能源是人類社會的命脈，是一種極其珍貴的戰略資源。我國的能源結構以化石能源為主，並具有“富煤少油”的鮮明特徵。一方面，我國已成為全球最大的原油進口國，將近三分之二的石油需要依賴進口；另一方面，大規模地開發利用煤炭資源，使得大氣汙染和溫室氣體排放等問題變得日益突出。那麼，能不能把煤炭變成石油呢？
割不斷的“基因”聯繫
說起煤變油，也許有人會覺得不可思議。一個是固態燃料，一個是液態燃料，更何況煤和油具有不同的化學成分和結構，怎麼能說變就變呢?
我們知道，煤炭和石油都屬於化石燃料，都是複雜的混合物，主要成分為有機化合物，並分別被譽為“工業的糧食”和“工業的血液”。既然它們同屬於一個大家族，那麼它們必然會存在一定的“基因”聯繫。這裡所說的“基因”，就是指的它們在化學組成上的相似性。
煤炭主要是由古代植物長期埋藏在地下經過複雜的生物化學和物理化學變化而逐步形成的固體可燃物，而石油是由水中堆積的浮游生物殘骸在水底沉積演化而成的液態可燃物。煤與石油都是由以碳、氫、氧等元素為主組成的天然有機礦物燃料，這就是它們的“基因”聯繫。正是這種聯繫才奠定了煤變油的物質基礎。
能源是人類社會的命脈，是一種極其珍貴的戰略資源。我國的能源結構以化石能源為主，並具有“富煤少油”的鮮明特徵。一方面，我國已成為全球最大的原油進口國，將近三分之二的石油需要依賴進口；另一方面，大規模地開發利用煤炭資源，使得大氣汙染和溫室氣體排放等問題變得日益突出。那麼，能不能把煤炭變成石油呢？
割不斷的“基因”聯繫
說起煤變油，也許有人會覺得不可思議。一個是固態燃料，一個是液態燃料，更何況煤和油具有不同的化學成分和結構，怎麼能說變就變呢?
我們知道，煤炭和石油都屬於化石燃料，都是複雜的混合物，主要成分為有機化合物，並分別被譽為“工業的糧食”和“工業的血液”。既然它們同屬於一個大家族，那麼它們必然會存在一定的“基因”聯繫。這裡所說的“基因”，就是指的它們在化學組成上的相似性。
煤炭主要是由古代植物長期埋藏在地下經過複雜的生物化學和物理化學變化而逐步形成的固體可燃物，而石油是由水中堆積的浮游生物殘骸在水底沉積演化而成的液態可燃物。煤與石油都是由以碳、氫、氧等元素為主組成的天然有機礦物燃料，這就是它們的“基因”聯繫。正是這種聯繫才奠定了煤變油的物質基礎。
煤變油的不同路徑
但是，煤炭和石油畢竟是兩類不同的物質。比如，它們在外觀上差別很大，一個是固態，一個是液態。在化學組成上也具有明顯的差別，我們在此主要分析碳、氫、氧三種元素的差別.
對於煤炭來說，碳、氫、氧三種元素大約佔到了95%以上。碳是煤炭中有機質的主要組成元素，其含量是隨著煤化程度的不斷加深而逐漸增加的。如泥炭中碳的含量為50%～60%，褐煤中為60%～77%，煙煤中為74%～92%，而無煙煤中則為90%～98%。氫在煤炭中的含量很低，一般在5%左右。氧在煤炭中的含量差別很大，在無煙煤中的含量僅為3%左右，而在褐煤中的含量高達20%左右。
對於石油來說，其主要組成成分為由碳和氫化合而成的烴類物質，按其結構可分為烷烴、環烷烴和芳香烴。組成石油的化學元素主要是碳（83%～87%）、氫（11%～14%），氧的含量很低，大約為0.08%～1.82%。
通過上述的分析不難發現，煤炭和石油具有不同的氫碳比。如典型煙煤的氫碳比為0.8左右，而原油的氫碳比為1.76左右，汽柴油的氫碳比為2左右。
能源是人類社會的命脈，是一種極其珍貴的戰略資源。我國的能源結構以化石能源為主，並具有“富煤少油”的鮮明特徵。一方面，我國已成為全球最大的原油進口國，將近三分之二的石油需要依賴進口；另一方面，大規模地開發利用煤炭資源，使得大氣汙染和溫室氣體排放等問題變得日益突出。那麼，能不能把煤炭變成石油呢？
割不斷的“基因”聯繫
說起煤變油，也許有人會覺得不可思議。一個是固態燃料，一個是液態燃料，更何況煤和油具有不同的化學成分和結構，怎麼能說變就變呢?
