左朝剛

摘 要：在我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中，天然氣占據(jù)著非常關(guān)鍵的位置，是重要的能源之一。為了促進(jìn)工業(yè)更好的發(fā)展，相關(guān)部門一定要全面分析天然氣化工發(fā)展的現(xiàn)狀和前景。

關(guān)鍵詞：天然氣化工；發(fā)展現(xiàn)狀；前景

引言

天然氣具有非常多的優(yōu)勢(shì)，很多國(guó)家通過(guò)研發(fā)制成了乙炔和乙烯等化工原料，有利于全世界工業(yè)的快速發(fā)展。為了促進(jìn)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，相關(guān)部門人員要重視對(duì)天然氣化工技術(shù)的研發(fā)，充分發(fā)揮天然氣的作用，實(shí)現(xiàn)綠色化工、節(jié)能減排的效果。

1天然氣化工發(fā)展的現(xiàn)狀分析

和煤、石油資源日漸減少的情況相比較，天然氣的探明量越來(lái)越多，探明量從50年代的8.5萬(wàn)億米，增加到6O年代的l7萬(wàn)億米，等到1984年達(dá)到了90萬(wàn)億米，目前，探明量已經(jīng)超過(guò)了800萬(wàn)億米。

現(xiàn)階段，天然氣主要應(yīng)用于民用燃料和化工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域，尤其是在合成氨、乙炔、乙烯以及甲醇等方面有良好發(fā)展。

化學(xué)工業(yè)中合成氨占有非常重要的地位，是化肥等化工產(chǎn)品的主要成分。目前，全球上制氨的主要原料為天然氣，具有投資小、收益大以及能耗低的優(yōu)勢(shì)。

在有機(jī)合成工業(yè)中乙炔屬于最基礎(chǔ)的原料，具有投資小、原料廣、反應(yīng)快以及生產(chǎn)率高的優(yōu)勢(shì)。

在有機(jī)合成工業(yè)中乙烯特別關(guān)鍵，具有有機(jī)合成工業(yè)之母的稱號(hào)，可以利用天然氣里的乙丙皖的餾份，通過(guò)石腦油和輕柴油的裂解與御造制成。此外，回收煉廠氣或者對(duì)乙醇進(jìn)行脫水處理可能給制成一些乙烯。

甲醇屬于清潔、干凈、環(huán)保的液體類燃料。隨著環(huán)境保護(hù)意識(shí)的不斷加強(qiáng)，很多國(guó)家開始推廣甲醇作為燃料。另外，利用天然氣制作甲醇的技術(shù)越發(fā)成熟，可以進(jìn)行大規(guī)模的生產(chǎn)。此外，甲醇能夠轉(zhuǎn)化成合成油，通過(guò)進(jìn)一步轉(zhuǎn)化還能夠成為烯烴或芳烴，這樣就可以當(dāng)作石油化工的基礎(chǔ)原料。因此，甲醇在天然氣化工發(fā)展中占有很大的前景。

2天然氣化工發(fā)展前景分析

天然氣市場(chǎng)的快速發(fā)展，主要得益于目前全球范圍內(nèi)對(duì)清潔能源的大力支持，催生市場(chǎng)需求，這也成為智能燃?xì)獗響?yīng)用迎來(lái)蓬勃發(fā)展的機(jī)遇。根據(jù)美國(guó)公布的全球公司透明度調(diào)查的市場(chǎng)研究報(bào)告，智能天然氣市場(chǎng)價(jià)值將從2014年的0.9億美元增長(zhǎng)到2023年的10.5億美元。

