天然氣化工發(fā)展現(xiàn)狀及前景分析

左朝剛

摘 要：在我國工業(yè)生產(chǎn)活動中，天然氣占據(jù)著非常關鍵的位置，是重要的能源之一。為了促進工業(yè)更好的發(fā)展，相關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，很多國家通過研發(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。為了促進我國社會經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展，相關部門人員要重視對天然氣化工技術的研發(fā)，充分發(fā)揮天然氣的作用，實現(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越多，探明量從50年代的8.5萬億米，增加到6O年代的l7萬億米，等到1984年達到了90萬億米，目前，探明量已經(jīng)超過了800萬億米。

現(xiàn)階段，天然氣主要應用于民用燃料和化工業(yè)生產(chǎn)等領域，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。

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

在有機合成工業(yè)中乙烯特別關鍵，具有有機合成工業(yè)之母的稱號，可以利用天然氣里的乙丙皖的餾份，通過石腦油和輕柴油的裂解與御造制成。此外，回收煉廠氣或者對乙醇進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)境保護意識的不斷加強，很多國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越發(fā)成熟，可以進行大規(guī)模的生產(chǎn)。此外，甲醇能夠轉(zhuǎn)化成合成油，通過進一步轉(zhuǎn)化還能夠成為烯烴或芳烴，這樣就可以當作石油化工的基礎原料。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

天然氣市場的快速發(fā)展，主要得益于目前全球范圍內(nèi)對清潔能源的大力支持，催生市場需求，這也成為智能燃氣表應用迎來蓬勃發(fā)展的機遇。根據(jù)美國公布的全球公司透明度調(diào)查的市場研究報告，智能天然氣市場價值將從2014年的0.9億美元增長到2023年的10.5億美元。

天然氣化工具有風險大、成本高、產(chǎn)業(yè)鏈短、效益低等弊端，除天然氣制氫項目因具有較高價格承受力而繼續(xù)發(fā)展，包括天然氣制甲醇等項目在內(nèi)的其余全部天然氣化工項目均被限制或禁止。因此，據(jù)IEA預測，我國天然氣化工用氣消費量將緩慢增加，預計2020年用氣量將達到208.31×108m3，2030年將達到296.10×108m3，2040年將達到356.84×108m3，占天然氣總消費量比例分別為8.6%、8.1%和7.4%，相較之前比例大幅下滑。為更好地應對我國天然氣消費結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，促進天然氣生產(chǎn)和消費革命，在天然氣消費總量上應“保供應、促增長”，在天然氣利用結(jié)構(gòu)上應“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)，我國應抓住這一契機，加強與日本、印度、韓國等亞洲國家的合作，共同推進亞太地區(qū)新的天然氣貿(mào)易定價機制的產(chǎn)生。與此同時，我國仍需積極發(fā)展亞太地區(qū)天然氣期貨市場，加大國外天然氣資源的引進力度，平衡國產(chǎn)、進口天然氣資源比例，使得我國天然氣進口價格更加市場化、區(qū)域化，進而謀求亞太地區(qū)天然氣貿(mào)易定價話語權(quán)。在此基礎上，爭取形成以我國天然氣進口價格為基準的亞太地區(qū)天然氣貿(mào)易定價機制，使得這一基準價低于日本JCC 定價、高于美國亨利天然氣貿(mào)易中心交割價、接近歐洲天然氣進口價。

3我國天然氣化工發(fā)展的建議

3.1促進非常規(guī)天然氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展

我國的煤層氣、頁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)階段我國的煤層氣和致密氣已經(jīng)可以進行大規(guī)模的開發(fā)，而且正在逐漸開發(fā)頁巖氣。為了促進我國天然氣產(chǎn)業(yè)的良好發(fā)展，相關部門一定要積極研發(fā)非常規(guī)天然氣產(chǎn)業(yè)，建立健全相關的制度體系，并且和先進國家交流合作，學習先進的天然氣開發(fā)技術。

3.2科學開發(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，通過采用科學有效的技術開發(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，要實現(xiàn)這一目標，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

在天然氣化工利用方面，直接轉(zhuǎn)化是實現(xiàn)過程綠色的新方向。在工業(yè)生產(chǎn)中應用天然氣比較成熟的技術手段是把甲烷轉(zhuǎn)化為合成氣，再進一步開發(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，找到有效技術來使甲烷實現(xiàn)直接轉(zhuǎn)化利用。目前工業(yè)上主要采用間接法進行：即首先在高溫條件下天然氣中的甲烷分子與氧氣、CO2或水蒸氣重整反應得到合成氣；隨后，或采用費托（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)烯烴和其他化學品，這類傳統(tǒng)的甲烷間接法轉(zhuǎn)化路線較長、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)化技術路線短、能效高、過程低碳，是未來的發(fā)展方向，其難點是甲烷的選擇活化和定向轉(zhuǎn)化以及催化劑積炭失活等，它是一個世界性難題，長期以來一直是國內(nèi)外科學家研究的熱點。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%。這預示著通過催化技術的革新，甲烷高效直接轉(zhuǎn)化是有希望實現(xiàn)工業(yè)應用的。

3.4煤制天然氣項目的前景

我國油氣供應安全形勢嚴峻，適度發(fā)展煤制天然氣可降低油氣對外依存度，緩解天然氣供應緊張的局面?但另一方面，我國煤炭資源總體儲量盡管豐富，人均儲量只有世界平均水平的60%，有限的煤炭資源應首先保障發(fā)電?冶金等行業(yè)利用（目前我國煤炭約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，直接燃燒將帶來大量硫?氮和灰塵污染，并且這些資源遠離消費中心，運輸成本高?損耗大?利用這些地區(qū)相對豐富的低品質(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

天然氣作為經(jīng)濟環(huán)保的綠色能源和化工原料，具有非常多的優(yōu)勢，在全球上得到了廣泛關注和大力推廣。為了跟上全球能源的發(fā)展形勢，我國相關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，科學合理的應用天然氣。同時，還要加強和發(fā)達國家的交流合作，不斷學習先進技術來提高我國天然氣化工技術。

參考文獻

[1]王熙庭.天然氣化工發(fā)展現(xiàn)狀及展望（全國天然氣化工與碳一化工信息中心）[J].天然氣化工（C1化學與化工），2017，42（03）：6.

[2]桑建新.我國煤制天然氣現(xiàn)狀和未來產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展[J].煤炭經(jīng)濟研究，2013，33（10）：27-32.

[3]段榮全.解析天然氣化工利用現(xiàn)狀及發(fā)展動向[J].中國石油和化工標準與質(zhì)量，2013，34（01）：31.

[4]張愛明.天然氣化工利用與發(fā)展趨勢[J].天然氣化工（C1化學與化工），2012，37（03）：69-72.

[5]李秀輝.關于天然氣化工利用的前景探索[J].中國石油和化工標準與質(zhì)量，2012，32（02）：31.

（作者單位：德州經(jīng)濟開發(fā)區(qū)昊達燃氣安裝工程有限公司）