[科普中國]-煤能變成汽油嗎

大家知道，汽油是從石油中提煉得到的一種重要燃料。除此之外，石油還是生產(chǎn)乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯及醇等基本化工產(chǎn)品的原料。

地球上的石油資源并不豐富，相比而言，煤的儲(chǔ)量較為豐富，可采年限達(dá)幾百年，尤其在我國，煤已成為工業(yè)生產(chǎn)和生活的重要能源。然而，我國煤炭的84％是直接用于燃燒的。直接燃燒煤存在三個(gè)問題：一是能源的利用率低；二是煤含有多種有用的化合物，如能綜合利用可成倍提高經(jīng)濟(jì)效益，而僅用于燃燒則頗為可惜；三是嚴(yán)重污染環(huán)境。能不能想辦法避免產(chǎn)生這些問題呢？

煤和石油都是化石燃料，都是以碳和氫為主的化合物，從這一點(diǎn)來看，它倆是一對“黑色兄弟”。煤與石油的最大區(qū)別是氫含量不同，石油中氫的含量為11%～14%，煤只含5%～8%。盡管如此，煤還是有可能變成汽油的。早在半個(gè)多世紀(jì)之前，化學(xué)家就已在實(shí)驗(yàn)中嘗試將煤變成汽油的各種方法了。

直接加氫法，通常是先把煤磨成細(xì)粉狀，再與溶劑混合，通入氫氣，然后在高壓條件下加熱到380～460℃，使煤和氫反應(yīng)，得到“人造石油”及其他低分子產(chǎn)物。將“人造石油”作蒸餾分離，就可得到相應(yīng)的汽油、柴油等燃料。氣化合成法則是指將煤先制成煤氣，在煤氣中補(bǔ)充一些氫氣，把一氧化碳和氫的質(zhì)量比控制在1∶2，使它們在鐵、鈷或鎳作為催化劑和200℃等條件下發(fā)生合成反應(yīng)，得到的產(chǎn)物中，汽油含量可達(dá)到83%，另外還含有柴油等物質(zhì)。由于把煤制成煤氣的技術(shù)已經(jīng)十分成熟，所以上述氣化合成汽油的生產(chǎn)工藝相對也較容易辦到。另外，還可先把一氧化碳和氫合成為甲醇，然后再由甲醇轉(zhuǎn)化成汽油。這一方法在生產(chǎn)上顯得更為簡便而有效。如使用性能較好的分子篩催化劑，可使甲醇99％轉(zhuǎn)化為汽油，而且轉(zhuǎn)化過程中消耗能量很小，由此制得的汽油成本僅比合成甲醇略高一些。

由于在把煤變成汽油的過程中，能除去對人體及環(huán)境有害的雜質(zhì)，而且煤又比石油更便于運(yùn)輸和使用，所以許多國家都已經(jīng)籌建了較大規(guī)模的煤液化工廠。同時(shí)，科學(xué)家仍在繼續(xù)研究把煤變成汽油的更新、更好的方法，使儲(chǔ)量豐富的煤能部分替代石油，更好地為人類服務(wù)。