國內天然氣化工產業面臨的挑戰與突破路徑

張 偉

（山西能源產業集團有限責任公司，山西 太原 030012）

引言

天然氣是一種清潔高效的綠色能源，更是一種使用方便的化工原料。目前，隨著天然氣的應用優勢被普及，世界上越來越多的國家在各個領域都利用天然氣進行生產生活，對天然氣進行了相關的研發。與此同時，研究發現天然氣的衍生物眾多，發展前景廣闊。隨著科技的不斷進步，中國天然氣探明設備越來越先進，所探明的天然氣儲量越來越多，天然氣在中國油氣生產中的地位越來越高，為中國的工業發展奠定了堅實的基礎。但是，由于中國長期注重于煤、炭等原料，對天然氣的研究過少，因此，天然氣的生產體系還并不完善，不能得到長期發展。

1 天然氣化工行業分析

1.1 全球天然氣市場展望

全球對能源資源的需求從未停止，與煤炭和石油儲量的逐步減少相比，世界天然氣已探明儲量正在不斷增加，為化工以及其他行業的發展提供了充足的保障：

1）以天然氣為原料的化工產品大批量生產已進入產業化規模，行業發展迅速，勢頭漸好。

2）合成氨工廠的分布趨勢從傳統發達國家向自然資源豐富的地區轉移，與此同時，工廠所使用的生產原料正在轉向天然氣[1]。

3）歐美一些地區在生產烯烴氣工業方面投入了大量的資金成本，天然氣作為其主要的原料，在生產中的比重正在逐步上升。

4）天然氣在化工領域的研究正在積極發展且越來越突出，新技術越來越普及，研究重點轉變為提高能源效率。

5）隨著催化處理技術的不斷完善，高效轉化天然氣已經取得了重大進展，在未來的工業領域有望得到廣泛應用。

1.2 中國天然氣市場分析

目前，我國的經濟發展局勢處于龍頭地位，能源供應也處于關鍵地位，長期以來，我國的能源結構主要是以煤炭為主，天然氣的市場份額遠遠低于全球平均水平。然而，天然氣作為一種環境友好型能源，在世界的能源布局中長期占據中心地位。所以，提高天然氣的能源結構，是滿足國家能源總體需求、優化結構、保護環境以及實現經濟全面發展的必然要求。

2 天然氣化工產業面臨的挑戰

2.1 化工原料腐蝕性強

在天然氣的生產過程中，不管是使用的化工原料還是其他的化工產品，它們都具有很高的腐蝕性，對各種化工設備以及金屬設施都會產生腐蝕，與催化劑等物質接觸后，可能會迅速腐蝕。所以，在天然氣以及其他化工用品的生產過程中，會對環境造成很大的破壞，同時也會對人體和化工設備造成很大的惡劣影響[2]。有許多化工設備在被腐蝕之后很快就不能使用，同時可能會產生其他有毒的化學物質，并導致更嚴重的安全隱患，這對天然氣工廠的生產是極為有害的。

2.2 生產過程易燃易爆炸

在目前的天然氣生產中，天然氣有液態和氣態兩種。氣態物質如果在空氣中遇到可以形成爆炸的物質，會很容易爆炸，且影響甚大。液態物質很容易蒸發，在空氣中也會形成爆炸，導致火災。目前，在天然氣的生產過程中，通常是處于高溫高壓的環境下，這也可能會導致爆炸。因此導致天然氣爆炸的原因有很多，在生產過程中要多加小心，對設施設備及時檢查，若是因為維修不善而導致設備出現故障，這也會引發安全問題。有許多的工廠為了降低經濟成本，加快資金周轉，會選擇囤積大量的原料，但這些原料也是危險化學品，也可能會導致嚴重的安全事故。

2.3 投資大周期長

液化氣和天然氣項目開發往往需要巨大的資金投入，而且項目生命周期比較長，且受到外界環境的直接作用。所以，在工程項目決策的過程中，必須嚴謹細致地考察。同時液化天然氣儲運工程項目主要涉及天然氣勘探與生產、利用天然氣管道運輸、液化以及利用管線直接運送到國外口岸的整個過程。這是一個巨大的產業鏈，主要包括了商品制造過程和業務經營中的一個或許多環節，至少需要上億美元的巨額初始投資。同時，由于液化氣和天然氣的買賣合同也是長期的，因此如果決策過程中存在著困難，將可能產生大量的經營成本以及財產損失。

