【文/bet365苹果版专栏作者 刘林】

5月4日，《光明日报》从中科院获悉，大连化学物理研究所孙剑、葛庆杰研究员团队发现了CO₂高效转化新过程，并设计了一种新型多功能复合催化剂，首次实现了二氧化碳（CO₂）直接加氢制取汽油。这则新闻bet365苹果版也进行了转载，作为行业内新闻也引起了本人的注意，这里简单梳理煤化工的发展历程、现状与趋势，以及CO₂转化技术的意义。

一 煤化工简介

上世纪20年代，皇家威廉化工学院的费希尔和托普斯博士合作研究了煤炭利用技术并取得了成功，并于1930年发表了其科研成果，6年后实现了商业化应用。费希尔和托普斯所研究的工艺路线的主要反应过程被称之为“费托反应“（Fischer–Tropsch process）。主要包括以下几个过程：

德国石油匮乏而煤炭资源丰富，这项技术很快得到了推广。二次世界大战期间，利用该项技术生产的燃料占德国总产量的9%，占车用燃料的25%（还有一种观点认为高达2/3的液体燃料来自煤炭和天然气合成： John Ellis, World War Ⅱ：A Statistical Survey, New York: Facts on File,1993.）。日本在二战期间为了解决液体燃料不足的问题，也尝试了煤化工技术，利用中国东北丰富的煤炭资源生产汽油以满足其庞大的战争机器的需求。然而其尝试并不成功，即便在高峰时期日产量也不足百吨，与其庞大的需求相比不值一提。

二战结束后，南非当局为了摆脱对外部资源的依赖，继续尝试在这个方向点科技树。萨索尔公司在1955年建成小型费托合成油工厂SASOL-Ⅰ，1977年开发成功大型流化床Synthol反应器，并于1980年和1982年相继建成两座年产1.6Mt的费托合成油工厂SASOL-Ⅱ和SASOL-Ⅲ。1990年公司首次实现了浆态床费托合成技术的工业化，称为SSPD工艺。2006年Sasol公司与卡塔尔国家石油公司合作建设的以天然气为原料的Oryx工厂投产，产能30千桶/日。

皇家壳牌在20世纪70年代也开始了相关研究，并于1990年成功开发了SMDS工艺，。1993年5月，该公司的第一代技术在马来西亚的Bintulu建成了产能为12.5千桶/日的工厂。2003年更高效催化剂开发成功，Bintulu工厂改造后产能提高到14.7千桶/日。公司在卡塔尔建成了以天然气为原料的Pearl合成油工厂，产能140千桶/日。中国的煤化工发展与该企业合作也非常紧密。

埃克森公司也开发了相关技术，1990年首套中试装置成功运转，很快取得成功并与萨索尔分庭。

第一代费托反应（F-T反应，下同）解决了煤炭液化的问题，但缺陷也是显而易见的，主要包括以下方面：

1. 选择性差，轻质液体烃少、重质石蜡烃较多。其产物从C1到C100均有，选择性的理论极限为58%，实际第一代F-T反应选择性只有大约21%；

2. 耗水量大，煤气化阶段和主反应均消耗大量水，制成1吨烯烃消耗水数十吨（第一代难以考证，目前吨油耗水超过13吨，吨烯烃耗水接近30吨）

3. 反应过程放热量大，每转化1m3的合成气要释放约2.5MJ的热量，容易发生催化剂局部过热；

4. 二氧化碳及其他污染物排放量大。

其中第四个问题在早期并不是很严重的问题，在疾风骤雨的二战期间和核武阴云下的冷战，煤化工所释放的二氧化碳并未引起公众注意。但进入21世纪后，抑制温室效应、减少温室气体排放逐渐成为世界潮流，碳税呼之欲出——如果开征碳税，中国的煤化工行业每年将承担数百亿的税负。巨量的二氧化碳的排放无疑是制约煤化工发展的隐忧。

二 发展煤化工的意义

中国煤化工的兴起，是贫油、少气、富煤的资源禀赋，以及作为制造业大国对能源、化工原料的巨大需求决定的，化石能源清洁化的潮流也对这一进程起了推动作用。更具体地说，是以下几方面共同推动的：

首先是烯烃来源多元化需要。

乙烯、丙烯、丁二烯三种烯烃是塑料和橡胶产业的源头和基础，中国的烯烃主要来源于石脑油裂解，严重依赖原油。而中国原油不能自给，目前约60%依赖进口，在世界局势动荡的背景下，烯烃对石油的高度依赖显然不利于经济安全。有鉴于此，中国《烯烃工业——十二五发展规划》提出的烯烃原料多元化率达到20%以上的目标。由于煤化工的快速发展及丙烷脱氢装置的大量投产，在十二五结束的2015年底，中国煤/甲醇制烯烃(MTO)与丙烷脱氢(PDH)在乙烯/丙烯总产能中的占比分别达到20%和8.2%，实现了《规划》提出的目标。目前煤制烯烃在总产能比例仍在继续提高。

其次是解决煤炭行业产能过剩。

公开信息显示，截至2015年底，中国煤炭产能过剩10亿吨/年以上。随着风电、光伏等清洁能源的持续发展、进口天然气的持续增长，煤炭的消费量将进一步受到挤压，中国煤炭产能过剩将长期存在。大型煤制烯烃、油、气项目在长期享受低廉的煤炭供应的同时，也将为化解煤炭产能过剩做出贡献。

再次是煤炭价值的充分利用。

煤炭本身是各种复杂烃类的集合，仅作为燃料使用远远不能体现其内在价值。煤炭相对于石油价格低廉，通过煤化工将其转化为国民经济依赖的化工产品，可较为充分地利用煤炭资源。