淺談天然氣化工的利用與發展

張冰 鄭健雄（東華工程科技股份有限公司）

概述

改革開放為我國的機器化大生產和現代化建設提供了政策支持和保障，也為我國化工業生產注入了活力，迎來機遇，近年來我國天然氣化工工業發展迅速，在高經濟增長趨勢下，社會環境問題也越來越突出并受到社會各界的廣泛關注，對天然氣化工的開發利用也給予高度重視。天然氣資源作為新型的能源，在人們生活領域發揮的作用廣泛，同時也是化學工業領域中的重要支柱，成為城市居民生產生活不可缺少的能源。我國天然氣耗氣量占世界能源消耗總量的比重大，是天然氣能源消耗大國，發達國家逐漸在轉變本國的能源消費結構，優化能源資源利用，世界上大多數的國家也在致力于對新能源的開發，開展各種形式的能源研究活動，設立天然氣能源開發與利用項目等，來提高天然氣能源的利用率和節約環境成本。

一、我國天然氣技術的利用現狀

天然氣化工技術在我國起步較晚，還具有很大的開發利用價值，當前天然氣技術的延伸主要體現在，利用天然氣合成聚甲醇、乙烯、甲醇等資源，這些衍生物在經濟發展領域應用廣泛，提升了世界工業發展的層次。雖然化工技術在我國起步晚，但是也跟隨我國其他科學技術發展的步伐，取得了極大的進步，吸取世界化工技術的發展成果，并伴隨國內市場的刺激，涌現出一批極具規模和實力的化工企業，推動我國天然氣開發利用技術的創新[1]。天然氣工業的壯大，并逐漸發展成一條產業鏈，產業集聚效應優勢得以發揮，天然氣化工衍生品也在增多，但是，我國天然氣能源利用率低，環境破壞嚴重以及我國天然氣化工技術與發達國家直接的巨大差距等問題不容忽視，化工企業規模小，分散，能源消耗高，產品增值率低和工藝落后都是我國化工工藝在未來發展中需要改善的地方，其發展還受到能源不足、價格高等條件的限制。如何提高天然氣能源的利用率，進行更加可持續的開發成為我國能源開發與利用領域的重要目標。

二、天然氣化工技術的延伸

1.天然氣制甲醇

天然氣通過合成氣來制甲醇，這種工藝投資成本低，工藝流程簡單，是天然氣工藝延伸最簡潔有效的途徑，但是目前國內的工藝技術比較落后，仍停留在最初的傳統開發階段，國際上也在研究和尋找更加便捷節約的方法，從少量的天然氣中獲得更多的甲醇。這些工藝主要有I C I法、Lu r g i低壓法，還包括均相氧化法和多相催化氧化法，這兩種方法是目前國際上普遍采用的研究方法，均相氧化法要比多相氧化法的效果好，甲烷的轉換率也高[2]。經天然氣制成的甲醇用途廣泛，應用于染料、涂料、醫藥等領域，應用技術也在不斷改進，節約成本，降低投資，化工企業需要擴大生產規模，發展大型化的化工企業。

2.天然氣制聚甲醛

聚甲醛是一種工程塑料，表面很光滑，致密和耐沖擊效果好，富有彈性，電性能好，是目前工業生產不可或缺的工程結構塑料。這種材料是通過甲醛水溶液合成的，在國內較常用的工藝是均聚工藝和共聚工藝這兩種，共聚工藝工藝使用的是強酸催化劑，能夠將甲醛水溶液順利轉化成三聚甲醛單體，再通過溶劑萃取等工藝制成。隨著化工生產的規模化和大型化，聚甲醛的需求量和消費量遞增速度迅速，尤其是我國國內的需求量達，但是由于我國聚甲醛企業的產能低效，未能滿足國內市場的需求，大部分都是依靠進口，不利于國內生產的擴大。

3.天然氣制乙烯和芳烴

在全球市場需求的刺激下，制取乙烯工藝越來越受到世界工業生產企業的關注，國際上的大多數國家都建有自己的實驗室和研究中心，并已開發出諸多的新工藝。這種工藝主要是采用OC M制乙烯法，這種方法是結合氣相自由基和氣固反應兩種原理的前提下，對乙烯開發和利用，但是由于這種制造工藝在制造過程中自由基難以控制，產品不易分離，乙烯轉化率比較低，使得OC M制乙烯工藝的市場競爭力低，技術開發的價值不大，不能滿足技術進步的要求，必須尋找到具有高活性的催化劑來克服這種技術瓶頸[3]。芳烴的制取有有氧和無氧兩種催化方法，有氧轉化下的轉化率低，主要是由于甲烷合成芳烴的工序難以控制和把握，造成芳烴的收率低，并且無法滿足芳烴工藝制取的要求；而在無氧條件下，有于我國在這方面的技術比較成熟，具有一定的優勢，水平比較先進，能夠帶來更好的經濟和社會效益，所以，我國目前著重對無氧技術催化的開發和利用。

4.天然氣化工利用的展望

我國天然氣化工利用的延伸工藝還比較貧乏，制甲醇、聚甲醇、乙烯和芳烴的能源的規模都比較小，裝備設施較落后，能耗和投資成本雙高，效益卻比較低，所以我國應建設大規模的天然氣化工延伸企業。企業要提高天然氣的精細化深加工，延長化工工藝的產業鏈，發揮產品的增值效應，追求高品質的天然氣衍生產品，提高生產效能，為企業的發展營造更廣闊的發展空間；對于政府來說，能源的節約和利用率的提高，可以降低因能源開發所引發的社會問題并為此付出的社會成本，而且我國能源生產的原材料大多數是受政府管制和制約的，所以政府應該制定完善的政策和法規鼓勵和支持天然氣化工工藝的發展，加大科研力度，適當調整國家的原材料供應渠道，為天然氣化工的利用和發展營造良好的政策環境和保障體系。

總結

天然氣作為一種新型的清潔能源，具有廣闊的發展空間和前景，是被國際認可的未來化工工業發展的原料來源，同時也是我國化工業發展的重要支柱，開發和利用天然氣化工的衍生產品已成為大勢所趨。雖說我國在天然氣化工產業鏈發展上不是很到位，但是通過天然氣制取甲醇、聚甲醛、乙烯和芳烴等工藝都具有比較成熟的研發技術，隨著天然氣利用工藝的開發，能源需求的擴大，環境保護的重要性，以及人類生存環境保護壓力的增加，更應該開發具有高效能、高利于的天然氣衍生產品，在技術上的開發和利用都是我們對天然氣發展的展望和期待。

[1]潘作志.淺談天然氣化工技術現狀及其發展分析[J].中國新技術新產品,2013,04:166.

[2]黃康勝.馮西平.天然氣化工現狀及技術進展[J].科技創新導報,2008,32:107-108.

[3]段榮全.解析天然氣化工利用現狀及發展動向[J].中國石油和化工標準與質量,2013,01:31