天然氣化工具有風(fēng)險(xiǎn)大、成本高、產(chǎn)業(yè)鏈短、效益低等弊端，除天然氣制氫項(xiàng)目因具有較高價(jià)格承受力而繼續(xù)發(fā)展，包括天然氣制甲醇等項(xiàng)目在內(nèi)的其余全部天然氣化工項(xiàng)目均被限制或禁止。因此，據(jù)IEA預(yù)測(cè)，我國(guó)天然氣化工用氣消費(fèi)量將緩慢增加，預(yù)計(jì)2020年用氣量將達(dá)到208.31×108m3，2030年將達(dá)到296.10×108m3，2040年將達(dá)到356.84×108m3，占天然氣總消費(fèi)量比例分別為8.6%、8.1%和7.4%，相較之前比例大幅下滑。為更好地應(yīng)對(duì)我國(guó)天然氣消費(fèi)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，促進(jìn)天然氣生產(chǎn)和消費(fèi)革命，在天然氣消費(fèi)總量上應(yīng)“保供應(yīng)、促增長(zhǎng)”，在天然氣利用結(jié)構(gòu)上應(yīng)“調(diào)結(jié)構(gòu)、增效率”。

隨著全球天然氣貿(mào)易格局的逐漸轉(zhuǎn)變，全球天然氣開始更多地流向歐洲和亞太地區(qū)，我國(guó)應(yīng)抓住這一契機(jī)，加強(qiáng)與日本、印度、韓國(guó)等亞洲國(guó)家的合作，共同推進(jìn)亞太地區(qū)新的天然氣貿(mào)易定價(jià)機(jī)制的產(chǎn)生。與此同時(shí)，我國(guó)仍需積極發(fā)展亞太地區(qū)天然氣期貨市場(chǎng)，加大國(guó)外天然氣資源的引進(jìn)力度，平衡國(guó)產(chǎn)、進(jìn)口天然氣資源比例，使得我國(guó)天然氣進(jìn)口價(jià)格更加市場(chǎng)化、區(qū)域化，進(jìn)而謀求亞太地區(qū)天然氣貿(mào)易定價(jià)話語(yǔ)權(quán)。在此基礎(chǔ)上，爭(zhēng)取形成以我國(guó)天然氣進(jìn)口價(jià)格為基準(zhǔn)的亞太地區(qū)天然氣貿(mào)易定價(jià)機(jī)制，使得這一基準(zhǔn)價(jià)低于日本JCC 定價(jià)、高于美國(guó)亨利天然氣貿(mào)易中心交割價(jià)、接近歐洲天然氣進(jìn)口價(jià)。

3我國(guó)天然氣化工發(fā)展的建議

3.1促進(jìn)非常規(guī)天然氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展

我國(guó)的煤層氣、頁(yè)巖氣和致密氣等非常規(guī)天然氣資源特別豐富，大約有2.806×1015立方米，比常規(guī)天然氣的總量高出了大約五倍?，F(xiàn)階段我國(guó)的煤層氣和致密氣已經(jīng)可以進(jìn)行大規(guī)模的開發(fā)，而且正在逐漸開發(fā)頁(yè)巖氣。為了促進(jìn)我國(guó)天然氣產(chǎn)業(yè)的良好發(fā)展，相關(guān)部門一定要積極研發(fā)非常規(guī)天然氣產(chǎn)業(yè)，建立健全相關(guān)的制度體系，并且和先進(jìn)國(guó)家交流合作，學(xué)習(xí)先進(jìn)的天然氣開發(fā)技術(shù)。

3.2科學(xué)開發(fā)天然氣中硫資源的化工利用

在工業(yè)生產(chǎn)中硫?qū)儆诤苤匾馁Y源，而天然氣中含有一定量的硫資源，通過(guò)采用科學(xué)有效的技術(shù)開發(fā)出天然氣中的硫資源，特別是開發(fā)含硫天然氣田，可以用于化工業(yè)中，要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，需要解決硫磺的出路難題。

3.3加大研究甲烷的直接轉(zhuǎn)化技術(shù)

