主题：【原创】萨索故事（0） -- 橡树村

还以为是 萨苏 的故事呢。

SA seems not so far away from the morden civilization, Spanish go to there quite long time ago. Then Nitherland followed, and England. All these country tansfer some tech. to SA more or less, that will be the start in SA.

看来你也清楚？

西班牙人从来没有打算在南非登陆，最多是找找淡水。

荷兰人在南非建立了据点，主要目的是为过往船只提供给养。这些荷兰人基本上以农为生。

后来英国人来了，目的也是为了保证其日不落帝国运输线不中断。

然后发现了钻石，黄金。

但是南非一直是个农业国家，矿业国家。

五十多年前萨索的建立，才使得南非成为工业国家。

有时间我会慢慢讲。

wait for more your words, hehe:)

要讲萨索的故事，咱们先讲讲煤化工是怎么回事。

煤化工就要从一百多年前欧洲新兴中产阶级的消费习惯说起了。如果那个时候这些中产没有兴趣把自己打扮得花枝招展和贵族一样，可能煤化工就不会诞生了。

人类发现煤应该有几千年历史了，但是一直没有大规模应用。三百多年前，英国人对铁的需求忽然大增，炼铁使用的木炭立刻供不应求，直接影响了铁的产量。于是，煤炭才作为一种重要能源形式被人类大规模使用。在无氧的条件下加热煤，煤里面的气体跑出去了，液体，就是煤焦油，也可以分离出来，剩下的，就是焦炭。这个工艺就叫炼焦。焦炭基本上是纯碳，是非常优秀的燃料，到现在，炼钢也离不开这个东西。钢铁生产的主要污染也来源于此。

得到的气体就是煤气。这个我们以后还要说。在一百多年前，煤气的主要用处就是照明。不仅大街上使用煤气灯，家里面也是要点煤气灯的。

我们现在关心的，是煤焦油。

煤焦油的成分非常复杂，大约有上千种的化合物。所以呢，这个东西就成了化学家们的研究对象，时不时地从里面提取出一点东西，四处宣扬，满足满足自己的虚荣心。到了19世纪，德国的煤炭业和炼钢业已经成了国家的支柱产业，丰富的资源也使得德国产生了不少化学家。

那时候似乎化学家们相信什么东西都能从煤焦油里面找出来。1845年，不过二十几岁的August Hofmann跑到皇家化学院教书，其中有一个学生，叫做William Perkin。这个学生后来自己在家里建了一个实验室，干什么呢？打算从煤焦油里面提取奎宁。奎宁是治疗疟疾的药，当时只能从金鸡纳树中提取，价格非常昂贵。

科学史上很多东西的发现都是偶然的。有一天晚上，Perkin把一片丝掉到了一瓶煤焦油衍生物中，第二天早晨，他发现，丝绸染成紫红了。要是染成了其他的颜色，比如绿的什么的，也就不这么轰动了。紫红色可是太难得了。当时一种紫红色的染料只能从海蜗牛中提取，一万个海蜗牛才能提取出一克染料，价格自然非常昂贵，是只有国王、主教、巨贾、大银行家们才可以享用的超级奢侈品。

化学家们已经发现了煤焦油里面的一种物质，苯胺，可以制备不同的染料，象洋红，紫，黑等等。但是紫红色还是太特殊了。Perkin发现的这个染料的颜色叫土耳其红，提取方法，是从茜草提取的，价格昂贵。当时，德国和英国的化学家们都在致力于其人工合成。1869年，两国化学家同时发现了茜草中间重要的成分茜草素是可以从煤焦油里面的蒽出发合成的。

德国人的运气好，比英国人申请专利早了一天，于是，德国的合成染料工业就开始了，领头的，就是现在的化工和制药行业巨头拜尔。

煤焦油里面的研究导致了巨额的利润，也使得一些化学家开始研究煤气。煤气里面含量高也最有价值的是一氧化碳和氢气，以煤气为原料，化学家们合成了一大堆有用的化学品，这个气体索性就被叫成了合成气。当然，又有一批人发财了。

德国在合成气领域领先了70年，一直到二次大战结束。这期间，和我们话题相关的，就是20年代发现的一个反应：费托合成。

开创了煤化工的紫色

土鳖

【原创】萨索故事（2）

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费托合成，其实是两个人的名字合起来的。一个叫Fischer，一个叫Tropsch。这两个人发明了从合成气合成油的反应，这个反应就以这两个人的名字命名了。

