天然氣化工的發(fā)展前景展望

楊治忠(蘭州新區(qū)石化產業(yè)投資集團有限公司，甘肅 蘭州 730000)

0 引言

天然氣本質上屬于一種具備著清潔性、便利性以及高效性的特征，使得越來越多的國家都加大了對天然氣資源的開發(fā)力度，各種天然氣產品也相繼問世，為天然氣化工創(chuàng)建出了更加優(yōu)異的發(fā)展前景。而在近年來的發(fā)展進程中，我國的天然氣儲量也呈現(xiàn)出一種穩(wěn)步提升的狀態(tài)，這也為相應的天然氣化工產業(yè)奠定了堅實的發(fā)展基礎，同時，天然氣應用的技術范圍也已經得到了拓展，但由于我國當前所采用的能源結構，仍舊以煤炭為主，其在清潔技術以及應用規(guī)模等方面仍有進步空間。

1 天然氣化工的基本概述

1.1 天然氣化工工業(yè)的基本概述

社會經濟的高速發(fā)展，天然氣資源在化工原料以及清潔能源等多個方面都起到了至關重要的作用，而天然氣化工作為一種化工行業(yè)的分支，主要就是以天然氣作為主要原料來生產出各種各樣的化工產品，其通常可以劃分為化學加工天然氣以及凈化分離天然氣組分這兩個重要部分。首先，天然氣的凈化屬于一種最為重要的化學工藝手段，由于天然氣大多都是在地層當中直接開采出來，其內部往往蘊含著水蒸氣、二氧化碳以及硫化物等有害物質，因此，這就必須要對天然氣進行凈化處理；其次，凈化完畢的天然氣，經過加工后可以制作成乙烯以及甲醇等化工產品，站在理論的角度上來看，利用天然氣進行加工有以下兩種技術路徑，分別是間接轉化以及直接轉化，其中的間接轉化法就是將天然氣優(yōu)先制備為合成氣，而后將合成氣轉變?yōu)榍鍧嵱玫募淄橐约坝推返然ぎa品，而直接轉化法則是利用天然氣的烷烴組分，直接將其制備為甲醛以及甲醇，而這種天然氣的直接轉化方式，其仍舊處在初級的研發(fā)階段中，并沒有得到大范圍應用，由于其所需要的反應條件過于苛刻，在進行化學反應后很難獲得相應的產物[1]。

1.2 國內外天然氣化工行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

站在全世界發(fā)展的角度上來看，已經有50多個國家對天然氣化工工業(yè)展開了應用研究，如：俄羅斯、美國以及加拿大等能源大國，其中美國作為世界中經濟第一的國家，也是最早對天然氣進行開發(fā)的國家，其所生產出的天然氣產品類型以及種類位居世界第一。當前的各個化工行業(yè)，其在日常生產經營階段中所消耗的燃料以及原料一半都來自于天然氣，而加拿大作為美國的鄰國，更是擁有十分豐富的天然氣資源，使其在生產尿素、乙烯以及甲醇等產品方面具備很大優(yōu)勢。俄羅斯作為傳統(tǒng)的工業(yè)強國，其整體天然氣化工僅次于排名第一的美國，并且在西伯利亞的天然氣產區(qū)之中，還配置了各種各樣的生產裝置，能夠更好的制備各類化工產品。而我國的天然氣化工整體起步則相對較晚，最早起源于20世紀的60年代，并且各類工廠也主要分布在東北以及西南等油氣資源較為豐富的產區(qū)之中，從整體的角度上來看，我國的天然氣主要用于制作甲醇、氮肥以及甲醛等化工原料，但隨著社會對于天然氣資源的需求不斷提升，天然氣化工在未來必定有著極大的發(fā)展空間。

2 天然氣化工行業(yè)的發(fā)展建議

2.1 加大常規(guī)天然氣的開發(fā)以及勘探力度

在當前的社會環(huán)境中，我國的各類化工產品以及清潔能源對外的依存度相對較高，這就必須要加大化工能源的勘探開發(fā)力度，其中的重點就在于積極探索天然氣資源的發(fā)展空間。在近年來的發(fā)展過程中可以看出，我國擁有極大的天然氣資源潛力，而出現(xiàn)的化工產業(yè)應用率較低以及天然氣供應量不足等問題，其主要原因就在于開采技術過于落后以及開采力度不足。因此，為了更好地解決這一問題，無論是國家方面還是行業(yè)方面，都必須要提升對天然氣資源開發(fā)應用的重視程度，在確保能源安全的基礎上，為天然氣化工工業(yè)的發(fā)展奠定堅實基礎。

2.2 促進非常規(guī)天然氣產業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展

在近年來的發(fā)展進程中，美國等國家利用自身的技術優(yōu)勢，已經開始加大了頁巖氣產業(yè)的發(fā)展力度，使其成為了世界范圍內的能源出口大國，為美國的整體經濟發(fā)展提供了極大的動力。相對來說，我國的頁巖氣以及煤層氣等非常規(guī)天然氣資源，整體來說十分豐富，甚至資源量要高于常規(guī)的天然氣五倍左右，但由于缺乏現(xiàn)代化的開發(fā)手段，導致這些資源很難發(fā)揮出自身的實際價值。而在不斷研發(fā)開采技術的過程中，還應當重視非常規(guī)天然氣資源的開發(fā)利用，并且國家以及行業(yè)也要適當提升鼓勵力度，積極出臺與之對應的政策內容，加大與國際之間的合作交流力度，使得我國的天然氣產業(yè)能夠得到可持續(xù)發(fā)展。

