關(guān)于天然氣化工技術(shù)現(xiàn)狀分析及發(fā)展趨勢(shì)探討

朱發(fā)伯

（海南師范大學(xué) 化學(xué)與化工學(xué)院，海南　海口　570206）

關(guān)于天然氣化工技術(shù)現(xiàn)狀分析及發(fā)展趨勢(shì)探討

朱發(fā)伯

（海南師范大學(xué) 化學(xué)與化工學(xué)院，海南?？?70206）

我國(guó)天然氣化工技術(shù)存在著起步晚、實(shí)際應(yīng)用成本高的問(wèn)題。伴隨著世界上日益緊張的能源競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)，我國(guó)天然氣化工技術(shù)急需借鑒國(guó)外發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，完善自身體系。筆者簡(jiǎn)要介紹了我國(guó)目前天然氣化工技術(shù)的現(xiàn)狀，并提出了其發(fā)展趨勢(shì)構(gòu)想。

天然氣；化工技術(shù)；發(fā)展

1　國(guó)際形勢(shì)下的中國(guó)天然氣市場(chǎng)及技術(shù)發(fā)展

自2014年6月份以來(lái)，布倫特原油價(jià)格持續(xù)下跌，油價(jià)從每桶118美元下降至每桶30美元。油價(jià)下跌的原因在于美國(guó)想通過(guò)貝巖氣技術(shù)來(lái)擺脫石油對(duì)外依賴(lài)。而沙特阿拉包和歐佩克海灣盟國(guó)決定提高石油產(chǎn)量，以競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)份額。

國(guó)際油價(jià)的下跌給國(guó)內(nèi)天然氣市場(chǎng)帶來(lái)了重大且深遠(yuǎn)的變化，首先國(guó)際形勢(shì)加快了中俄天然氣合作的進(jìn)程。中俄長(zhǎng)達(dá)30年的天然氣供應(yīng)協(xié)議的簽訂助推了中國(guó)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，中石油掌握氣源比例將會(huì)進(jìn)一步提高，城市燃?xì)馄髽I(yè)勢(shì)必會(huì)迅猛發(fā)展。

2　天然氣化工技術(shù)方向簡(jiǎn)介

2.1天然氣制合成氣

利用天然氣為生產(chǎn)有機(jī)化學(xué)品或清潔能源時(shí)首先要經(jīng)過(guò)合成氣制備，這一環(huán)節(jié)占生產(chǎn)投入的60％左右，合成氣技術(shù)的成熟與否直接影響了生產(chǎn)成本的高低。

我國(guó)工業(yè)在制備合成氣時(shí)多應(yīng)用天然氣水蒸氣轉(zhuǎn)化法，即利用特定的催化劑，使天然氣與水蒸氣發(fā)生反應(yīng)生成氫氣與一氧化碳，具體化學(xué)式為：

由于制氧氣成本較高，該方法相對(duì)于傳統(tǒng)方法并沒(méi)有有效降低生產(chǎn)成本，合成氣方法有待進(jìn)一步開(kāi)發(fā)。

在合成氣利用技術(shù)上我國(guó)目前可分為三個(gè)層次：較為完善的天然氣生產(chǎn)甲醇和合成氨尿素，正在發(fā)展中的天然氣制液體燃料（GTL），以及起步中的天然氣制二甲醚和烯烴（MTO）。

2.2LNC技術(shù)發(fā)展

受?chē)?guó)際油價(jià)影響，國(guó)內(nèi)天然氣結(jié)構(gòu)改變，天然氣將強(qiáng)勢(shì)取代液化石油氣，液化石油氣轉(zhuǎn)向村鎮(zhèn)發(fā)展、人工煤氣全面退出歷史舞臺(tái)。但目前我國(guó)用于天然氣傳輸?shù)墓芫€的鋪設(shè)覆蓋面有限，為了讓更多長(zhǎng)輸管線外圍的城市能使用上天然氣這一清潔能源，便于儲(chǔ)存、運(yùn)輸?shù)腖NG不斷受到社會(huì)的重視。

在天然氣運(yùn)輸技術(shù)上，我國(guó)LNG技術(shù)落后于外國(guó)，LNG成套設(shè)備工藝經(jīng)驗(yàn)不足，檢修和維護(hù)較多，工廠開(kāi)機(jī)率不到50％。這直接導(dǎo)致國(guó)產(chǎn)LNC價(jià)格不斷走高，相對(duì)于進(jìn)口LNG優(yōu)勢(shì)較低，可以說(shuō)我國(guó)LNC工廠處境十分尷尬。

2.3天然氣制液體燃料（GTL）

我國(guó)天然氣資源分布較為特殊，相對(duì)集中在中西部地區(qū)、天然氣資源分布與經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r不協(xié)調(diào)、天然氣資源大多分布在自然條件較差的地區(qū)。復(fù)雜的地理?xiàng)l件對(duì)我國(guó)天然氣開(kāi)采、運(yùn)輸技術(shù)提出了巨大的挑戰(zhàn)，技術(shù)的落后導(dǎo)致我國(guó)國(guó)內(nèi)天然氣市場(chǎng)供不應(yīng)求。我們不得不依賴(lài)大量的進(jìn)口天然氣來(lái)維持供給。