2.4 化工制品工藝有待提升

天然氣目前應用于許多化工行業，以致于它的使用和工藝技術也在日益提高，節約了企業的生產成本，降低了企業的經營成本和資本投資。例如，針對乙烯生產的研究、加工與使用，這些新乙烯生產工藝在生產過程中不易控制，產物無法與水分開，乙烯生產工藝技術市場綜合競爭力低下，具有科技應用成本低和無法充分實現工業生產科學技術不斷進步的基本特點，以便有效地解決科技發展的瓶頸，非常需要一種高活性的乙烯催化劑[3]。

2.5 天然氣管輸系統滯后

天然氣需要通過輸氣管道從原料產地輸送到化工廠，但是我國目前在修建天然氣運輸管道方面還沒有良好的方案，所以修建成本很高。所以，這就導致了修建步伐放緩、應用不合理的問題突出。以上這些問題嚴重影響了天然氣資源的合理配置，且不符合市場的需求。因此，形成了天然氣價格較高，在市場沒有競爭優勢的局面。

3 天然氣化工產業突破路徑

3.1 優化天然氣化工企業管理制度

每個生產企業的企業文化、生產制度都是不同的，天然氣化工企業也是如此，在企業經營規模、生產技術產品以及企業管理方面都存在著明顯的不同，所以，企業的生產過程中使用的工藝設備也不盡相同。在這種情況下，就要求小企業對該行業的“龍頭”企業進行研究，但不能復制他們的生產管理制度，以避免這些制度與自己企業的實際生產不一致。要對相關的制度進行調整和更新，使其完全符合油氣化學生產工藝和技術要求，從而有效地保證相關制度的實施，使合理科學的生產管理體系更加高效有效，有效地保證了企業流程管理的安全穩定。企業在制定安全過程控制制度的過程中，應根據制造企業的實際情況、企業生產過程的要求，建立安全的生產經營責任管理制度。

3.2 材料的管理

目前使用天然氣為主要生產原料的化工企業，必須將安全第一的生產原則貫徹到底。因為天然氣是一種易燃易爆氣體，它在與其他的催化劑混合使用時，會產生極高的腐蝕性以及有毒氣體，嚴重影響工人的身體健康。所以，生產企業要從正規廠家引進化學材料以及生產設備，嚴防損害工人安全的事故發生，并且還要對采購的原材料以及機器設備定期檢查，為后續的生產工作提供實際依據。與此同時，企業還要對生產設備實時監測，開展定期檢修，確保生產設備的正常運行[4]。

3.3 加強技術創新

為了不斷提高天然氣化工企業生產設備的運行效率以及產品的質量，企業的相關部門應該積極地研發，優化現有的技術。目前，我國的天然氣能源大多在高原地區，但其特殊的氣候條件以及氣溫都嚴重阻礙著我國天然氣的生產開發。這就需要相關企業加大自動化工業氣體生產的研發利用，這樣不僅減少了企業的人力資源，而且有效地提高了企業的生產效率，提升了企業的環保意識。隨著我國工業設備的快速發展，生產天然氣所使用的各種原材料在不斷地增加。這就要求企業進行結構化改革，不斷提升天然氣的生產線規模，提高天然氣市場的競爭力。

3.4 加強安全生產管理

在企業生產過程中，要嚴格控制生產安全，防止事故隨時發生。因為在具體生產中，要使用到高溫加熱設備，天然氣遇到高溫可能會發生爆炸，這就導致了天然氣化工生產的巨大安全隱患。另外還要加強生產中的安全措施，這也是保證企業生產的重要一步。與此用時，企業管理人員要了解生產所使用的設備，能準確評估設備的使用情況，掌握設備的具體使用情況，加強企業全體員工的安全意識以及責任感，使其自覺遵守企業生產過程的安全標準。企業人員應及時制定適當的適度獎懲措施，一旦企業發現其部分員工存在操作違規行為，給予員工相應的懲罰措施，并警示企業其他員工在工作中不能再次發生類似的錯誤。另一方面，對于在技術生產安全領域表現突出的員工和管理人員，企業要及時鼓勵并提供精神以及物質雙重優惠待遇，動員所有員工主動進行安全生產以及參與安全講座，形成良好的安全生產意識。