在天然氣化工利用方面，直接轉(zhuǎn)化是實(shí)現(xiàn)過(guò)程綠色的新方向。在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用天然氣比較成熟的技術(shù)手段是把甲烷轉(zhuǎn)化為合成氣，再進(jìn)一步開發(fā)下游產(chǎn)品。在工業(yè)生產(chǎn)中甲烷的直接轉(zhuǎn)化正處在研究階段，要加大研究力度，找到有效技術(shù)來(lái)使甲烷實(shí)現(xiàn)直接轉(zhuǎn)化利用。目前工業(yè)上主要采用間接法進(jìn)行：即首先在高溫條件下天然氣中的甲烷分子與氧氣、CO2或水蒸氣重整反應(yīng)得到合成氣；隨后，或采用費(fèi)托（F-T 合成）方法，在特定的催化劑上將合成氣轉(zhuǎn)化為高碳的烴類分子；或先由合成氣制備甲醇，再經(jīng)微孔分子篩催化劑脫水，生產(chǎn)烯烴和其他化學(xué)品，這類傳統(tǒng)的甲烷間接法轉(zhuǎn)化路線較長(zhǎng)、投資和消耗高、總碳的利用率低、CO2排放量大。而甲烷直接轉(zhuǎn)化技術(shù)路線短、能效高、過(guò)程低碳，是未來(lái)的發(fā)展方向，其難點(diǎn)是甲烷的選擇活化和定向轉(zhuǎn)化以及催化劑積炭失活等，它是一個(gè)世界性難題，長(zhǎng)期以來(lái)一直是國(guó)內(nèi)外科學(xué)家研究的熱點(diǎn)。最近，在甲烷高效直接轉(zhuǎn)化研究上取得了重大突破，制備了單中心低價(jià)鐵原子鑲嵌在氧化硅或碳化硅晶格的催化劑，高溫下甲烷分子經(jīng)自由基偶聯(lián)反應(yīng)直接生成乙烯和其他高碳芳烴分子（如苯和萘等），產(chǎn)物的碳原子利用效率接近 100%。這預(yù)示著通過(guò)催化技術(shù)的革新，甲烷高效直接轉(zhuǎn)化是有希望實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用的。

3.4煤制天然氣項(xiàng)目的前景

我國(guó)油氣供應(yīng)安全形勢(shì)嚴(yán)峻，適度發(fā)展煤制天然氣可降低油氣對(duì)外依存度，緩解天然氣供應(yīng)緊張的局面?但另一方面，我國(guó)煤炭資源總體儲(chǔ)量盡管豐富，人均儲(chǔ)量只有世界平均水平的60%，有限的煤炭資源應(yīng)首先保障發(fā)電?冶金等行業(yè)利用（目前我國(guó)煤炭約45%用于發(fā)電供熱?約38%用于鋼鐵冶煉與加工?約8%用于建材，約5%用于化工）?考慮到新疆?內(nèi)蒙古等地具有豐富的低熱值褐煤?高硫煤?高灰分煤資源，直接燃燒將帶來(lái)大量硫?氮和灰塵污染，并且這些資源遠(yuǎn)離消費(fèi)中心，運(yùn)輸成本高?損耗大?利用這些地區(qū)相對(duì)豐富的低品質(zhì)煤炭資源適度發(fā)展煤制天然氣，是煤炭清潔利用的有效途徑之一，并且通過(guò)副產(chǎn)品回收和CO2捕集封存，相比直接燃燒可大大減少硫化物?氮氧化物和CO2排放量。

結(jié)束語(yǔ)

天然氣作為經(jīng)濟(jì)環(huán)保的綠色能源和化工原料，具有非常多的優(yōu)勢(shì)，在全球上得到了廣泛關(guān)注和大力推廣。為了跟上全球能源的發(fā)展形勢(shì)，我國(guó)相關(guān)部門一定要全面分析天然氣化工發(fā)展的現(xiàn)狀和發(fā)展前景，科學(xué)合理的應(yīng)用天然氣。同時(shí)，還要加強(qiáng)和發(fā)達(dá)國(guó)家的交流合作，不斷學(xué)習(xí)先進(jìn)技術(shù)來(lái)提高我國(guó)天然氣化工技術(shù)。

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（作者單位：德州經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)昊達(dá)燃?xì)獍惭b工程有限公司）