天然氣化工

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　　天然氣化工是指以天然氣為原料生產化學產品的工業，一般包括天然氣的凈化分離、化學加工。通過凈化分離和裂解、蒸汽轉化、氧化、氯化、硫化、硝化、脫氫等反應，可製成合成氨、甲醇及其加工產品（甲醛、二甲醚、醋酸、烯烴等)、乙炔及其深加工產品等。

　　天然氣成為化工產業的能源是從上個世紀二十年代始，當時天然氣的應用技術並不十分成熟，主要用於製造合成氨的原料氫為主，因為其他途徑製造氫原料的難度很大，消耗也特別嚴重，而用天然氣做原來哦不僅來源簡單，並且節省能源，從此就通過天然氣來製造氫原料，此後也一直是氫的主要供應原料。雖然在70年代曾經受到石油乙烯等油脂類加工方法的強烈衝擊，但是天然氣豐富的資源，獨特的加工技術一直立於化學加工產業的不敗之地。同時，天然氣相對於其他能源材料，價格低廉且穩定，不會輕易受到國際經濟的波動影響，其次，天然氣可以生產多種產品，例如合成氨，化肥，乙炔以及其衍生品，水煤氣等一系列大宗化工原料。在這些方面，由於天然氣化士產業的不斷推進，加工技術已經逐步成熟，在經濟方面也具有比較明顯的優勢。因此，這些化工產品以及衍生品一直是天然氣化工的主要生產品。

　　1.世界天然氣化工發展狀況

　　天然氣化工起源於上世紀20年代。早期的石油化工始於天然氣乙炔工業和天然氣凝析液(NGLs)制乙烯工業的興起。由天然氣生產的乙炔曾是世界化學工業中的“有機合成之母”。廉價石油大量開采和石油化工興起之後，天然氣化工受到了影響，但天然氣化工仍有不少具有競爭優勢的領域，雖然化學工業消費的天然氣占天然氣消費總量的相對比例下降，但是絕對消費量仍在增加。近期，頁岩氣等非常規天然氣的大規模開發，改變了整個世界的天然氣供求態勢，拉大了一些國家石油與天然氣的比價，天然氣的化工利用又重新引起了較大興趣。

　　世界上不同程度發展了天然氣化工的國家有5O多個，目前年消費天然氣量(不含NGLs)約1700億m³，約占天然氣消費總量的5％。主要產品包括合成氨(尿素)、甲醇(二甲醚)、合成油、氫氣和羰基合成氣、乙炔、氫氰酸、二硫化碳、炭黑等多種一次加工產品及大量衍生物。

　　天然氣(甲烷)是大規模製氫的最理想原料，目前世界上大部分的氫氣是以天然氣為原料生產的。氫氣的主要消費領域是石油化工產品的生產，包括合成氨、甲醇、石油煉製產品和其它化工產品等，三者占總消費量的98％以上，另外還在食用油脂、金屬加工、電子、浮法玻璃、火箭等領域有較廣泛的應用，但用戶分散、用量小，約占總消費量的1％～1．5％ 。

　　目前世界合成氨、甲醇年產量分別約為1．6億t．0．5億t，其中以天然氣為原料生產的都為75％左右，國外絕大部分採用天然氣原料，以煤為原料的主要在中國。氫氰酸、二硫化碳的生產也以天然氣原料為主。國外乙炔生產主要也採用天然氣原料，雖然發展停滯，但仍保有多套生產裝置。天然氣還被廣泛用於生產羰基合成氣，用於合成大量的化工產品。天然氣合成油(GTL)已建設有多套裝置。隨著燃料規格的日趨嚴格和煉油原料的重質化，煉油廠加氫精製裝置需要大量的氫氣來生產低硫清潔燃料，正在刺激商品氫氣供應需求的快速增長。

　　相當多的NGIJs被用作化工原料。2001～2010年世界乙烯裂解原料中， 乙烷需求年均增速為5．4％，LPG需求年均增速為3．7％，而石腦油需求年均遞減6．9％。

