中国工程院院士凌文：煤液化气化技术迭代升级前景广阔

编者按 在6月22日举行的中国能源·化工强国大会上，来自能源和化工行业的多位院士专家，围绕“面向2035的现代能源体系”这一主题，展开了全方位、多角度的深入研讨。这些专家的深入分析和前瞻性建议，不仅有助于更好地理解当前行业面临的挑战，还能够为未来企业决策提供参考。今日起推出《能源化工院士专家谈》系列报道，陆续刊登这些院士专家的观点和建议，供广大读者参考。

　　在日前西安举办的中国能源·化工强国大会上，中国工程院院士、山东省科协主席凌文介绍了煤制清洁燃料和高端化学品关键技术开发应用的最新进展。凌文认为，我国作为现代煤化工产业大国，在“双碳”战略背景下，实现煤炭清洁高效利用，全面提升能源和资源综合利用效能，对推动现代煤化工产业高端化、多元化、低碳化可持续高质量发展意义重大。实现这个愿景，就需要通过原创技术孕育、关键技术突破、新技术工程化示范，促进煤化工领域技术不断更新换代。

　　凌文介绍说，依托原煤液化及煤化工国家重点实验室，通过与华东理工大学洁净煤研究所等优化整合，2023年3月由科技部正式批准建设煤液化气化及高效低碳利用全国重点实验室。这是国内唯一同时拥有高温、低温费托合成煤间接液化技术并实现产业化、世界唯一同时拥有水煤浆和粉煤气化技术并实现大规模工程应用的研究机构。近年来，实验室聚焦清洁高效大型煤气化技术、高效低碳煤基费托合成技术、清洁燃料与化学品高值化技术3个重点研究方向，布局煤气化、煤液化和高值化学品产业链，并取得了丰硕成果。

　　实验室创新研发的以清洁燃料为主的浆态床低温费托合成技术，铁基催化剂性能指标优异，C₅+选择性、直链烷烃含量分别超88%和90%，在陕西榆林建成国内首套3000吨/年低温费托合成催化剂生产装置，为费托合成煤制油工业化提供催化剂保障。2015年8月，陕西未来能源化工有限公司建成国内首套百万吨级低温费托合成煤制油工业化装置，生产柴油、石脑油和液化石油气等清洁能源产品。该装置采用的大型浆态床低温费托合成反应器是直径9.8米、高52米、重2560吨的超大型浆态床反应器，产能达75万吨/年，生产能力和设备尺寸均为世界第一。该反应器还首创两级反应器串联的低温浆态床费托合成工艺技术，与反应器并联工艺相比，在气体处理量、操作条件、产量相同的条件下，反应器体积和催化剂装填量分别减少约10%，系统能耗、设备投资和运行费用明显降低。

　　低温费托合成以直链烷烃为主，实验室还开发成功以烯烃为主的高温费托合成铁基催化剂技术，在未来能源建成国内首套10万吨/年高温费托合成关键技术与成套工业示范装置。这个示范项目在我国首次实现了大型固定流化床反应器在费托合成领域的工业化应用，既能生产清洁燃料，又可生产高端化学品，并以高附加值的α-烯烃为主，填补了国内空白。项目的总烯烃选择性超57%，其中α-烯烃占比75%以上，突破了长链α-烯烃生产的技术瓶颈。目前，50万吨/年高温费托合成工业化项目前期手续正加紧推进，即将开工建设。

　　在此基础上，实验室在费托合成产物净化与分离提纯、费托合成产物高值化加工和一氧化碳/二氧化碳加氢直接合成化学品技术方面攻关探索，收获满满。比如，低温费托合成开发油品加工工艺技术、115℃高端费托合成蜡加工生产工业化技术、高碳α-烯烃合成PAO(聚α-烯烃)工艺技术、费托合成异构裂化尾油制食品级白油技术、高温费托合成产物制备重烷基苯固体酸催化剂、高碳α-烯烃加成-酯化反应催化剂、高碳α-烯烃氢甲酰化钴基催化剂等。其中，陕西未来清洁化学品有限公司建成10万吨/年费托合成蜡工业化装置，采用“两级薄膜蒸发+三级分子蒸馏”耦合技术生产液蜡、33#蜡、45#蜡、60#蜡、70#蜡、115#蜡等费托蜡产品，在我国首次生产熔点115℃的高端蜡产品，填补高端特种蜡市场空白，打破了国外技术垄断。

　　凌文表示，未来实验室将聚焦煤液化气化和产品高值化原创、关键技术更新换代，攻克煤制液体燃料与高端化学品的前沿技术；实现高碳资源低碳化利用，全面提升能源和资源综合利用效能；形成煤制清洁燃料和高端化学品全产业链技术创新优势，构筑煤炭高效低碳转化全研发链创新体系，成为现代煤化工领域根基深厚、国际顶尖、不可替代的国家战略科技力量的重要有机组成部分，为保障国家能源安全、助力实现“双碳”目标、建设世界一流的煤炭清洁高效低碳利用产业做出重大贡献。