而天然氣制合成油的出現(xiàn)有望緩解天然氣緊張的局面，合成油的所有產(chǎn)品均可滿(mǎn)足目前和今后即將推出的全部環(huán)保要求。合成油技術(shù)便于充分利用偏遠(yuǎn)地區(qū)天然氣與油田伴生氣資源，推動(dòng)請(qǐng)節(jié)能源的使用進(jìn)而促進(jìn)環(huán)境保護(hù)。

GTL工藝通常包括合成氣生產(chǎn) 、費(fèi)托（F-T）合成 、合成油加工三部分。費(fèi)托合成則是 GTL 最核心的技術(shù)。圍繞費(fèi)托合成進(jìn)行技術(shù)開(kāi)發(fā)可以有效降低投資及操作費(fèi)用。天然氣制液態(tài)烴的 AGC-21工藝是這一技術(shù)中較為成功的范例。AGC-21工藝制合成氣方式采用了流化床催化部分氧化，F(xiàn)-T 合成液態(tài)烴采用了在漿態(tài)床中進(jìn)行。

2.4天然氣化工深加工產(chǎn)品

甲烷化工的主要產(chǎn)品包括氨、甲醇、氫、乙炔、氫氰酸、二硫化碳、甲烷氯化物、炭黑、硝基甲烷、二甲醚、一氧化碳。其中乙炔及其衍生物被用于氯化鈉、氯化鉀、甘氨酸、苯乙氰、苯乙酸等物質(zhì)的制作。在化工生產(chǎn)中有著舉足輕重的地位，目前我國(guó)制備乙炔的工業(yè)方法主要包括烴類(lèi)部分氧化法、電弧法、電石法等，其中以天然氣為原料的烴類(lèi)部分氧化法工藝較為成熟。從我國(guó)當(dāng)前天然氣制乙炔工業(yè)的發(fā)展水平來(lái)看，在生產(chǎn)效率、規(guī)模等方面仍與國(guó)外有一定差距，雖然從70年代末期，我國(guó)就逐漸引進(jìn)國(guó)外BASF公司的先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)，大大提高了我國(guó)技術(shù)水平。但生產(chǎn)過(guò)程中仍存在天然氣脫硫工藝水平不高、不能充分應(yīng)用原材料、生產(chǎn)余熱的問(wèn)題?？傮w來(lái)說(shuō)，等離子法制乙炔的相關(guān)研究開(kāi)展較早，已經(jīng)逐漸實(shí)現(xiàn)工業(yè)化模式，當(dāng)前技術(shù)、方案基本成熟。在制作工藝、設(shè)備、技術(shù)等方面，已經(jīng)達(dá)到了國(guó)內(nèi)自行解決的程度。

3　我國(guó)天然氣化工技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

3.1國(guó)外天然氣化工技術(shù)發(fā)展案例

北美作為世界上天然氣管道分布密度最大的地區(qū)，擁有多達(dá)210個(gè)管道系統(tǒng)，管道密度達(dá)到0.05千米/平方千米國(guó)土。倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)施上，美國(guó)擁有世界第一數(shù)量的倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)施。健全的天然氣采集、傳輸系統(tǒng)促成了美國(guó)天然氣行業(yè)的發(fā)展。

區(qū)別于美國(guó)的天然氣化工技術(shù)發(fā)展方向，法國(guó)則是一個(gè)天然氣進(jìn)口國(guó)，其天然氣進(jìn)口趨于多元化的方向，進(jìn)口源包括俄羅斯、挪威、荷蘭、阿爾及利亞等國(guó)家。這種多樣化的天然氣來(lái)源確保了能源供應(yīng)安全，便于在供應(yīng)商之間形成競(jìng)爭(zhēng)，對(duì)本國(guó)天然氣使用終端群體較為有利。

3.2我國(guó)天然氣化工技術(shù)發(fā)展構(gòu)想

我國(guó)天然氣市場(chǎng)供不應(yīng)求，但在兩方面存在發(fā)展的困難：天然氣開(kāi)采技術(shù)的落后與傳輸管道系統(tǒng)的不健全。許多天然氣資源的開(kāi)采受限于復(fù)雜的地下環(huán)境與所處的偏遠(yuǎn)位置。而完善天然氣傳輸管道系統(tǒng)將有利于解決開(kāi)采地偏遠(yuǎn)的問(wèn)題。

市場(chǎng)方面，著重發(fā)展LTG工藝有助于進(jìn)一步緩解我國(guó)天然氣市場(chǎng)的供需緊張的問(wèn)題。政策方面，我們應(yīng)推進(jìn)該行業(yè)市場(chǎng)化，把市場(chǎng)將逐步向社會(huì)各類(lèi)資本開(kāi)放，鼓勵(lì)行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)，從而刺激產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

［1］張愛(ài)明，天然氣化工利用與發(fā)展趨勢(shì)［D］.四川大學(xué)，2012.

［2］胡文，天然氣化工技術(shù)現(xiàn)狀及其發(fā)展研究［J］.當(dāng)代化工，2015.

TE64；F426.22

A

1003-5168（2015）-12-0157-1