合成石油发展简史.doc.doc

合成石油发展简史
李宝增编译
通过煤氢化而获得合成石油,从20世纪初开始,有着它漫长而成功的历史进程。
煤氢化是指在高温、高压下,用煤与氢气反应,把不同种类的煤转化为合成石油的一个生产过程。德国化学家伯吉斯(Berjius l984-1949)首先获得氢化煤成功,并预见到它的工业前途。
由于大量地生产汽车,在20世纪头10年世界范围内石油消费已经稳定增长,以世界头号石油生产国—美国为例,从1859年8月至1900年12月的41年期间实际需10亿桶石油,但是需要下一个10亿桶石油仅仅8年。对德国而言,这个国家有着丰富的煤矿,但很少有石油。伯吉斯看到煤氢化这条路可以解除德国几乎全部依赖进口石油来满足它的日益增长的石油需求。
20世纪初,高压研究是一个相对新的领域,对许多化学家富有吸引力。为了对高压研究进行探讨,伯吉斯同他的两位导师进行一年的试验工作。在1907年获得博士后,伯吉斯搬到在汉诺威(Hanover)的一个小厂,从1910年开始独立地进行高压研究。他的第一个试验是在他用纤维素制成的人造煤上氢化,接着进行他的最
有意义的工作,即氢化天然煤。在1913年夏季,他成功地氢化天然煤,并首次展示反应生成的合成石油。他进行的这些早期试验是在相对比较小的,容量仅400升的钢消毒器(高压容器)中进行,每批将150Kg粉状煤与5Kg氢气在400℃和200atm下进行12个小时反应。通过对各种煤的试验,伯吉斯发现沉积年代轻的煤:如褐煤和沥青煤能获得最佳产率,大约85%转化成人造石油,这表明这些煤大约含碳85%。高压反应把氢含量从6父提高到15%,这是对伯吉斯煤液化生产的关键,他能够用碳含量少于85%的煤氢化。
伯吉斯也建立了煤液化组成的两个竞争反应:(1)分别在温度300~400℃和压力在200atm下加氢;改变了固体煤的复杂结构,使之变成类似重沥青一样的烃类化合物;(2)裂化重质烃成为较小分子,即在450℃下把沥青转化为液态烃,换言之,煤的氢化是一个吸收氢的裂解过程,在1913年秋季,伯吉斯取得煤氢化的第一个专利。1914年伯吉斯准备扩大煤氢化生产,他得到一个石油炼制公司的支持,搬到该公司在西奥多·戈德司蔡米特、A. G埃森伦(Theodore Go1dschmidt Esson)厂。在当时,工业上使用高压装置的是在卢多维夏弗—奥堡(Ludwigshofen-cppau)的巴狄斯切·安耐林诺德·索地组织(Badisch Anilinuna Sode-Fabrik)的合成氨厂。为了对付更难氢化的固态煤,俏吉斯计划在埃森(Esson)建成工业规模装置,他计划使喂料、混合、反应及产品输送的全部操作形成连续生产线。
起始于1914年8月1日的第一次世界大战,由于德国军队受到阻击,暴露出德国的石油危机。引起对生产合成石油的重视。为了生产合成石油,伯吉斯努力建立一个工业规模的煤氢化生产,但不是充分成功的。在1916年他获得3000
万马克来建造一所工厂,但他没有解决主要的操作问题,这个问题在战争结束后的很长一段时间才得到解决。实际在一战后期,由于德国得到靠近罗马利亚的油田,因此合成石油的开发也趋于衰退。伯吉斯合成石油的研究也处于停滞状态。合成石油厂延至1924年才建立起来。
然而,伯吉斯在煤氢化这一有前途的研究上的主要困难,并不全是技