我們知道，煤炭和石油都屬於化石燃料，都是複雜的混合物，主要成分為有機化合物，並分別被譽為“工業的糧食”和“工業的血液”。既然它們同屬於一個大家族，那麼它們必然會存在一定的“基因”聯繫。這裡所說的“基因”，就是指的它們在化學組成上的相似性。
煤炭主要是由古代植物長期埋藏在地下經過複雜的生物化學和物理化學變化而逐步形成的固體可燃物，而石油是由水中堆積的浮游生物殘骸在水底沉積演化而成的液態可燃物。煤與石油都是由以碳、氫、氧等元素為主組成的天然有機礦物燃料，這就是它們的“基因”聯繫。正是這種聯繫才奠定了煤變油的物質基礎。
煤變油的不同路徑
但是，煤炭和石油畢竟是兩類不同的物質。比如，它們在外觀上差別很大，一個是固態，一個是液態。在化學組成上也具有明顯的差別，我們在此主要分析碳、氫、氧三種元素的差別.
對於煤炭來說，碳、氫、氧三種元素大約佔到了95%以上。碳是煤炭中有機質的主要組成元素，其含量是隨著煤化程度的不斷加深而逐漸增加的。如泥炭中碳的含量為50%～60%，褐煤中為60%～77%，煙煤中為74%～92%，而無煙煤中則為90%～98%。氫在煤炭中的含量很低，一般在5%左右。氧在煤炭中的含量差別很大，在無煙煤中的含量僅為3%左右，而在褐煤中的含量高達20%左右。
對於石油來說，其主要組成成分為由碳和氫化合而成的烴類物質，按其結構可分為烷烴、環烷烴和芳香烴。組成石油的化學元素主要是碳（83%～87%）、氫（11%～14%），氧的含量很低，大約為0.08%～1.82%。
通過上述的分析不難發現，煤炭和石油具有不同的氫碳比。如典型煙煤的氫碳比為0.8左右，而原油的氫碳比為1.76左右，汽柴油的氫碳比為2左右。
現在來看，煤變油的基本思路應當是先把煤的大分子裂解為較小的分子，然後通過增加氫原子或減少碳原子的方法來提高氫碳比，使其達到石油的氫碳比水平，從而把固態的煤轉化為液態的油。
這個思路在理論上是沒有問題的，然而要實現這個過程並不是一件容易的事情。我們把煤變油的過程叫作煤的液化，其實質就是在適當的溫度、壓力、溶劑和催化劑條件下，提高其氫碳比水平，並通過複雜的化學反應將煤所含的碳氫化合物轉換成油品碳氫化合物，如柴油、汽油等。
就目前的技術手段來講，要實現煤變油主要有直接液化和間接液化兩種技術路徑。直接液化是將煤在氫氣和催化劑作用下通過加氫裂化轉變為液體燃料的過程。直接液化的優點是熱效率較高、油品產率高，缺點是對煤種比較挑剔，化學反應條件苛刻。間接液化是將煤先氣化生產合成氣（氫氣、一氧化碳），再經過費-託合成生產合成油的過程。間接液化的優點是煤種適應性較寬、操作條件相對溫和，缺點是油品產率低。
費-託合成——煤化工領域的“聖經”
說起煤炭的間接液化，不能不提費-託合成，它是間接液化技術的核心，並被奉為煤化工領域的“聖經”。
煤炭的間接液化包括煤炭氣化、合成氣淨化、費-託合成反應以及油品加工等過程。那麼，什麼是費-託合成呢？原來，費-託合成是指在特定溫度和壓力條件下一氧化碳和氫氣在催化劑作用下生成烴類產物的反應。
20世紀20年代初，德國科學家費舍和託羅普歇就在研究一氧化碳和氫氣的反應，並發現可以將煤間接液化。1925年，費舍和託羅普歇在室溫下成功合成了烴類並申請專利。這就是著名的費-託合成。
需要說明的是，費-託合成不能生成單一的烴。也就是說，目前煤的間接液化不能只生成汽油或者柴油。因為費-託合成包含一系列的化學反應，其產物有液體，也有氣體和固體。但是，科學家還是發現了費-託合成的產物分佈規律。我們可以通過催化劑的選擇，以及控制反應工藝和條件，來得到我們所期待的產品結構。
能源是人類社會的命脈，是一種極其珍貴的戰略資源。我國的能源結構以化石能源為主，並具有“富煤少油”的鮮明特徵。一方面，我國已成為全球最大的原油進口國，將近三分之二的石油需要依賴進口；另一方面，大規模地開發利用煤炭資源，使得大氣汙染和溫室氣體排放等問題變得日益突出。那麼，能不能把煤炭變成石油呢？
割不斷的“基因”聯繫
說起煤變油，也許有人會覺得不可思議。一個是固態燃料，一個是液態燃料，更何況煤和油具有不同的化學成分和結構，怎麼能說變就變呢?