两个人都是Kaiser Wilhelm煤炭研究所的研究人员。这个地方是1913年建立的，位于德国的工业区鲁尔。

1920年代初，Fischer到了这里，负责从煤制气合成油的研究。

Kaiser Wilhelm煤炭研究所里面的会议

其实类似的工作已经有了。

1902年，Paul Sabatier使用镍和钴做催化剂，从合成气得到了甲烷。甲烷是分子量最小的烃。10年以后，他获得了诺贝尔化学奖，理由是使用镍作为催化剂的贡献。

1914年，有一个叫Bergius的，把煤分散到了油里面，在一个40升的反应器内，使用氧化铁作催化剂进行加氢反应。当温度达到了400摄氏度，压力达到了700个大气压的时候，得到了汽油、柴油的混合物，这个就是直接液化过程了。1931年，他也得到了诺贝尔化学奖，理由是对于高压反应的贡献。

这个就是Bergius

这个反应条件实在是太苛刻了。别说那个年代，就是现在建一套大一点的这么高压力的反应装置，也是非常费劲的，全世界都没几个供应商干这个。于是呢，Fischer和Tropsh就打算采取其他思路。不是合成气可以合成甲烷么？那么能不能得到碳数更高的东西呢？

当然能了。两个人的合作很快就有了成果。1925年，两个人申请的专利得到了批准，费托合成就正式出现了。这条煤液化的路线，现在被称作煤间接液化。

Fischer和Tropsch

德国是个富煤少油的国家。二三十年代的德国，已经在为后来的战争做准备了，而液体燃料又是重要的战略资源。于是，煤液化在德国迅速工业化。当时直接液化要相对成熟，到二次大战的时候，直接液化的年产量最高的时候达到了400万吨，间接液化也有接近年产100万吨的规模，为德国的战争机器的运转提供了不少血液。

费托合成的专利

二战以前，英国和美国的公司也对煤液化技术有很大兴趣，很多德国的研究资金实际上来源于英美的大公司。但是随着美国和中东发现大油田，这些兴趣渐渐的就淡了。

二战结束以后，德国的工厂基本上没有保留下来，毁于战火。相关资料倒是被美国人英国人拿走了，分析了之后，建了几套小型装置，然后就束之高阁了。这些资料现在已经过了保密期。廉价的石油资源使得煤液化没有任何经济竞争力，慢慢的，煤液化基本上就没有人感兴趣了。

而在南非，却开始了兴建煤液化企业的尝试。

土鳖

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南非的事情， 除了种族隔离曼德拉之外， 知道的还真不多。老兄尽管讲，鲜花大大的.........

我下周开始上南非的照片。

俺没搞化学武器

要说起来，南非当时决定上煤液化项目，还是挺奇怪的。

南非在发现钻石矿，金矿之前，就是个农业国，穷得很，也没有技术基础。发现了宝藏之后，开始开发，富起来一些人，但是也只能进行基础原料的开采。增值的东西，南非做不了。就算有技术，也就是矿业还算不错。而作化工，南非却一点经验都没有。

而且，煤液化这个项目，也真的不是什么好项目。

首先，煤液化当时就是个赔钱项目。

虽然德国人差不多连续生产了十年，但是那种生产是不计成本的。要知道生产成本就比当时的油价高出一倍有余。战争时期无所谓，只要有东西就好，不在乎价钱，但是现在不打仗了，这么贵的东西，谁买呀？

然后，这个东西技术门槛挺高的，虽然看起来反应很简单，实际上技术问题一大堆。日本当时还算说得过去吧？工业化根本就没实现了，甚至德国人去教都没教会。其他国家，也就是英国美国试了试，其他的都不敢碰的。南非一点技术基础都没有，玩这个，不是找死么？

最后，这个项目很花钱的。南非当时基本上还是个农业国家，经济规模很小，政府没有足够的财政能力完成这件事情。实际上，煤液化企业一建立起来，就经历了大大小小无数的问题，政府给的那点钱很快就烧光了，于是投资一加再加，没办法，已经开始了，不干更亏呀！

那么，南非政府犯什么毛病非要玩这个不可呢？

那还要讲讲南非的历史。

南非成为一个国家的时间很短，正式定下来国名是在20年代。实际上，南非内陆的开发就很晚，不过170年历史。

虽然葡萄牙人是欧洲人里面最早发现了非洲大陆最南端的，最早在南非建立殖民地的白人，却是荷兰人。当时荷兰是海上的霸主，控制了整个印度洋。为了船只补给方便，三百五十年前，就在现在开普敦的地方建立了第一个白人定居点。

