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

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）

我國天然氣化工技術(shù)存在著起步晚、實際應(yīng)用成本高的問題。伴隨著世界上日益緊張的能源競爭形勢，我國天然氣化工技術(shù)急需借鑒國外發(fā)展經(jīng)驗，完善自身體系。筆者簡要介紹了我國目前天然氣化工技術(shù)的現(xiàn)狀，并提出了其發(fā)展趨勢構(gòu)想。

天然氣；化工技術(shù)；發(fā)展

1　國際形勢下的中國天然氣市場及技術(shù)發(fā)展

自2014年6月份以來，布倫特原油價格持續(xù)下跌，油價從每桶118美元下降至每桶30美元。油價下跌的原因在于美國想通過貝巖氣技術(shù)來擺脫石油對外依賴。而沙特阿拉包和歐佩克海灣盟國決定提高石油產(chǎn)量，以競爭市場份額。

國際油價的下跌給國內(nèi)天然氣市場帶來了重大且深遠(yuǎn)的變化，首先國際形勢加快了中俄天然氣合作的進程。中俄長達(dá)30年的天然氣供應(yīng)協(xié)議的簽訂助推了中國能源消費結(jié)構(gòu)優(yōu)化，中石油掌握氣源比例將會進一步提高，城市燃?xì)馄髽I(yè)勢必會迅猛發(fā)展。

2　天然氣化工技術(shù)方向簡介

2.1天然氣制合成氣

利用天然氣為生產(chǎn)有機化學(xué)品或清潔能源時首先要經(jīng)過合成氣制備，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。

我國工業(yè)在制備合成氣時多應(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，該方法相對于傳統(tǒng)方法并沒有有效降低生產(chǎn)成本，合成氣方法有待進一步開發(fā)。

在合成氣利用技術(shù)上我國目前可分為三個層次：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

受國際油價影響，國內(nèi)天然氣結(jié)構(gòu)改變，天然氣將強勢取代液化石油氣，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。但目前我國用于天然氣傳輸?shù)墓芫€的鋪設(shè)覆蓋面有限，為了讓更多長輸管線外圍的城市能使用上天然氣這一清潔能源，便于儲存、運輸?shù)腖NG不斷受到社會的重視。

在天然氣運輸技術(shù)上，我國LNG技術(shù)落后于外國，LNG成套設(shè)備工藝經(jīng)驗不足，檢修和維護較多，工廠開機率不到50％。這直接導(dǎo)致國產(chǎn)LNC價格不斷走高，相對于進口LNG優(yōu)勢較低，可以說我國LNC工廠處境十分尷尬。

2.3天然氣制液體燃料（GTL）

我國天然氣資源分布較為特殊，相對集中在中西部地區(qū)、天然氣資源分布與經(jīng)濟發(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)雜的地理條件對我國天然氣開采、運輸技術(shù)提出了巨大的挑戰(zhàn)，技術(shù)的落后導(dǎo)致我國國內(nèi)天然氣市場供不應(yīng)求。我們不得不依賴大量的進口天然氣來維持供給。

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，推動請節(jié)能源的使用進而促進環(huán)境保護。

GTL工藝通常包括合成氣生產(chǎn) 、費托（F-T）合成 、合成油加工三部分。費托合成則是 GTL 最核心的技術(shù)。圍繞費托合成進行技術(shù)開發(fā)可以有效降低投資及操作費用。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，目前我國制備乙炔的工業(yè)方法主要包括烴類部分氧化法、電弧法、電石法等，其中以天然氣為原料的烴類部分氧化法工藝較為成熟。從我國當(dāng)前天然氣制乙炔工業(yè)的發(fā)展水平來看，在生產(chǎn)效率、規(guī)模等方面仍與國外有一定差距，雖然從70年代末期，我國就逐漸引進國外BASF公司的先進生產(chǎn)技術(shù)，大大提高了我國技術(shù)水平。但生產(chǎn)過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)余熱的問題。總體來說，等離子法制乙炔的相關(guān)研究開展較早，已經(jīng)逐漸實現(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)到了國內(nèi)自行解決的程度。

3　我國天然氣化工技術(shù)發(fā)展趨勢

3.1國外天然氣化工技術(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個管道系統(tǒng)，管道密度達(dá)到0.05千米/平方千米國土。倉儲設(shè)施上，美國擁有世界第一數(shù)量的倉儲設(shè)施。健全的天然氣采集、傳輸系統(tǒng)促成了美國天然氣行業(yè)的發(fā)展。

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

3.2我國天然氣化工技術(shù)發(fā)展構(gòu)想

我國天然氣市場供不應(yīng)求，但在兩方面存在發(fā)展的困難：天然氣開采技術(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)將有利于解決開采地偏遠(yuǎn)的問題。

市場方面，著重發(fā)展LTG工藝有助于進一步緩解我國天然氣市場的供需緊張的問題。政策方面，我們應(yīng)推進該行業(yè)市場化，把市場將逐步向社會各類資本開放，鼓勵行業(yè)競爭，從而刺激產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

［1］張愛明，天然氣化工利用與發(fā)展趨勢［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