3.5 做好運輸管理工作

我國地勢西高東低，天然氣資源大多集中分布在地勢險要的西部地區，但主要的天然氣市場卻在東部地區，所以，天然氣如何運輸變成了人們最關注的問題。天然氣存在易燃易爆特性，在運輸過程中存在著嚴重的安全隱患。因此，這就要求企業運輸人員在運輸材料時，需要不斷加強安全，根據材料的特殊情況，制定合適的運輸方案，加強對天然氣物資運輸的控制。另外，社會經濟效益增多，往往會伴隨著頻繁的運輸，這可能會造成化學用品的質量問題甚至嚴重的安全問題，對員工的人身安全造成傷害。所以，運輸的管理應該旨在確保效率和安全之間的平衡[5]。

3.6 加大天然氣資源開發力度

目前我國在能源和化工產品方面過于依賴對外貿易，迫切需要繼續勘探和開發石化能源，特別是進一步研究天然氣作為煤和石油的替代品。近年來的研究表明，我國的自然資源具有巨大的潛力。目前存在天然氣供應不足、化工使用不足的問題，歸根結底是由于采礦技術的不發達和落后造成的。因此，從國家到企業，都應注重自然資源的進一步開發和利用，注重保障能源安全，促進天然氣工業的快速發展。

3.7 優化天然氣儲存運輸布局

目前我國擁有五大天然氣產區，但是，除東南海域外，其余天然氣產區都位于偏遠的西北地區，遠離天然氣消費的主要市場。因此，有必要對天然氣產業的儲量結構、運輸結構和產業規劃進行重構和優化。可能采取的方案有:

1）在東部發達地區，通過進出口貿易等方式購買價格低廉的天然氣進行制造烯烴或者制氫，從而滿足我國對化工原材料的需求。

2）在西北的部分地區，依靠相關的石油和天然氣田，在當地建設化工廠處理生產天然氣合成油、烯烴和先進的產品，然后再運輸到消費市場。

3）在西南地區可以進行合成氨或者甲醇等化學用品的生產，提高生產效率，降低預算成本，從而提高該行業的經濟效益。

3.8 對天然氣深入研究

天然氣直接轉化工藝是一種技術途徑，對天然氣化工來說更直接、高效，工藝更綠色環保。雖然目前的工業生產正在使用一種更成熟的方式將天然氣轉化為合成氣，但未來的工業應用將側重于更短、更高效和更少碳的途徑。天然氣的高效直接轉化仍然是一個全球性的問題。據了解，天然氣直接轉化技術方案目前正在積極開發，是我國科學界和工業界的研究熱點。加強科技攻關，盡快實現技術突破，完成工業生產中的直接轉化[6]。

3.9 對天然氣最大化利用

天然氣的硫含量應該密切注意。硫是一種十分關鍵的重要能源，必須應用科學有效的硫提取方法。尤其是對一些含硫的大中型天然氣田，可與其他化學工業有機融合，解決硫產量等問題。天然氣化工和有關公司要重視天然氣應用的原材料、化工衍生品的深加工以實現氣體的全產業鏈發展進一步延長，不斷輸出高附加值產品，以提升行業發展的總體質量。

3.10 對天然氣行業精準分析

在國家層面，對天然氣化工企業進行詳細的全行業技術經濟分析，并通過天然氣產品價格曲線測算出了基礎天然氣化工產品的投資回報率與收支平衡。通過對天然氣產業經濟技術性質的連續監控，可以允許公司內部和國家有關決策者合理設計生產天然氣的經濟應用技術與設計方案，同時提供合理的經濟基礎信息與專門的參考研究。

3.11 加強國際合作

目前，由于世界上天然氣貿易局勢尚未平衡，傳統的歐美市場和亞太地區新興市場之間對資源的爭奪也日益加劇。必須緊急抓住這一機遇，加大同發達國家的經濟協作，并運用“一帶一路”等國家發展策略，率先構建亞太地區的天然氣交易價格制度，以便于在國際天然氣貿易價格問題上實現全球表決權[7]。通過金融工具，全面發展國際天然氣期貨市場，優先使用海外優質的天然氣資源，優化成本，實現能源供應效率最大化。

4 結語

經過以上分析，天然氣作為一種綠色環保型能源在全球得到廣泛應用，越來越多的國家注重天然氣能源的開發。但近年來，我國的天然氣化工行業對能源利用還沒有合理的規劃布置。因此，國家應該采取可行的措施促進天然氣行業的可持續發展。要加強天然氣化工企業生產中設備的安全，不斷地進行安全教育知識培訓，提升管理人員的水平，對企業設備進行實時控制。同時，企業還要對現有的生產技術及時創新，從其他多方面入手，全方位努力提高我國目前天然氣化工技術水平，以期為推動國家社會經濟建設的可持續發展奠定堅實的技術基礎。