定居点的日子非常艰难。早期殖民也是非常辛苦的。慢慢兴旺起来了，却赶上了荷兰海上王国的衰落。于是，英国人就来了。这时候是两百年前。

这时候英国人已经开始玩什么文明了，有一个废奴运动。英国人控制了开普地区，也把这个东西带到了南非。

南非的白人居民大部分还是荷兰人，这些人以农业为生，是需要使用奴隶的（有点像美国的南部？）。英国人要求他们废奴，这些人就不高兴了。不过南非当时没有开发的土地还多的是，犯不着和英国人计较，于是，1830年代，这些人就开始向内陆的迁徙。对此，英国人也懒得干涉，正好给自己的移民腾地方么。

迁徙的故事很多，这个帖子不是讲这个的，就少说了。迁徙的结果，是荷兰人建立了两个共和国，一个是现在南非北部的南非共和国，一个是南非中部的自由州。

艰辛的大迁徙

刚刚稳定下来，自由州附近的金伯利就发现钻石了。英国人就跟上来了。再不久，约翰内斯堡地方发现黄金。于是呢，英国人就想要这些资源。都是钱闹的。

荷兰人，这时候叫布尔人了，当然不给。打了两次布尔战争，英国人基本算赢了，于是就把两个布尔人的国家与英国的殖民地合并了。到1920年代，成立了南非共和国。原来不是三个政权么？于是新国家就有了三个首都。到现在南非的首都还是三个：行政首都比勒陀利亚，司法首都布卢芳丹，议会在开普敦。

南非金伯利的大矿坑。从这里开始了钻石潮。

布尔战争前的南非

布尔战争

显而易见，这个国家，是由英国人执政的。而1948年，布尔人，现在已经叫亚菲利康人了，终于赢得了大选（普选占少数但是议会席位选举占优）。而英国人在此以后，就再也没有了执政机会。

这个政府是臭名昭著的南非种族隔离政府的开始。这个话题以后再聊。

亚非利康人是少数民族。当时南非的白人大约占人口总数的四分之一，白人主要就是英国人和亚非利康人。英国人基本上占有经济优势，大的矿业、企业、金融等等，都掌握在英国人手里。而亚非利康人基本上只控制了部分矿业和农牧业。经济地位两个民族是不平等的。这样，在白人里面，亚非利康人就是出于劣等位置。

黑人在亚非利康人上台前还多少有一些政治地位的。亚非利康人能感觉出来英国人对他们的威胁，也能感觉出来正在上升起的黑人对他们的威胁，所以他们就颁布了一系列的种族隔离法律，完全取消了黑人的投票权，试图维持自己对于黑人的优越感。同时，也需要寻找出路维持这个庞大的专制机器的运行。

其后果，就是这个政府决定南非要走工业化的道路。

而煤液化，就成了工业化的重要项目。政治任务么，不惜血本也要搞成的。

土鳖

【原创】萨索故事（4）

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在当时的南非政府看来，上煤液化项目，还是有很多好处的。

南非是个多煤少油的国家。那点原油储量根本没有任何战略意义。而南非的煤炭储量却占到了世界第六位。而且南非的煤炭非常好开采，煤层基本上是平面，最多有几度的倾角，煤层也长，十几公里都没有断裂。露天煤矿也不少。这样，从解决能源问题的角度出发，煤液化也是个比较符合逻辑的选择。

虽然这个时候还没有各种制裁，但是买油总是要花费大量的外汇的，自己能生产油，至少能节省不少的外汇。

再有，进行一个大型的工业项目的建设，的确能带动整体的工业发展。煤化工项目涉及的方方面面非常广，借此机会，就可以把南非进行工业化建设。而战后可以预见到的人口增长，也需要工业的发展来提供足够的就业岗位。有了自己的工业，也可以抵御国际市场的风险。

最后，新上任的种族隔离政府已经预见到了以后的贸易禁运，这也算是做准备。

1948年上台的南非首相，种族隔离制度的坚定推进着DF Malan

南非在煤液化领域不是完全空白的。南非的研究人员在三十年代就开始了相关领域的研究。南非和欧洲毕竟关系密切，欧洲在该领域的发展，南非也有人跟进，实际上当时欧洲几个主要的实验室，也都有南非人的身影。1927年的时候，一个叫F Meyer的就已经向南非政府建议发展煤液化了。

这个时候南非还真有了一家非原油原料的炼油企业。企业叫Anglovaal，使用的原料是页岩油。在当时，中国也有页岩油的炼厂，日本人在抚顺建的。这家公司在1937年购买了费托合成的使用权，并在做建厂的准备。

二次大战使得这一切都停顿下来。虽然南非远离战火，但是大型设备根本运不到南非，工厂自然就建不成了。但是Anglovaal仍在进行相关的技术准备，并又购买了一些相关专利技术。

1945年战争结束后，Anglovaal又开始了向政府的游说工作，1949年，南非政府终于下了决心。但是这时候Anglovaal自己却打了退堂鼓。南非货币忽然贬值，使得厂子的造价不是这个私人企业能够负担得了的，同时这家公司名下的一些土地上发现了大量的金矿，还是采金子要紧，而建设金矿也是非常费钱的事情。