我們知道，煤炭和石油都屬於化石燃料，都是複雜的混合物，主要成分為有機化合物，並分別被譽為“工業的糧食”和“工業的血液”。既然它們同屬於一個大家族，那麼它們必然會存在一定的“基因”聯繫。這裡所說的“基因”，就是指的它們在化學組成上的相似性。
煤炭主要是由古代植物長期埋藏在地下經過複雜的生物化學和物理化學變化而逐步形成的固體可燃物，而石油是由水中堆積的浮游生物殘骸在水底沉積演化而成的液態可燃物。煤與石油都是由以碳、氫、氧等元素為主組成的天然有機礦物燃料，這就是它們的“基因”聯繫。正是這種聯繫才奠定了煤變油的物質基礎。
煤變油的不同路徑
但是，煤炭和石油畢竟是兩類不同的物質。比如，它們在外觀上差別很大，一個是固態，一個是液態。在化學組成上也具有明顯的差別，我們在此主要分析碳、氫、氧三種元素的差別.
對於煤炭來說，碳、氫、氧三種元素大約佔到了95%以上。碳是煤炭中有機質的主要組成元素，其含量是隨著煤化程度的不斷加深而逐漸增加的。如泥炭中碳的含量為50%～60%，褐煤中為60%～77%，煙煤中為74%～92%，而無煙煤中則為90%～98%。氫在煤炭中的含量很低，一般在5%左右。氧在煤炭中的含量差別很大，在無煙煤中的含量僅為3%左右，而在褐煤中的含量高達20%左右。
對於石油來說，其主要組成成分為由碳和氫化合而成的烴類物質，按其結構可分為烷烴、環烷烴和芳香烴。組成石油的化學元素主要是碳（83%～87%）、氫（11%～14%），氧的含量很低，大約為0.08%～1.82%。
通過上述的分析不難發現，煤炭和石油具有不同的氫碳比。如典型煙煤的氫碳比為0.8左右，而原油的氫碳比為1.76左右，汽柴油的氫碳比為2左右。
現在來看，煤變油的基本思路應當是先把煤的大分子裂解為較小的分子，然後通過增加氫原子或減少碳原子的方法來提高氫碳比，使其達到石油的氫碳比水平，從而把固態的煤轉化為液態的油。
這個思路在理論上是沒有問題的，然而要實現這個過程並不是一件容易的事情。我們把煤變油的過程叫作煤的液化，其實質就是在適當的溫度、壓力、溶劑和催化劑條件下，提高其氫碳比水平，並通過複雜的化學反應將煤所含的碳氫化合物轉換成油品碳氫化合物，如柴油、汽油等。
就目前的技術手段來講，要實現煤變油主要有直接液化和間接液化兩種技術路徑。直接液化是將煤在氫氣和催化劑作用下通過加氫裂化轉變為液體燃料的過程。直接液化的優點是熱效率較高、油品產率高，缺點是對煤種比較挑剔，化學反應條件苛刻。間接液化是將煤先氣化生產合成氣（氫氣、一氧化碳），再經過費-託合成生產合成油的過程。間接液化的優點是煤種適應性較寬、操作條件相對溫和，缺點是油品產率低。
費-託合成——煤化工領域的“聖經”
說起煤炭的間接液化，不能不提費-託合成，它是間接液化技術的核心，並被奉為煤化工領域的“聖經”。
煤炭的間接液化包括煤炭氣化、合成氣淨化、費-託合成反應以及油品加工等過程。那麼，什麼是費-託合成呢？原來，費-託合成是指在特定溫度和壓力條件下一氧化碳和氫氣在催化劑作用下生成烴類產物的反應。
