天然氣化工發(fā)展現(xiàn)狀分析及前景展望

常淞　左彥升

摘要：本文主要對目前國內(nèi)外天然氣化工的發(fā)展狀況以及相關(guān)的技術(shù)研究發(fā)展進行了論述。并對以天然氣為原料制造烯烴、二甲醚、合成油、乙炔以及氫氣等進行了分析，最后為我國天然氣化工的發(fā)展提出了一些合理的建議。

關(guān)鍵詞：天然氣化工;技術(shù)研究;發(fā)展建議

1我國天然氣資源及消費量

截止到2016年底，我國探明的天然氣儲量達到了11.7萬億m3，而同期的天然氣年開采量達到了1368億m3，比上一年有大幅增長。我國天然氣的消耗量在2017年達到了2386億m3，預計2018年消耗量達2560億m3。而我國的化工行業(yè)是天然氣消耗大戶，現(xiàn)每年用于工業(yè)生產(chǎn)的天然氣達到了 700多億m3，占到了全國天然氣的消耗總量的1/3。

而隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展以及科學技術(shù)的快速進步，使得我國的天然氣產(chǎn)量也在不斷增長，而四川、新疆等地先后發(fā)現(xiàn)的大氣田也為我國天然氣產(chǎn)業(yè)提供了基礎。而2020年預計全國的天然氣的產(chǎn)量能夠達到1785億m3，實際的年消耗量將能達到近3000億m3。

2天然氣化工的發(fā)展現(xiàn)狀分析

天然氣的主要成分是甲烷，而甲烷具有非常穩(wěn)定的分子結(jié)構(gòu)，能夠很好的應用于下游化工產(chǎn)品開發(fā)。如果將天然氣直接進行轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生的化工產(chǎn)品并不能實現(xiàn)的大規(guī)模生產(chǎn)。這主要是由于天然氣直接轉(zhuǎn)化生產(chǎn)化工產(chǎn)品的生產(chǎn)流程非常短，經(jīng)濟性也更好，因此，到現(xiàn)今為止人們?nèi)匀辉卺槍μ烊粴獾闹苯愚D(zhuǎn)化進行大量研究，其中甲烷氧化直接制作乙烯、甲烷無氧芳構(gòu)化等研究是目前人們關(guān)注程度最高的兩種研發(fā)項同。但是這兩種研發(fā)項同目前還沒有形成工業(yè)化生產(chǎn)。當下，天然氣化工主要的技術(shù)路線就是利用天然氣的合成氣來制作化工產(chǎn)品。

3天然氣化工主要的發(fā)展方向

3.1天然氣制烯烴

3.1.1天然氣經(jīng)合成氣制烯烴

甲醇和二甲醚是非常典型的碳一化合物，這類化合物在生產(chǎn)的時候的主要是以天然氣基或者煤基合成氣進行生產(chǎn)的。以天然氣制甲醇或二甲醚，再以甲醇或二甲醚來制作烯烴是化工原料制乙烯和丙烯最佳的替代路線。其在制作的過程中首先將天然氣作為主要的生產(chǎn)原料，經(jīng)過合成氣來制作出甲醇或者二甲醚，然后在將甲醇和二甲醚作為原料來制作烯烴。這種制作烯烴的技術(shù)路線從資源利用角度來看，將天然氣作為最基礎原料方式其戰(zhàn)略發(fā)展意義是非常重大的;而從技術(shù)的層面來講，發(fā)展清潔型的天然氣開采、大甲醇等技術(shù)都在快速的發(fā)展過程中，這也極大的推動了以甲醇和二甲醚為原料的制作烯烴技術(shù)的不斷成熟，其生產(chǎn)制作工藝以及生產(chǎn)過程中使用催化劑的都在不斷的改進過程中逐漸趨于成熟，而在天然氣價格不斷下降基礎上，由天然氣基合成氣制作烯烴的經(jīng)濟性也將進一步提升，也會有更多的人參與到甲醇制烯烴聯(lián)合裝置的研發(fā)中來。

3.1.2天然氣氧化偶聯(lián)制烯烴

將甲烷經(jīng)過轉(zhuǎn)化形成有機的化工原料，這樣就能有效避免在經(jīng)合成氣工藝過程中的產(chǎn)生大量的能耗，同時也能有效控制生產(chǎn)成本和投資費用，這也是天然氣化工未來主要的發(fā)展方向之一。

甲烷氧化偶聯(lián)制烯烴的方法首先是由美國在上世紀的八十年代提出來的，我國的很多高校以及科研機構(gòu)也對此做了大量的研發(fā)工作。甲烷氧化偶聯(lián)制烯烴的關(guān)鍵是研發(fā)高效的催化劑，目前來說，該行業(yè)主要應用的高效催化劑主要有堿金屬與堿土金屬氧化物、稀土金屬氧化物以及過渡金屬氧化物等幾種。雖然近年來關(guān)于催化劑、OMC反應原理以及工藝裝置等方面的研究也取得了一些成果，但是常規(guī)的連續(xù)流動反應設備由于氧化氣的含量比較多，因此，在實際的制作過程中產(chǎn)物的氧化程度很難實現(xiàn)有效控制，甲烷的實際轉(zhuǎn)化效率也比較低，產(chǎn)物中乙烯以及丙烯等物質(zhì)也很難實現(xiàn)分離。

3.2天然氣經(jīng)合成氣制合成油

目前，世界范圍內(nèi)天然氣化工行業(yè)中經(jīng)合成氣利用F-T方法制作合成油的方法已經(jīng)成為了一個熱門的化工生產(chǎn)方法。在該方法的基礎上，一些偏遠地區(qū)的天然氣也能實現(xiàn)高效的利用。目前國外針對GTL技術(shù)的研究已經(jīng)取得了一些重大的突破，我國的GTL技術(shù)正處于快速發(fā)展過程中，而該技術(shù)的不斷進步能夠為我國偏遠地區(qū)的天然氣資源開發(fā)提供更加科學的方案。

3.3天然氣制乙炔系化工產(chǎn)品和氯氣

乙炔在化工生產(chǎn)過程中有著重要作用，在世界化學工業(yè)中被稱為“有機合成之母”，我國乙炔生產(chǎn)目前主要采用電石法生產(chǎn)，但天然氣制乙炔工藝具有清潔、環(huán)保、可連續(xù)大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點，在全國重視環(huán)保生產(chǎn)的大環(huán)境下推動天然氣制乙炔的發(fā)展具有廣闊前景。利用天然氣制氫，具有成本低，規(guī)模效應顯著等優(yōu)點，也適合推廣。

4結(jié)束語

我國天然氣化工行業(yè)的主要發(fā)展方向是利用天然氣不斷進行新產(chǎn)品的開發(fā)。因此，我們要進一步加大合成氣制烯烴技的技術(shù)研發(fā)，并將天然氣制GTL技術(shù)作為主要的研發(fā)重點，推廣天然氣制乙炔和氫氣，這樣才能進一步拓展我國的天然氣化工的發(fā)展空間。

參考文獻：

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