探討天然氣化工技術應用現狀和發展趨勢

江蘇油田采油一廠永曹管理區 225265

摘要：本文根據個人多年的工作經驗對天然氣的化工技術的應用現狀做了簡單介紹，并探討了其發展趨勢。

關鍵詞：天然氣化工；天然氣制合成氣；精細化工

在化工領域，天然氣是替代石油的最佳選擇，我國近年來在天然氣化工方面的發展為天然氣資源的良好發展前景起到了有力又有效的推動作用。

一、天然氣化工技術的應用現狀

天然化工技術從被提出至今一直處在穩步發展的形式，近幾年世界各國對其的日益重視加快了其發展速度，如今可被稱為化工業的“頂梁柱”。研究發現每年天然氣化工的耗氣量在世界消費量中占據百分之五的份額，天然氣化工每次的加工品總產量至少為11.6億噸，其中包括CS2、NH4、C2H4、CH4O等，在國民經濟的每個領域都有所使用。在我國，當屬中西部地區的天然氣化工較先發展，經過幾年的摸索研究，產業基礎已經打下，生產經驗和設備、文化建設也已經有了一定的積累，在這些區域甲醇及其衍生物、合成氨和化肥的原材料就是本地相對來說比較便宜的天然氣資源。重慶、四川、云南等地以及寧夏化肥廠的大化肥裝置都是以天然氣為原料；吐哈、靖邊、內蒙伊盟化工公司已經擁有十萬噸的甲醇裝置。在我國的中西部地區這樣的例子比比皆是，其配套的生產產品和生產能力隨著天然氣的日益發展都得到了逐步的提升。

二、天然氣化工利用的技術路線

雖然天然氣直接轉化制化工產品的過程簡單，經濟收益較好，但是其僅能生產一些像氫氰酸、碳黑和乙炔等年產量不大的化工產品。對此領域的開發研究并沒有因其不足之處而停止，甲烷無氧芳構化和甲烷氧化偶聯制乙烯一直被研究開發者所青睞。天然氣化工利用的主流技術路線還是天然氣經合成氣制化工產品。

三、天然氣化工發展趨勢研究

天然氣化工發展前景有以下幾個可能：

3.1傳統的天然氣化工產品仍占主導地位

一直以來，合成甲醇、合成氨、二甲醚用于石化產品生產都有著明顯的優勢，故不管未來怎么發展，主要發展方向還是這些較為傳統又有優勢的天然氣化工產品。

3.1.1甲醇的生產原料主要是乙炔尾氣、煤炭、渣油、石腦油、焦炭和天然氣。然而自從20世紀50年代，合成甲醇的主要原料已逐步被天然氣取代。甲醇生產工藝改進的主要目標轉為減少天然氣消耗以較少甲醇生產成本和降低設備投資。

3.1.2在生產合成氨的原料選擇時天然氣比石油和煤更具有優勢，生產技術已不再生疏。合成氨發展主要在造氣、催化劑和能量利用三方面有所體現。利用傳統工藝，天然氣作為生產原料的最低噸能耗為32.84GJ，平均為36.66GJ；利用節能型工藝，天然氣作為生產原料的最低噸能耗為31.05GJ，平均為34.12GJ；然而把石腦油作為生產原料時，最低噸能耗為37.01GJ，平均為38.68GJ。

3.1.3二甲醚有很獨特的物理性質，還具有優良的混溶性，能混容大多數非極性和極性有機溶劑。由于其具有良好的汽化、易壓縮和冷凝特性，常被用于日用化學品、涂料、農藥等生產過程的化工合成中間體。作為石油類和液化石油氣的替代燃料，二甲醚具有與液化石油氣的相類似的物理性質，二甲醚也可以以一定比例與液化石油氣混溶，與液化石油氣一起混燒，二甲醚的摻入可加大液化石油氣燃燒度、減少析炭量。由于二甲醚具備成分物質相對單一，燃燒性能穩定，高效的熱效率，燃燒過程中不產生黑煙、不產生殘液，自身又含氧等優點，加上其燃料排氣完全可以達到國家衛生標準，所以是一種清潔、優質的燃料。二甲醚獨有的性質為其在國內、國際市場上的基礎產業地位奠定了基礎。

3.2合成烯烴、合成油會有一定的發展

邊遠地區利用天然氣的一條重要途徑是利用天然氣合成烯烴、油，在石油價格高居不下時，天然氣資源豐富且價格低廉的地區就充分利用其原料優勢合成烯烴、油。通常我們把天然氣制合成油，簡稱為GTL，該途徑是天然氣經合成氣由費托合成（FT反應）生產合成原油，其是由H2和CO的混合氣體在以鐵系為主的催化劑的作用下制取石蠟烴為主的液體燃料的工藝過程。GTL技術可預見的產品方向主要有三種：柴油中間餾分油、石蠟餾分油、潤滑油餾分油。

3.3進一步向天然氣資源豐富、價格低廉的地區轉移

在一些在傳統上，天然氣化工比較發達地區，例如西歐，因為天然氣供不應求，使得價格逐步上漲，從而造成很多的天然氣化工裝置停止工作；然而中東等地區卻新建了大量的天然氣化工裝置，因為這些地區的天然氣資源豐富并且價格低廉。美國天然氣的大規模開發應局勢而生，這對天然氣的供求形式起到了大幅度的扭轉作用，與此同時，對大量的天然氣化工項目的投資也日益增多。

3.4天然氣供應增加對其化工利用起到了激進作用

天然氣的供應隨著天然氣勘探開采技術的提高日益增加，這就在一定程度上拉小了其和石油的價格差距，又由于在運輸時其具有一定的局限性，使得天然氣多被用于合成油和生產化工產品。

3.5天然氣化工的技術進步將推動其發展

天然氣化工技術的研發投入的增加，促使了相關工藝技術的研發，提高了天然氣化工的競爭地位，對天然氣化工的進一步發展也起到了有效的推動作用。開發的熱點技術有：MTP、MTO工藝；費托合成油新技術；天然氣利用醋酸和氫反應合成乙醇；天然氣利用乙炔液和氫的加權反應制乙烯等等。

隨著我國能源需求量的高速增長和公眾環境保護意識的不斷增強，使得天然氣及其化工工藝成為我國能源發展的重要而又永久的研究課題。天然氣已經被國際工業領域所認可，主要還是因為它是一種經濟、優質、清潔的化工原料和能源，現如今，新一輪天然氣化工技術的研發高潮在世界范圍內再次被掀起。相信在不斷研發和創新的浪潮中，天然氣化工技術會日益精湛。

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