20世紀20年代初，德國科學家費舍和託羅普歇就在研究一氧化碳和氫氣的反應，並發現可以將煤間接液化。1925年，費舍和託羅普歇在室溫下成功合成了烴類並申請專利。這就是著名的費-託合成。
需要說明的是，費-託合成不能生成單一的烴。也就是說，目前煤的間接液化不能只生成汽油或者柴油。因為費-託合成包含一系列的化學反應，其產物有液體，也有氣體和固體。但是，科學家還是發現了費-託合成的產物分佈規律。我們可以通過催化劑的選擇，以及控制反應工藝和條件，來得到我們所期待的產品結構。
煤變油的中國探索
針對我國“富煤少油”的現實，我國科學家在很早之前就介入了煤變油的相關研究，並突破了一個又一個的技術難題。
中科合成油技術有限公司的組建是我國煤變油研究領域的一件大事。如今，中科合成油公司已成為煤炭間接液化領域的引領者。中國神華集團在煤制油化工領域已經形成了完整的體系，併成為了全球唯一同時掌握百萬噸級煤直接液化和煤間接液化兩種煤制油技術的公司。
2008年12月30日，神華鄂爾多斯煤炭直接液化示範項目正式投產，這是世界上第一個採用現代煤直接液化技術建設的百萬噸級工業化示範工程。該項目總建設規模為年產油品500萬噸，轉化率高達60%～70%。同時，直接液化生產出來的成品油，具有含硫、氮量低，比重大，凝點低等特點。
2016年12月28日，中科合成油技術有限公司與神華寧煤合作建設的世界上單套規模最大的400萬噸/年煤炭間接液化示範項目建成投產，使我國步入了少數掌握煤制油工業化技術的國家行列，並使我國煤制油技術達到了國際領先水平。如我國研發的高效催化劑具有更高的反應活性，使能量利用效率提升為44%～45%，產油能力也比國際通用技術提高了3倍以上。
能源是人類社會的命脈，是一種極其珍貴的戰略資源。我國的能源結構以化石能源為主，並具有“富煤少油”的鮮明特徵。一方面，我國已成為全球最大的原油進口國，將近三分之二的石油需要依賴進口；另一方面，大規模地開發利用煤炭資源，使得大氣汙染和溫室氣體排放等問題變得日益突出。那麼，能不能把煤炭變成石油呢？
割不斷的“基因”聯繫
說起煤變油，也許有人會覺得不可思議。一個是固態燃料，一個是液態燃料，更何況煤和油具有不同的化學成分和結構，怎麼能說變就變呢?
我們知道，煤炭和石油都屬於化石燃料，都是複雜的混合物，主要成分為有機化合物，並分別被譽為“工業的糧食”和“工業的血液”。既然它們同屬於一個大家族，那麼它們必然會存在一定的“基因”聯繫。這裡所說的“基因”，就是指的它們在化學組成上的相似性。
煤炭主要是由古代植物長期埋藏在地下經過複雜的生物化學和物理化學變化而逐步形成的固體可燃物，而石油是由水中堆積的浮游生物殘骸在水底沉積演化而成的液態可燃物。煤與石油都是由以碳、氫、氧等元素為主組成的天然有機礦物燃料，這就是它們的“基因”聯繫。正是這種聯繫才奠定了煤變油的物質基礎。
煤變油的不同路徑
但是，煤炭和石油畢竟是兩類不同的物質。比如，它們在外觀上差別很大，一個是固態，一個是液態。在化學組成上也具有明顯的差別，我們在此主要分析碳、氫、氧三種元素的差別.