于是，南非政府想做这件事情，就只能自己掏腰包了。

1950年，南非政府指定了专门委员会研究相关问题。这个委员会到英美进行考察，结论说政府应该接管Anglovaal手上的项目，并确定了使用费托合成工艺，德国的反应器，来生产柴油、润滑油、石蜡和各种化学品，以及Kellogg生产汽油的技术。

1950年9月，南非煤炭、油品和气体联合企业就成立了。这个企业，就是SASOL。

土鳖

【原创】萨索故事（5）

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这种好文章见一个花一个。

非常有意思的题目，内容也非常吸引人，楼主加油。

过去对煤炭的油化一直抱怀疑态度。看看楼主后续章节里能否有更多的事实来说服

读者。

萨索选用的工艺，现在叫做煤炭间接液化。前面稍微介绍了一点，这里多罗嗦几句。

叫作间接液化，就是说不是直接的。直接液化是把煤一次就变成油，间接液化就需要把煤先变成别的，然后再变成油。这都是废话。

先看看煤炭怎么个液化法。

煤炭的主要成分是碳，稍微有一点氢，暂时忽略不计，那么原料就是一个C。

油呢，基本上是CH2，氢和碳的比例是2。

好，无论什么过程，我们的原料和产物是不变的。

原料：C 产物：CH2

在这里推出一个重要原理：物质不灭！

物质既不会无故出现，也不会无故消失。化学反应是原子的重新排列组合，在没有何反应的情况下，原料里面的原子都需要体现在产物中，而产物中的所有原子，也需要在原料中找到。讲这个干什么？看看我们的原料和产物相比有什么区别。

对了，原料里面还需要氢！真聪明。

找氢就是了么。不过自然界里面基本没有单质氢。怎么办呢？就需要找有氢的东西。有氢的都有什么？油里面有氢！这个不行，产物是油，原料也是油，那不就没有煤什么事情了么。

还有什么呢？甲烷。这个也不错，不过不是什么地方都有。当然了有煤矿的地方就有煤层气，煤层气里面甲烷就不少。不过煤层气开发到现在还不成熟，先把这个放下。

还有什么呢？又好找，还不能太贵的？

水呀！水就是一氧化二氢么。

好了，现在重新看一下我们的工艺：

原料：C H2O 产物：CH2

还是不对。原料里面的氧需要有去处。

氧能怎么处理呢？氧气么！这个，理论上说也没错，比如水电解得到氢气和氧气，氢气作为原料，氧气就是产物了。不过，分解水不那么容易，这个工艺稍微贵了点，而且，氧气本身卖了，市场太小，扔了，可惜，还是要想办法用起来的。所以产生的氧气工厂自己不使用在目前的阶段是非常不实际的，那就不能把氧气放到产物里面。

那么，就需要放个含氧的化合物。什么呢？水？不行，原料里有的东西咱就别往产物里面放了。

那么就剩下氧化碳了。一氧化碳还是二氧化碳呢？一氧化碳你排放个试试！这东西剧毒！出售一氧化碳呢？这个目前也不现实。一氧化碳实在是个好东西，工厂一般自己都舍不得的。不过的确有副产的煤气作为燃料使用的，在南非引入莫桑比克的天然气之前，约翰内斯堡的城市煤气，也就是一氧化碳和氢气，都是由萨索提供的，国内可能一些地方的煤气仍然用作燃气。但是这个比例很低，而且一般以煤气为目的的，直接生产气就是了。在我们液化的工艺里面，这个并不实际。

一氧化碳不合适，所以呢，产物里面就要加个二氧化碳。

好了，我们新的工艺就出来了：

原料：C H2O 产物：CH2 CO2

化工一个重要原则就是质量要平衡。所以呢，我们给他们平衡一下：

3C + 2H2O --- 2CH2 + CO2

你看你看，煤液化就要排放二氧化碳，排放的比例还不少。

除了质量平衡，化工还有一个能量平衡。这个反应本身需要能量，于是呢，我们还需要找到一个提供能量的方法。方法很多，比如电就很方便，不过我们要是考虑一个独立的厂子呢，可以考虑自己提供能量。这个能量的提供方法，比较方便的就是烧煤么。烧煤的过程，原料是煤和氧气。我们的原料里面，就有多了一个：氧气。

好了，现在再看一下：

原料：C H2O O2 产物 CH2 CO2

好了，这样我们就知道了煤液化的原料：煤、水、空气

煤液化的产物呢：油，二氧化碳。

这个是最主要的，其他的暂时忽略。

土鳖

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