天然气化工

张雪莲2014011646目录1我国天然气化工利用现状2天然气化工利用新技术及产品3我国天然气化工产业存在的问题及前景分析4对我国天然气化工发展的建议天然气的开发和利用已经达到较高的水平，目前已占到一次能源消耗的25%，预计21世纪中叶还会增加到40%。天然气化工在天然气总消费中占的比例只有5%，主要用于生产合成氨和甲醇。地球上有相当丰富的天然气资源030201世界天然气发展现状项目已累计产量可采储量剩余资源量初始资源量北美洲29.06.627~3455~62拉丁美洲3.68.222~2725~30欧洲8.18.213~1620~23俄罗斯18.555.8222~250240~270非洲2.411.723~2815~30中东4.658.5115~136120~140亚洲4.215.031~3635~40世界总量70.4164.0453~527520~595Cedligaz估算的全球天然气常规资源量单位：1012m3我国拥有较为丰富的天然气资源。我国天然气消费量持续增加0102我国天然气发展状况我国天然气消费量持续增加我国天然气化工利用现状1天然气化工天然气化工是化学工业分支之一。是以天然气为原料生产化工产品的工业，是燃料化工的组成部分，也可将天然气化工归属于石油化工。天然气化工一般包括天然气的净化分离、化学加工等。01天然气脱硫02天然气脱水天然气的净化分离醇胺法和砜胺法脱硫•包括吸收、闪蒸、换热及再生四个环节•醇胺法使用的是一乙醇胺、二乙醇胺、二异丙醇胺•20世纪80年代以后甲基二乙醇胺得到迅速发展主要脱硫方法的技术特点和应用领域项目MEADEA砜胺-llMEDA醇胺含量/%≦1520~3030~4520~50H2S含量/(mg/m3)5555CO2含量/%0.0050.005~0.020.005~0.02酸性气体负荷(mol/mol)0.350.3~0.80.3~0.8选择脱硫能力无几乎无无有能耗高较高低低腐蚀性强强较弱较弱醇胺降解严重有有微脱有机硫能力差差好差烃溶解少少多少国内已用领域天然气,炼厂气炼厂气天然气，合成气天然气,炼厂气，克劳斯尾气AMEA法：适用于压力较低二而对H2S，CO2净化度要求较高的情况。BDEA法：适用于在较高的酸性气体分压下同时脱除H2S，CO2,C砜胺法：砜胺-ll型适用于需脱除有机硫及同时脱除H2S，CO2的情况DMDEA法：优先用于需选择脱除H2S的情况。通过以上比较，可以认为这四类方法的适用范围如下吸收法01天然气制合成氨02天然气制甲醇03天然气制乙炔、炭黑天然气化学加工现状天然气制合成氨主要工艺流程01传统型蒸汽转化制氨工艺阶段02低能耗制氨工艺阶段03装置单系列产量最大化阶段世界天然气制合成氨技术发展概况我国目前有大型合成氨装置共计34套生产能力约1000万t/a，中型合成氨装置55套,生产能力500万t/a我国引进大型合成氨装置的总生产能力为1000万t/a,只占我国合成氨总能力的1/4左右，因此可以说我国氮肥工业主要是依靠自力更生建设起来的。我国的氮肥工业自20世纪50年代以来不断发展壮大。目前合成氨产量已跃居世界第一位。主要下游产品为尿素和硝酸铵04020103我国天然气制合成氨技术发展概况01我国合成氨的生产与消费基本已经达到供需平衡，在原料丰富的地区甚至出现供给过大的情况。我国天然气制合成氨的消费现状01我国甲醇工业落后,起步于50年代，我国设计的最大甲醇装置力只有80kt/a,单系列装置能力只有20~30kt/a。02沪天化厂建成了Lurgi低压法甲醇装置(6000t/a),开发了我国第一套现代低压法甲醇工艺,技术属国内先进水平。03我国甲醇工业装置多达50多个，大多为中小规模，产量低、能耗高、工艺落后，多数沿袭国外的高压法，小部分改为中压法。04近十年,我国甲醇工艺技术的研究开发工作仍有很大的进展,大型300kt/a甲醇装置国产化技术开发等方面亦属成绩斐然。我国天然气制甲醇技术发展概况国内大多数甲醇装置生产的甲醇产品无法与国外的相比,虽然国内甲醇的生产能力从表面上看已能满足市场的需求,但因甲醇生产成本等原因,我国甲醇依赖进口的局面还会持续相当长的一段时间。目前从总体来讲,世界甲醇的供需基本平衡,但不同地区情况各异。根据目前现状和今后的预测,加拿大、拉丁美州、东欧、中东、非洲、大洋洲这些国家和地区生产的甲醇供大于求,是世界主要的出口国或地区;而美国、西欧、亚洲这些国家和地区生产的甲醇供不应求,是主要进口国或地区。0102天然气制甲醇的消费现状01我国第一个实现国产化的天然气部分氧化制乙炔的装置1993年1月26日在四川长寿化工厂投料试车成功02近几年来国外成功开发了热裂法炭黑的生产工艺并已经实现了工业化。