對於煤炭來說，碳、氫、氧三種元素大約佔到了95%以上。碳是煤炭中有機質的主要組成元素，其含量是隨著煤化程度的不斷加深而逐漸增加的。如泥炭中碳的含量為50%～60%，褐煤中為60%～77%，煙煤中為74%～92%，而無煙煤中則為90%～98%。氫在煤炭中的含量很低，一般在5%左右。氧在煤炭中的含量差別很大，在無煙煤中的含量僅為3%左右，而在褐煤中的含量高達20%左右。
對於石油來說，其主要組成成分為由碳和氫化合而成的烴類物質，按其結構可分為烷烴、環烷烴和芳香烴。組成石油的化學元素主要是碳（83%～87%）、氫（11%～14%），氧的含量很低，大約為0.08%～1.82%。
通過上述的分析不難發現，煤炭和石油具有不同的氫碳比。如典型煙煤的氫碳比為0.8左右，而原油的氫碳比為1.76左右，汽柴油的氫碳比為2左右。
現在來看，煤變油的基本思路應當是先把煤的大分子裂解為較小的分子，然後通過增加氫原子或減少碳原子的方法來提高氫碳比，使其達到石油的氫碳比水平，從而把固態的煤轉化為液態的油。
這個思路在理論上是沒有問題的，然而要實現這個過程並不是一件容易的事情。我們把煤變油的過程叫作煤的液化，其實質就是在適當的溫度、壓力、溶劑和催化劑條件下，提高其氫碳比水平，並通過複雜的化學反應將煤所含的碳氫化合物轉換成油品碳氫化合物，如柴油、汽油等。
就目前的技術手段來講，要實現煤變油主要有直接液化和間接液化兩種技術路徑。直接液化是將煤在氫氣和催化劑作用下通過加氫裂化轉變為液體燃料的過程。直接液化的優點是熱效率較高、油品產率高，缺點是對煤種比較挑剔，化學反應條件苛刻。間接液化是將煤先氣化生產合成氣（氫氣、一氧化碳），再經過費-託合成生產合成油的過程。間接液化的優點是煤種適應性較寬、操作條件相對溫和，缺點是油品產率低。
費-託合成——煤化工領域的“聖經”
說起煤炭的間接液化，不能不提費-託合成，它是間接液化技術的核心，並被奉為煤化工領域的“聖經”。
煤炭的間接液化包括煤炭氣化、合成氣淨化、費-託合成反應以及油品加工等過程。那麼，什麼是費-託合成呢？原來，費-託合成是指在特定溫度和壓力條件下一氧化碳和氫氣在催化劑作用下生成烴類產物的反應。
20世紀20年代初，德國科學家費舍和託羅普歇就在研究一氧化碳和氫氣的反應，並發現可以將煤間接液化。1925年，費舍和託羅普歇在室溫下成功合成了烴類並申請專利。這就是著名的費-託合成。
需要說明的是，費-託合成不能生成單一的烴。也就是說，目前煤的間接液化不能只生成汽油或者柴油。因為費-託合成包含一系列的化學反應，其產物有液體，也有氣體和固體。但是，科學家還是發現了費-託合成的產物分佈規律。我們可以通過催化劑的選擇，以及控制反應工藝和條件，來得到我們所期待的產品結構。
煤變油的中國探索
針對我國“富煤少油”的現實，我國科學家在很早之前就介入了煤變油的相關研究，並突破了一個又一個的技術難題。
中科合成油技術有限公司的組建是我國煤變油研究領域的一件大事。如今，中科合成油公司已成為煤炭間接液化領域的引領者。中國神華集團在煤制油化工領域已經形成了完整的體系，併成為了全球唯一同時掌握百萬噸級煤直接液化和煤間接液化兩種煤制油技術的公司。
2008年12月30日，神華鄂爾多斯煤炭直接液化示範項目正式投產，這是世界上第一個採用現代煤直接液化技術建設的百萬噸級工業化示範工程。該項目總建設規模為年產油品500萬噸，轉化率高達60%～70%。同時，直接液化生產出來的成品油，具有含硫、氮量低，比重大，凝點低等特點。
2016年12月28日，中科合成油技術有限公司與神華寧煤合作建設的世界上單套規模最大的400萬噸/年煤炭間接液化示範項目建成投產，使我國步入了少數掌握煤制油工業化技術的國家行列，並使我國煤制油技術達到了國際領先水平。如我國研發的高效催化劑具有更高的反應活性，使能量利用效率提升為44%～45%，產油能力也比國際通用技術提高了3倍以上。
全球單套規模最大的煤制油項目
(神華寧煤集團400萬噸/年煤炭間接液化示範項目)
針對煤制油關鍵領域的技術問題，開展煤制油工藝中的節水環保技術攻關，具有十分重要的現實意義。在煤制油技術領域，我國科學家還將進一步探索創新，並致力於解決我國褐煤、煙煤等大量低階煤資源的分級液化利用問題，為推動煤炭清潔高效利用，增強我國能源自主保障能力做出更大的貢獻.