■ 李为真 王 涛 邢 宇

你是否知道，我们日常生活中触手可及的很多物品——从食品保鲜膜到清洁衣物洗涤剂，它们的生产过程竟然与看似平凡的煤炭紧密相连。没错，一场由国家能源集团北京低碳清洁能源研究院（以下简称“低碳院”）精心策划的“变身秀”，正悄然改变着我们对煤炭的传统认知。今天，就让我们一同揭开低碳院在《自然》（Nature）期刊上首发的“FTLAO（合成气直接转化制线性α-烯烃）”技术的神秘面纱，见证煤炭如何摇身一变，成为化工界的璀璨明星。

什么是煤液化

提及煤炭，你的脑海中或许立刻浮现出它燃烧时的火热场景，或是作为电力之源的沉稳身影。其实，煤炭还有一项令人惊叹的“特技”——煤液化。这不仅是将煤炭简单转化为液体燃料那么简单，它更像一位魔术师，将固态煤炭通过一系列精妙的化学反应，幻化为汽油、柴油乃至各类高端化学品。

煤液化主要有两种途径。直接液化是把煤直接变成液体，将煤炭破碎成粉末，与溶剂油混合，形成油煤浆，油煤浆与氢气接触发生反应，将固体煤炭粉末转化为液体，通常用于生产油类燃料。

间接液化是先把煤变成气体，再将气体合成为液体。煤炭先在气化炉中发生气化反应，转化为合成气（以一氧化碳和氢气为主要组分，用作化工原料的一种原料气）。合成气再通过发生费托合成反应转化为液体产品，如油类燃料和化工原料。

“FTLAO”技术正是一种间接液化技术，可以将煤炭转化为线性α-烯烃这种高级化工原料。其中，“FTLAO”里的“FT”代表费托合成，“LAO”代表线性α-烯烃。

费托合成：

让一氧化碳和氢气分子“亲密”链接

费托合成是什么？单看名字让人摸不着头脑。

其实，“费”和“托”是发现这一化学反应的两位化学家的名字。1925年，就职于鲁尔河畔米尔海姆市马克斯·普朗克煤炭研究所的德国化学家弗朗兹·费歇尔和汉斯·托罗普施开发出这种技术。

费托合成（Fischer-Tropsch Process）又称F-T合成，是以合成气为原料在催化剂和适当条件下合成液态的烃或碳氢化合物的工艺过程。费托合成反应能让一氧化碳和氢气分子像火车车厢一样，一节一节组装成长长的链条，这些链条正是化工领域不可或缺的宝贵原料。

纯相χ-碳化铁催化剂：

煤炭高效液化的“秘密武器”

煤炭之所以能够华丽变身为长链线性α-烯烃，多亏了一种必不可少的秘密武器——纯相χ-碳化铁催化剂。

催化剂就像化学反应的助推器，不仅让反应速度飙升，还显著提升了产物的质量和纯度。如果通过传统费托合成催化剂，让合成气变成高端原料不仅难度大，温度还必须很高，而且还会产生很多二氧化碳，导致碳原子的利用率低。

发明的纯相χ-碳化铁催化剂，不仅在温和条件下反应效果出色，生成的二氧化碳也比传统催化剂少80%。而且，在相同反应温度下的α-烯烃产率为现有技术的100倍以上，碳效率提升50%以上。

长链α-烯烃

“横空出世”大显神通

为何“FTLAO”技术的问世如此振奋人心？原来，线性α-烯烃作为一种高端化工原料，应用范围之广、需求量之大超乎想象。从食品包装到工业制造，从日常洗护到高科技材料，处处都能见到它的身影。

然而，长期以来，我国线性α-烯烃进口依存度高，价格居高不下，严重制约我国以线性α-烯烃为关键原料的高端化工产业发展与更新迭代。而今，“FTLAO”技术的诞生，不仅打破了国外技术垄断，更让我们拥有自主生产全碳数线性α-烯烃的能力，实现了从“跟跑”到“领跑”的华丽蜕变。这不仅是对我国高端化工产业的巨大推动，更是对“中国制造”向“中国创造”跨越的有力证明。

以“FTLAO”技术为代表的煤液化技术能够生产汽油、柴油、煤油、石蜡、低碳烯烃、长链α-烯烃、含氧化合物等产品，可用于汽车燃料、航空航天燃料、润滑油基础油、塑料、食品、洗涤剂等各行各业。“FTLAO”技术实现工业化后可助力集团公司煤化工产业向高端化、多元化、低碳化方向发展。“FTLAO”技术将使集团公司煤化工产业链向高价值下游扩展，生产更多高端化学品，在保障国家化学品稳定供应的同时提高集团公司经济效益。“FTLAO”技术还将减少煤化工产业二氧化碳排放，使煤化工产业更加绿色低碳环保。

“FTLAO”技术不仅是煤化工领域的一次重大突破，更是我国向低碳绿色转型道路上的一座重要里程碑。它以实际行动诠释了“绿色低碳”的深刻内涵，让煤炭这一传统能源在科技创新的光芒下焕发出新的生机与活力。未来，我们有理由相信，随着低碳环保技术的不断创新与发展，煤炭作为乌金将实现更多华丽转身，成为推动社会进步、守护绿水青山的绿色力量。

长链α-烯烃

国能“安家”

10月15日，包头化工隆重举行低二氧化碳选择性合成气直接转化制长链α-烯烃百吨级和万吨级试验装置项目开工仪式，标志着该项目正式开工建设。

低二氧化碳选择性合成气制长链α-烯烃技术万吨级试验项目是国家重点研发计划“煤炭清洁高效利用技术”重点专项2022年度项目。项目于2023年5月10日经国家能源集团批复立项，计划2026年11月份完成试验。项目拟从研究铁基催化剂活性相的本质出发，开发出不同于传统费托合成技术路线的低二氧化碳选择性高活性纯相碳化铁催化剂，并研究利用浆态床反应器，开发出配套的高效合成长链α-烯烃浆态床反应器和工艺，进行百吨级和万吨级装置验证试验，形成可工业化的低二氧化碳选择性合成气直接制长链α-烯烃成套技术，打破国外垄断长链α-烯烃的局面，助力我国煤炭清洁转化的高端化、多元化与低碳化发展。包头化工高度重视该项目开工工作，统筹协调各方资源，提前做好安全、质量、设计交底，制定施工计划及施工安全管控方案，对接并做好开工各项准备。

该项目完成试验后，形成可工业化的低二氧化碳选择性合成气直接制长链α-烯烃成套技术，将填补国内相关领域空白，打破国外垄断长链a-烯烃的局面，在保证国家能源安全的同时，为化工产业在节能减排、环境保护等方面发挥重要作用，为企业带来良好经济效益、环保效益和社会效益。