400万吨煤制油示范项目正式投产。这个世界级工程承担着37项重大技术、装备以及材料的国产化任务，打破了国外对煤制油化工核心技术的长期垄断，探索出了科技含量高、附加值高、产业链长的煤炭深加工产业发展模式。

习近平总书记指出，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。

“煤制油来了——去煤，还是理性地拥抱煤？”业内专家认为，该项目生产的清洁油品对于解决城市汽车尾气污染、雾霾治理等问题具有重要的现实意义。

在这个世界级工程背后，站立着一支攻坚克难的核心技术团队——中科合成油公司。近日，记者走进这一团队，回顾煤制油的追逐与赶超之旅，尝试回答“煤变油”为什么能。

百年探索，中国创造煤制油的新历史

石油被称为工业的血液，但我国是一个富煤少油的国家，目前将近三分之二的石油依赖进口。

1923年，德国科学家费舍尔和托普舍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。

进入改革开放年代，石油价格波动起伏，中科院山西煤炭化学研究所集中科研力量，开始了中国第二次煤制油之旅。科研人员陆续研制出新型催化剂，开发新式合成工艺，使油收率得到较大提升。

1997年，山西煤炭化学研究所研究员李永旺重新组织研发团队，立志研究出中国人自己的煤制油技术。

据李永旺介绍，煤制油工厂系统复杂、高度集成，其中合成气转化为初级油品的费托合成反应是最为关键的一步，因此费托合成催化剂与大型合成反应器技术的突破是煤制油技术能否实现工业化的根本性、决定性因素。

2011年，神华宁煤集团决定采用李永旺团队开发的高温浆态床煤制油成套工艺技术。国家能源局组织专家对采用该技术的示范装置进行标定后评价：我国煤炭间接液化技术发展的里程碑。

2016年12月，年产400万吨煤制油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。

蓄力二十载，自主技术突破瓶颈

研究掌握煤制油技术的二十年间，尽管可供借鉴的国外先进经验非常有限，但一个又一个技术瓶颈仍被相继突破。

在规划和设计年产16万吨至20万吨煤制油示范工厂时，李永旺反复核算了整个工艺流程和能源利用效率，发现在200摄氏度至250摄氏度下反应，产生的大量热量难以回收。“这部分热量得不到很好利用，对煤制油的系统能效影响很大。”李永旺开创性地提出，将反应温度提高至260摄氏度至290摄氏度。

据中科合成油公司副总经理杨勇介绍，该世界级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；形成了煤制油高度节水技术，使吨油耗水量从10吨左右降到8吨以下。

杨勇说，与常规油品相比，该世界级工程装置产出的高清洁油品具有无硫、无氮、低芳烃等优点，一氧化碳、氮氧化物、颗粒物排放大幅度减少。

产研一体，引入社会资金和市场运作机制

在实验室技术走向工业化应用的发展过程中，山西煤炭化学研究所大胆地进行了体制、机制、管理和融资等方面的改革创新。

中科合成油公司是山西煤炭化学研究所联合内蒙古伊泰集团、山西潞安集团、神华集团、江苏徐矿集团等大型煤炭企业组建的股份制高技术公司。李永旺说，事实证明，这是一个依托中科院与大型企业紧密合作、引入社会资金和市场运作机制、快速推动科技成果产业化的成功模式。

李永旺说，通过社会化路径，不仅可以为科技成果转化提供强有力的资金保障，还可以提供市场管理、资本运作、融资等方面的帮助，并有助于改变科研人员的固有观念。

在发展壮大过程中，中科合成油公司不断培养、吸收和引进国际国内高精尖科研人员和高级工程设计人才。同时，通过股权分配和股权激励等政策，解决了科研骨干的后顾之忧，激发了科研人员的技术创新能力。

针对我国拥有大量的褐煤、烟煤等低阶煤资源且难以有效利用的现实，中科合成油公司研发团队正在试验分级液化的煤制油新工艺，目前正在规划和设计百万吨级的商业装置，有望形成新一代煤制油技术。