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主题:【原创】科普一下煤变油 -- 橡树村

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家园 这要从汽油机和柴油机的区别谈起了

简单的说,汽油发动机的点火方式是点燃的,这样就需要燃料不能够自燃,尽可能的稳定。评价这个指标的就是辛烷值。辛烷值越高,汽油越不容易自燃,不会爆缸,从而有多种好处。

辛烷值高,从燃料本身来讲,就是要求支链烃的比例高。就是异构化的烃的比例越高越高,芳环之类的也不错。

柴油发动机的点火方式是压燃的,压缩到一定程度,温度到了,燃料自燃。这样,燃料就不能太稳定。评价这个指标的是十六烷值。十六烷值越高,越容易点火,从而有诸多好处。

十六烷值高,从燃料本身来讲,就要求直链烃的比例高。就是说那些异构化的,越少越好,最好全是直链的。芳环之类的当然就不好了,再说了芳环分子经过柴油发动机之后,更容易形成颗粒,柴油车后面的黑烟,大部分就是这个东西的功劳。

煤炭直接液化,是直接把煤炭分子拆开,然后加氢。这样,就基本上保持了煤炭分子复杂的结构,得到的产物基本上就是什么异构化的,杂环的,芳环的产物。这样的燃料,就适合做汽油。

煤炭间接液化,反应本身是一氧化碳加氢,实际上是个聚合反应,不经过特殊处理的话,得到的产物基本上就是直链,异构化的很少,芳香烃基本上见不到。这样的燃料,就适合作柴油。

不过直链支链也是可以相互转换的。直链的烃可以通过异构化芳构化得到支链烃和芳香烃。支链烃和芳香烃可以进一步裂解得到更小分子的直链烃。

南非萨索目前的工艺,直接得到的汽油组分辛烷值只有30,经过异构化芳构化以后,才能得到高辛烷值的汽油。不过这个处理过程,非常消耗能量,比较费钱。

至于合成的工艺条件,直接液化一般在400-450摄氏度,300-400个大气压压力下加氢反应。反应器的原料是煤和氢气,产物是粗油。转化率可以达到很高的。主要成本就在合成。

间接液化有两步。首先是气化,这个一般在800-2000摄氏度,常压到40个大气压进行,具体条件看选用的气化工艺。第二步是合成,条件在180-350摄氏度,20-40个大气压压力下进行,具体看使用的工艺和催化剂。间接液化的主要成本在于气化。由于自身是放热反应,合成部分耗能相对不多,转化率看选用的工艺,一般转化率都在90%以上。

具体的有时间再仔细讲。

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