　　世界最大的乙烯生產國美國，75％的乙烯生產採用NGLs原料(其中乙烷原料為64％)。中東近年NGLs的化工利用發展很快，主要是裂解制烯烴，脫氫芳構化制芳烴，丁烷化工利用等。乙烯原料的輕質化，使得副產丙烯量減少，使期相對較乙烯緊缺。近年來隨著世界非常規天然資源開發獲得突破，獲得長期、穩定、相對低廉的丙烷資源成為可能，從而使丙烷脫氫制丙烯項目具有較強的市場競爭力，並由此引發業界巨頭紛紛投資，一些項目選址在廉價丙烷資源豐富的地區(如美國)，另有一些則選擇在丙烯需求增長空間大的地區(如中國)。

　　2.我國天然氣化工發展狀況

　　我國天然氣化工發展已有40多年的歷史，建成了一批像雲天化、榆天化、川維廠、重慶揚子乙酰公司等一批競爭力較強的綜合型企業，形成了一定生產規模。目前全國有十幾個省、市、自治區發展了天然氣化工，建有100多套天然氣化工裝置，幾乎所有主要的天然氣化工產品我國均可生產，其中主導產品是合成氨、甲醇、氫氣，其次為天然氣制乙炔及衍生品、氫氰酸系列產品和二硫化碳系列產品等。

　　我國用做化工原料的天然氣占天然氣總消費量的比例雖然逐年下降，但仍遠高於世界平均水平，而絕對消費量也仍然有所增長。近年我國沿海地區還佈局了一些利用進口的天然氣基甲醇生產烯烴和利用進口的丙烷生產丙烯的裝置。

　　目前國內發展天然氣化工的最大障礙天然氣供應不足、價格高以及政策限制。

　　1.客觀準確研究天然氣市場，合理利用資源

　　天然氣是一種比較特殊的商品，與石油和煤炭不同，並非是以產品為導向的工業，而是一種受市場帶動的產業，天然氣市場要有足夠的容量，需求要達到相當的規模.才能驅動中上游發展。因此，研究天然氣工業的發展更應掌握天然氣市場發展節奏，並主動培育市場。天然 氣 化 工是天然氣的重要用戶，而且用氣量較穩定。但是，化工對天然氣的價格承受能力較弱，因此，天然氣資源要優先保證發電、城市姍料用戶的要求。如果前者市場起步較晚;則有必要配合上游的發展，自建化工項目，以確保市場容量。因此要根據資源量和開發進度，優化資源配置，規劃在夭然氣產地建設大型天然氣化工項目，也不妨考慮在管抽沿線建設天然氣化工項目。

　　2.統籌考慮上下游效益，制定合理氣價

　　天然氣價格是制約天然氣化工項目成敗的主要因素之一，由於受到煤化工和石油化工的挑戰，天然氣化工加工產品都有一個能承受的極限價格(甲醇0.52~0.80元/m³，合成氨是0.42~0.74元/m³)， 進入WTO以後，我國化工產品都要直接面對國際竟爭，化工產品價格將直接與國際接軌，因此要以合理的氣價，保證化工項目的微利，使下游能夠生存。天然氣定價因素包括市場因紊、供應成本和可替代能源價格。建議對於公司內企業實行公司內部氣價，使項目具有竟爭力。

　　3.引進和自主開發並舉

　　爭取引進國際領先的天然氣化工新技術。例如大型自轉化工藝低成本甲醇技術、天然氣制碳酸二甲醋和聚碳酸醋技術、濃甲醛和聚甲醛技術等。科技投入是科技創新的重要保證條件。由於天然氣化工屬技術密集型產業，國內外在天然氣化工新技術和新產品的研究方面都已開展了多年的工作，因此，要加大對天然氣化工科技投人的力度，密切跟蹤世界天然氣化工的最新進展，特別要關註天然氣制乙烯、天然氣一步法制二甲醚、天然氣制合成油、新型燃料應用技術等領域，使研究開發不掉隊。