国内还未见热裂法生产炭黑的报导。我国天然气制乙炔、炭黑技术发展概况小结:天然气化工利用新技术及产品220世纪70年代的两次石油危机大大刺激了天然气化工的发展，受到以美国为首的发达国家的关注。直到20世纪90年代初，用天然气合成烃的技术才引起重视，并实现了工业化生产。二次大战期间,以煤为原料通过气化工业合成的液体燃料在德国首次工业应用。（GTL）030201天然气制合成油我国天然气化工产业存在的问题及前景分析3天然气在供需市场分布不合理，上、下游发展不协调天然气市场体制不完善天然气基础设施薄弱天然气是国家统配商品技术仍处于中等水平能源需求旺盛，资源供需矛盾日益尖锐010402030506天然气化工产业存在的问题对我国天然气化工产业的前景分析•资源较丰富：近些年来，我国天然气探明储量大大超过石油并且我国邻近的俄罗斯、中亚、中东、亚太四地区天然气资源丰富，是世界天然气的主要生产地和出口地，国内外可利用的天然气资源，为我国天然气化工发展提供了广阔的前景。•产品市场广阔：天然气的主要化工产品合成氨、甲醇、化肥以及甲醇衍生物，在国内都有广阔的市场空间和发展潜力，我国甲醇自给率不足50%。主要原因是装置规模太小，而且原料路线以煤为主，有竞争力的有效生产能力严重不足，这为以天然气为原料大型甲醇厂的建设营造了空间。•具备一定的发展基础经过几十年年的发展，我国天然气化工生产已形成一定的规模，产品种类较多，依托现有基础，充分利用国内外先进技术，挖潜改造，发展我国天然气化工是有优势的，潜力也是巨大的。•甲烷化学科技开发有一定进展国内作为天然气综合利用的重要课题，在“八五”期间就已列入国家重点攻关项目，有几十个单位在进行研究开发工作，领域涉及天然气制合成气新工艺、天然气合成液体燃料、天然气氧化偶联制乙烯、天然气一步法制甲醇或甲醛、天然气芳构制苯等。这些将为我国二十一世纪天然气化工的发展开辟良好前景。对我国天然气化工发展的建议4•保护天然气安全，夯实资源基础：近年来美国和欧洲大量购进天然气，国际天然气市场将很快由买方市场转向卖方市场。在不久的将来，我国天然气安全将和石油安全一样成为国家安全的重要组成部分。开发国际资源，取得安全、充足、稳定的天然气供应，以及在政治、外交和军事上的配合是维护天然气安全的主要内容。•建立上、中、下游一体化的天然气工业体系：天然气自身的特性决定了发展天然气工业必须上、中、下游一体化协调发展。没有上游气田探的天然气储量，就谈不上中游的管网建设以及下游的综合利用；没有中游管网的建设，下游的天然气市场就不能合理拓展，上游的储量就长期得不到开发和利用，投入的资金将无法回收，从而影响企业天然气开发的经济效益。只有将气田开发、管道建设和市场销售有机结合起来，才能保障天然气工业实现良性循环，在我国经济和社会可持续发展中发挥重要作用。•在中、西部靠近气源的地区继续发展化肥工业合成氨和尿素仍将是中国天然气的主要化工用户。与煤、渣油生产合成氨工艺相比，在靠近气源的中、西部地区发展天然气制肥工业不仅有明显的环保优势，而且也具备一定的技术经济优势。同时，一定程度上也可缓解西气“富余”问题，促进中、西部落后地区的经济建设。•要加快天然气化工利用技术的研究开发步伐目前，国外天然气间接转化新技术研究开发方兴未艾，有的技术已开始进入工业化生产阶段，而我国在这方面的研究差距还较大。我国应密切跟踪国际天然气化工利用新技术的开发动态，合理利用其成果，同时要加大国内科研开发的力度，有重点地突破较有希望的科研成果，尽快转化为现实生产力。对于国内已有一定科研基础或成果的技术，如蒸汽转化和部分氧化相结合的天然气制合成气、甲醇下游产品技术等，要努力通过产学研紧密结合，积极进行科技攻关，尽快形成具有自主知识产权的核心技术，争取早日实现工业化；对于一些前沿性技术，如天然气制合成油、制低碳烯烃、制二甲醚、制芳烃等，我国应将其列入国家重点科技攻关研究项目，集中力量，加快研究开发的步伐，争取早日开发出具有国际竞争力、拥有自主知识产权的核心技术，为我国天然气化工的发展做好技术储备。参考文献：•关于天然气化工利用的前景探索_李秀辉•天然气化工的发展动向_陈赓良•天然气化工的技术进展与发展机遇_雍瑞生•天然气化工的现状和发展前景_郑俐•天然气化工现状及发展动向_常宏岗•天然气化工与利用的研究及应用现状_陈进富•天然气现状及化工应用_黄立道•天然气制合成油技术进展及经济性分析_韩德奇•天然气制乙炔工艺_杨朝富•天然气制甲醇的工艺现状及发展前景_马宁•我国天然气化工产业资源利用的前景分析_余黎明•《天然气利用综合技术》•《天然气化工技术及利用》胡杰_朱博超•《天然气化工工艺学》魏顺安