2.3 進一步研究天然氣的轉化工藝

在天然氣化工的發(fā)展中，天然氣直接轉化法屬于一種更加直接、綠色的技術路徑。雖然目前的工業(yè)生產階段中，所采用的主要為天然氣轉化合成氣，并開發(fā)各類下游產品的間接轉化法，但在未來的發(fā)展進程中，其必然會偏向于效率更高、反應更快的直接轉化法。而當前的天然氣直接轉化，已經成為了世界范圍內天然氣開發(fā)的重要難題，其中的主要難點就在于很難實現(xiàn)甲烷的定向轉化，以及催化劑的積碳失活等，根據(jù)相應的報道可知，當前的天然氣直接轉化方案當中，囊括了甲烷氧化、等離子體轉化以及甲烷轉化制芳烴等。直接轉化法作為國外工業(yè)研究的重點內容，我國也要進一步提升科研力度，更好地完成化工工業(yè)生產過程中甲烷的轉化利用[2]。

2.4 優(yōu)化天然氣的儲存、輸送以及產業(yè)布局

我國當前的天然氣產區(qū)，主要為青海、四川、陜甘寧、新疆以及東南海域，其中除東南海域外，其余地區(qū)大多都處在西北的偏遠地區(qū)之中，與天然氣消費的主要市場之間有著極遠的距離。因此，必須要針對天然氣行業(yè)的輸送、儲存以及產業(yè)規(guī)劃等多方面內容來進行更好地布局，并采取以下建設方案。首先是東部的沿海地區(qū)中，其主要就是采用進口或是貿易等手段來獲取部分較為廉價的天然氣資源，并用這部分資源來制備出氫及烯烴，滿足地區(qū)中對于氫氣以及化工原料的基本需求；其次，在臺北內陸等地區(qū)當中，其根據(jù)相應的油氣田，就能夠直接建設相應的化工裝置，使得開采而出的天然氣資源能夠轉變?yōu)楹铣捎鸵约跋N等深加工產物，而后運送到相應的消費市場當中；最后，在西南地區(qū)中，就可以優(yōu)先生產一些甲醇以及合成氨等單價相對較低的天然氣化工產品。通過這種戰(zhàn)略性產業(yè)布局的方式，能夠在最大程度上提升天然氣化工工業(yè)的基本經濟效益。

3 天然氣化工行業(yè)的展望

3.1 全球天然氣市場發(fā)展展望

在整個世界范圍內，其對于能源的需求呈現(xiàn)出一種不斷提升的狀態(tài)，而石油以及煤炭等資源則日益減少，這也是全球天然氣開采力度提升的主要原因，在當前的社會環(huán)境中，天然氣的探明量已經超過了900萬億立方米，這種天然氣資源總量不斷提升的狀態(tài)，為全球范圍的化工工業(yè)發(fā)展奠定了堅實基礎。目前的天然氣化工產業(yè)，其具備了以下顯著的發(fā)展趨勢：

(1)以天然氣作為主要原料的化工產品，已經形成了一種產業(yè)化規(guī)模，其有著極快的發(fā)展速度以及發(fā)展質量；

(2)目前合成氨工廠的整體分布，也從傳統(tǒng)的經濟發(fā)達國家當中進一步轉變?yōu)槟切┨烊粴赓Y源比較豐富的地區(qū)，并且那些以燃料油或是石腦油為主要原料的氨廠，其所用的原料也逐漸向著天然氣方面過渡；

(3)美國以及大部分南美國家，其所投入大量資源所發(fā)展的為天然氣制烯烴工業(yè)，這也使得全球范圍的烯烴生產中，天然氣為主要原料的占比呈現(xiàn)出一種持續(xù)提升的狀態(tài)；

(4)以天然氣為原料生產甲醇、聚甲醛、乙醇、乙二醇、醋酸、乙炔、BDO、費托合成蠟、聚酯、可降解塑料等高端精細化學品是未來天然氣產地新疆、四川、青海等地天然氣化工產品的發(fā)展方向；

(5)催化技術的不斷創(chuàng)新發(fā)展，使得天然氣直接轉化法方面的研究取得了極大進展，在未來的發(fā)展過程中，很可能實現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)應用。

3.2 中國天然氣市場的深入分析

我國當前市場經濟的整體發(fā)展狀態(tài)比較良好，整體經濟仍舊保持著一種高速發(fā)展的態(tài)勢，但其在保障經濟發(fā)展以及能源供給等方面，卻面臨著十分嚴峻的發(fā)展局面。在多年來的發(fā)展進程中，我國的基本能源結構主要為價格低廉的煤炭資源，導致其中的油氣比例要低于世界的平均水平。而天然氣作為一種具備著清潔性的綠色能源，同時也是當前世界范圍內能源布局的重點，這就必須要提升我國目前能源結構的整體比重，其對于優(yōu)化能源結構以及保護自然環(huán)境等方面，都有著十分重要的作用。未來，我國的整體天然氣資料需求必然會不斷提升，其整體增長速度也會高于石油以及煤炭等原料，根據(jù)相應的統(tǒng)計資料可以看出，早在2010年，我國的天然氣在總體能源需求量的占比就已經提升到6%，而在2020年，則會提升到10%，并且還處在一種持續(xù)提升的狀態(tài)中[3]。

4 結語

天然氣作為一種經濟環(huán)保的能源，其已經在世界范圍內得到了廣泛關注。在近年來的發(fā)展進程中，天然氣供應甚至已經成為了整體能源安全當中的關鍵組成部分，但我國對天然氣化工方面的發(fā)展卻仍舊缺乏科學合理的規(guī)劃，其中有著極大的發(fā)展空間。因此，必須要進一步提升對天然氣化工的重視程度，在加大國際交流合作力度的同時，優(yōu)化整體產業(yè)布局，為社會經濟的發(fā)展奠定堅實基礎。